Modifikasi Karakter Mordenit Melalui Perlakuan Asam Oksalat dan/atau NaOH dan Uji Aktivitas Katalis dalam Hydrotreating alfa-selulosa

YESSI WYDIA PUTRI, Prof.Dra. Wega Trisunaryanti, M.S.Phd.Eng

2018 | Skripsi | S1 KIMIA

Penelitian tentang modifikasi karakter mordenit telah dilakukan melalui perlakuan H2C2O4 dan/atau NaOH dan uji aktivitas katalis dalam hydrotreating αselulosa terpirolisis. Pada penelitian ini digunakan mordenit komersial (HSZ604OA) yang digunakan sebagai mordenit kontrol (HM), kemudian mordenit direfluks dengan larutan asam oksalat (H2C2O4) pada 70 °C selama 3 jam, dengan variasi konsentrasi 0,05;0,5; dan 1,0 M dihasilkan HM-0,05, HM-0,5, dan HM-1. Kemudian keempat mordenit tersebut diberi perlakuan basa (NaOH 0,1 M selama 15 menit) dihasilkan BHM, BHM-0,05, BHM-0,5, dan BHM-1. Karakterisasi kristalinitas mordenit dianalisis dengan X-Ray Diffraction (XRD), rasio Si/Al dengan Indutively Coupled Plasma (ICP), analisis karakter pori mordenit dengan perlakuan NaOH menggunakan Surface Area Analyzer (SAA), serta uji keasaman mordenit dengan menggunakan metode adsorpsi uap basa ammonia serta dihitung secara kuantitatif dengan metode gravimetri. Selanjutnya, katalis diuji aktivitasnya untuk proses hydrotreating α-selulosa terpirolisis dengan laju alir gas H2 20 mL menit-1 pada temperatur 450 °C dengan rasio berat katalis:umpan sebesar 1:60. Produk cair yang diperoleh dari proses hydrotreating kemudian dianalisis menggunakan GC-MS. Hasil penelitian menunjukkan adanya kenaikan rasio Si/Al dari mordenit diikuti penurunan kristalinitas setelah diberi perlakuan H2C2O4 dan/atau perlakuan NaOH. Keasaman mordenit mengalami penurunan seiring dengan kenaikan rasio Si/Al. Diameter pori rata-rata mordenit BHM, BHM-0,05, BHM-0,5 dana BHM-1 berturut-turut sebesar 2,898; 3,005; 3,792; dan 7,429. Mordenit BHM-0.5 menunjukkan aktivitas katalitik tertinggi dalam menghasilkan produk cair sebesar 88,88 % (b/b) dan selektivitas terhadap propanol 5,48 % (b/b). Mordenit BHM-1 menunjukkan aktivitas katalitik produksi fraksi cair 41,16 % (b/b) dan selektivitas terhadap etanol 2,94 % (b/b).

The research about modification of mordenite characters has been performed H2C2O4 and/or NaOH treatments and catalyst activity test in hydrotreating of pyrolyzed α-cellulose. Commercial mordenite (HSZ-604OA) as mordenite control (HM) immersed in 0.05;0.5 and 1.0 M H2C2O4 at 70 °C for three hours resulting HM-0.05, HM-0.5 and HM-1. The four mordenite were immersed in 0.1 M NaOH for 15 minutes resulting BHM, BHM-0.05, BHM-0.5 and BHM-1. Crystallinity of the mordenites was analyzed using X-ray Diffraction (XRD), Si/Al ratio using Inductively Coupled Plasma (ICP), analyzed their pore characters by Surface Area Analyzer (SAA) for mordenite with alkaline treatment, and their acidity test using ammonia vapour adsorption (gravimetric method). Catalytst activity of the mordenites was evaluated in hydrotreating of αcellulose pyrolized using stainless steel reactor with H2 gas flow rate of 20 mL min-1 at 450 °C for two hours with catalyst:feed weight ratio of 1:60. The liquid products obtained from the hydrotreating were analyzed using GC-MS. The research results showed that the H2C2O4 and/or NaOH treatment towards the mordenites increased Si/Al ratio and decreased crystallinity. The acidity of mordenites decreased along with the increase of Si/Al ratio. The average pore diameter of BHM, BHM-0.05, BHM-0.5, and BHM-1 mordenites were 2.898; 3.005; 3.792; 7.429 nm respectively. The BHM-0.5 mordenite showed the highest catalytic activity in generating liquid product (88.88 wt%) and selectivity toward propanol (5.48 wt%). The BHM-1 mordenite showed catalytic activity in generating liquid product (41.16 wt%) and selectivity toward ethanol (2.94 wt%).

Kata Kunci : Perlakuan H2C2O4, perlakuan NaOH, hydrotreating α-selulosa, mordenit, struktur mesopori.