SYNTHESIS OF TAURINE-GRAFTED TOFU WASTE-DERIVED SOLID ACID CATALYST FOR GLYCEROL TO SOLKETAL KETALIZATION: CATALYTIC PERFORMANCE STUDY

Mikha Ferdinand Simanjuntak, Prof. Dr. Triyono, S.U.; Prof. Dra. Wega Trisunaryanti, M.S., Ph.D.,Eng

2026 | Skripsi | KIMIA

Ekspansi pesat produksi biodiesel telah menghasilkan surplus gliserol yang signifikan, sehingga diperlukan jalur valorisasi berkelanjutan untuk meningkatkan nilai ekonomisnya. Salah satu pendekatan yang menjanjikan adalah ketalisasi dengan aseton untuk menghasilkan solketal, aditif bahan bakar bernilai tinggi dengan sifat bahan bakar yang menguntungkan. Penelitian ini bertujuan untuk mensintesis katalis asam padat yang digrafting taurin yang berasal dari limbah tahu, mengevaluasi kinerja katalitiknya dalam ketalisasi gliserol, serta menginvestigasi pengaruh pemuatan taurin terhadap karakteristik katalis dan produksi solketal.

Karbon aktif disiapkan dari limbah pengolahan tahu melalui aktivasi asam fosfat yang dilanjutkan dengan karbonisasi di bawah atmosfer nitrogen. Permukaan karbon kemudian dioksidasi menggunakan asam nitrat dan digrafting dengan taurin pada pemuatan sebesar 5, 10, dan 15?rat. Katalis yang disintesis dikarakterisasi menggunakan Spektroskopi Inframerah Transformasi Fourier (FTIR), Mikroskopi Elektron Pemindaian yang digabungkan dengan Spektroskopi Sinar-X Dispersi Energi (SEM–EDX), serta Difraksi Sinar-X (XRD). Aktivitas katalitik dievaluasi melalui ketalisasi gliserol dengan aseton di bawah kondisi refluks, sementara produk reaksi dianalisis menggunakan Kromatografi Gas–Spektrometri Massa (GC–MS).

Analisis FTIR, SEM–EDX, dan XRD secara kolektif mengkonfirmasi keberhasilan inkorporasi gugus fungsi turunan taurin ke permukaan karbon aktif. Peningkatan pemuatan taurin menghasilkan fungsionalisasi permukaan dan modifikasi morfologi yang lebih besar sekaligus mempertahankan kerangka karbon. Analisis GC–MS mengidentifikasi solketal sebagai produk utama, dengan persentase luas solketal gabungan mengikuti urutan AC-15% (39,91%) > AC-10% (26,51%) > AC-5% (25,84%). Temuan ini menunjukkan bahwa grafting taurin secara efektif meningkatkan kinerja katalitik karbon aktif berbahan baku limbah tahu, dengan AC-15% menunjukkan aktivitas tertinggi di antara katalis yang diteliti.

The rapid expansion of biodiesel production has resulted in a significant surplus of glycerol, necessitating sustainable valorization pathways to improve its economic value. One promising approach is ketalization with acetone to produce solketal, a value-added fuel additive with favorable fuel properties. This study aimed to synthesize a taurine-grafted solid acid catalyst derived from tofu waste, evaluate its catalytic performance in glycerol ketalization, and investigate the effect of taurine loading on catalyst characteristics and solketal production.

Activated carbon was prepared from tofu-processing waste through phosphoric acid activation followed by carbonization under a nitrogen atmosphere. The carbon surface was subsequently oxidized using nitric acid and grafted with taurine at loadings of 5, 10, and 15 wt%. The synthesized catalysts were characterized using FTIR, SEM–EDX, and XRD. Catalytic activity was evaluated through the ketalization of glycerol with acetone under reflux conditions, while reaction products were analyzed using Gas Chromatography–Mass Spectrometry (GC–MS).

FTIR, SEM–EDX, and XRD analyses collectively confirmed the successful incorporation of taurine-derived functional groups onto the activated carbon surface. Increasing taurine loading resulted in greater surface functionalization and morphological modification while preserving the carbon framework. GC–MS analysis identified solketal as the principal product, with combined solketal area percentages following the order AC-15% (39.91%) > AC-10% (26.51%) > AC-5% (25.84%), demonstrating a positive correlation between taurine loading and solketal yield, though co-elution artifacts inherent to the non-polar stationary phase introduce uncertainty into absolute quantification. These findings confirm that taurine grafting effectively enhanced the catalytic performance of tofu waste-derived activated carbon, with AC-15% exhibiting the highest relative activity among the catalysts investigated

Kata Kunci : Ketalisasi, gliserol, solketal, valorisas