Sintesis Katalis Silika Mesopori dari Abu Sekam Padi Terimpregnasi Molibdenum Oksida dan Aplikasinya untuk Desulfurisasi Oksidatif Dibenzotiofena

Devi Ariningtyas, Prof. Drs. Karna Wijaya, M.Eng., Dr.rer.nat.; Dr. Sri Sudiono, S.Si., M.Si.

2025 | Skripsi | KIMIA

Peningkatan permintaan terhadap bahan bakar fosil sebagai sumber energi primer berdampak pada tingginya pencemaran lingkungan akibat emisi senyawa sulfur, khususnya dibenzotiofena (DBT). Pada penelitian ini telah dilakukan sintesis katalis berbasis silika mesopori dari abu sekam padi yang diimpregnasikan dengan molibdenum oksida (MoO3/MSiO2) serta aplikasinya untuk desulfurisasi oksidatif (ODS) senyawa DBT. Impregnasi logam Mo dilakukan dengan metode spray impregnation pada variasi konsentrasi 5%, 10%, dan 15% (b/b). Karakterisasi katalis dilakukan menggunakan XRF, FTIR, XRD, NH3–TPD, SAA, SEM–EDX Mapping, dan XPS. Proses ODS-DBT dioptimasi menggunakan Response Surface Methodology (RSM) dengan variabel bebas berupa waktu reaksi (A), rasio molar O/S (B), dan dosis katalis (C). Stabilitas katalis diuji hingga lima siklus penggunaan berulang.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa katalis Mo15%/MSiO2 memiliki nilai keasaman total tertinggi sebesar 0,1316 mmol/g NH3. Selaras dengan peningkatan nilai keasaman total yang terjadi, katalis Mo15%/MSiO2 mampu menghasilkan persentase penurunan DBT tertinggi yaitu sebesar 96,63% pada kondisi optimum suhu 60 °C, waktu reaksi 30 menit, rasio molar O/S 10, dan dosis katalis 3%. Hasil optimasi RSM dengan model Central Composite Design (CCD) menghasilkan efisiensi penurunan DBT sebesar 96,71% pada waktu reaksi 32,12 menit, rasio molar O/S 11,79, dan dosis katalis 3,20%. Katalis Mo15%/MSiO2 menunjukkan kestabilan yang baik dengan persentase penurunan DBT sebesar 91,98% setelah lima kali penggunaan berulang. Oleh karena itu, katalis ramah lingkungan yang ditawarkan oleh penelitian ini memiliki prospek yang menjanjikan untuk dapat diaplikasikan pada industri pemurnian bahan bakar fosil secara massal.

The increasing demand for fossil fuels as a primary energy source has led to significant environmental pollution, primarily due to the emission of sulfur compounds such as dibenzothiophene (DBT). In this study, a mesoporous silica-based catalyst derived from rice husk ash and impregnated with molybdenum oxide (MoO3/MSiO2) was synthesized and applied for the oxidative desulfurization (ODS) of DBT. The molybdenum impregnation was conducted via the spray impregnation method at varying concentrations of 5%, 10%, and 15% (w/w). Catalyst characterization was performed using XRF, FTIR, XRD, NH3–TPD, SAA, SEM–EDX Mapping, and XPS. The ODS process was optimized using Response Surface Methodology (RSM) with three independent variables: reaction time (A), O/S molar ratio (B), and catalyst dosage (C). Catalyst stability was also evaluated over five consecutive usage cycles.

The results indicated that the Mo15%/MSiO2 catalyst exhibited the highest acidity value of 0.1316 mmol/g NH3. Corresponding to its high acidity, this catalyst demonstrated excellent performance, achieving 96.63?T removal under optimal conditions: a reaction temperature of 60 °C, a reaction time of 30 minutes, an O/S molar ratio of 10, and a catalyst dosage of 3%. RSM optimization using the Central Composite Design (CCD) model further yielded a DBT removal efficiency of 96.71% at a reaction time of 32.12 min, an O/S molar ratio of 11.79, and a catalyst dosage of 3.20%. Additionally, the catalyst showed good reusability, maintaining 91.98?T removal efficiency after five cycles. These findings highlight the potential of this environmentally friendly catalyst for future application in industrial fossil fuel purification. 

Kata Kunci : pemurnian bahan bakar fosil, desulfurisasi oksidatif, dibenzotiofena, molibdenum, silika mesopori