PREPARASI, KARAKTERISASI, DAN APLIKASI KATALIS SiO2/PO4 UNTUK REAKSI DEHIDRASI ETANOL MENJADI DIETIL ETER (DEE)

RIZQI MAHMUDAH, Prof. Dr.rer.nat. Karna Wijaya, M.Eng. ; Dr. Sri Sudiono, M.Si.

2023 | Tesis | MAGISTER KIMIA

Preparasi, karakterisasi, dan aplikasi silika fosfat untuk reaksi dehidrasi etanol menjadi dietil eter telah dilakukan. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mempelajari pengaruh konsentrasi katalis, temperatur kalsinasi katalis, dan temperatur reaksi dehidrasi etanol menjadi dietil eter. Penelitian ini juga bertujuan untuk mempelajari aktivitas dan selektivitas katalis SiO2/PO4 terhadap reaksi dehidrasi etanol menjadi dietil eter. Preparasi katalis SiO2/PO4 dilakukan dengan metode sol�gel dari prekursor TEOS dan asam fosfat dengan variasi konsentrasi (1, 2, 3, 4 M) dan temperatur kalsinasi (400, 500, 600 °C) agar diperoleh katalis dengan total keasaman tertinggi. Katalis dikarakterisasi menggunakan Fourier Transform Infrared (FTIR), X�Ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscope (SEM�EDS), Surface Area Analyzer (SAA), Thermogravimetric�Differential Thermal Analyzer (TG�DTA), dan uji keasaman secara gravimetri menggunakan piridin. Katalis SiO2/PO4 dan SiO2 dengan nilai keasaman tertinggi diaplikasikan pada reaksi dehidrasi etanol menjadi dietil eter (DEE) dengan temperatur 175, 200, dan 225 °C. Hasil produk cair kemudian dianalisis dengan Gas Chromatography (GC) untuk melihat selektivitas katalis. Hasil karakterisasi menunjukkan bahwa katalis SiO2/PO4 yang dipreparasi dengan H3PO4 4 M (v/v) dan kalsinasi 400 °C merupakan katalis dengan total keasaman tertinggi yaitu sebesar 1,22 mmol/g, struktur amorf, sistem mesopori dengan diameter 4,72 nm dan luas permukaan sebesar 1,81 m2/g. Katalis SP�4�400 memiliki aktivitas dan selektivitas terbesar pada reaksi katalitik dehidrasi etanol pada temperatur 225 °C, yaitu dengan hasil campuran produk etanol dan senyawa yang tidak diketahui sebesar 58% dan selektivitas sebesar 3,71%. Hasil reaksi katalitik dengan katalis SP�4�400 menunjukan senyawa DEE tidak terbentuk.

Preparation, characterization and application of SiO2/PO4 catalyst for conversion of ethanol to diethyl ether has been done. This research was aimed to study the effect of catalyst concentration, calcination temperature of catalyst, and temperature for ethanol dehydration to diethyl ether. In other hand, the purpose of this research was to study activity and selectivity of SiO2/PO4 catalyst in ethanol to diethyl ether dehydration. The SiO2/PO4 catalysts prepared using wet sol�gel from TEOS precursor and phosphoric acid with variation of concentrations (1, 2, 3, 4 M) and calcination temperatures (400, 500, and 600 °C) in order to obtain catalysts with the highest total acidity. Catalysts were characterized using Fourier Transform Infrared (FTIR), X�Ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscope (SEM�EDS), Surface Area Analyzer (SAA), Thermogravimetric�Differential Thermal Analyzer (TG�DTA), and gravimetric acidity test with pyridine. SiO2/PO4 catalyst with the highest acidity applied in the dehydration reaction of ethanol to diethyl ether (DEE) at temperatures of 175, 200, and 225 °C. The liquid product was analyzed by gas chromatography (GC) to see the selectivity of the catalyst. Characterization result showed that SiO2/PO4 catalyst treated with H3PO4 4 M (v/v) and calcined at 400°C was the catalyst with highest total acidity 1.22 (g/mmol), amorphous structure, mesoporous system, with a diameter of 4.72 nm and surface area of 1.81 m2/g. The SiO2/PO4 catalyst has the highest activity and selectivity in the catalytic reaction of ethanol at temperature 225 °C, with a mixing product ethanol and anonymous compound yield of 58% and a selectivity of 3.71%. The result of catalytic reactions with SiO2/PO4 catalyst showed that DEE compound was not formed.

Kata Kunci : dehidrasi etanol, dietil eter, silika fosfat, TEOS