Preparasi dan Kajian Aktivitas Al3+-bentonit untuk Katalis Sintesis Biodiesel dari Asam-Asam Lemak dalam Minyak Jarak Pagar

ABDULLOH,S.SI,M.SI., Prof. Dr. Triyono, S.U.; Prof. Drs. Mudasir, M.Eng, Ph.D.; Prof. Wega Trisunaryanti, M.S, Ph.D.Eng.

2015 | Disertasi | S3 Kimia

Telah dilakukan preparasi dan karakterisasi katalis Al3+-bentonit untuk sintesis biodiesel melalui reaksi esterifikasi asam palmitat, asam oleat, asam linoleat dan asam-asam lemak bebas (free fatty acids: FFA) dalam minyak jarak pagar (Jatropha curcas Linnaeus). Katalis Al3+-bentonit disiapkan dari bentonit standar (Sigma-Aldrich) dan bentonit alam Turen Malang melalui reaksi penukaran kation menggunakan larutan AlCl3 dan dikarakterisasi dengan XRD, XRF, piridin-FTIR dan surface area analyzer menggunakan metode BET. Uji aktivitas katalis Al3+-bentonit pada reaksi esterifikasi dilakukan pada suhu 65 derajat Celcius dengan rasio molar metanol- FFA 30:1 dan 0,25 g katalis Al3+-bentonit selama ������½, 1, 2, 3, 4 dan 5 jam. Berdasarkan hasil karakterisasi, katalis Al3+-bentonit standar memiliki d-spacing 14,98 Amstrong, situs asam Bronsted dan Lewis berturut-turut 70,12 mikromol/g dan 337,45 mikromol/g, luas permukaan 117,30 m2/g dan rerata jejari pori 59,70 Amstrong. Adapun katalis Al3+-bentonit Turen Malang memiliki d-spacing 15,63 Amstrong , situs asam Bronsted dan Lewis berturut-turut 230,79 mikromol/g dan 99,39 mikromol/g, luas permukaan 683,88 m2/g dan rerata jejari pori 20,09 Amstrong. Dari hasil analisis GC-MS terhadap fasa minyak setelah reaksi esterifikasi menunjukkan terbentuknya senyawa-senyawa metil ester (biodiesel), yaitu metil palmitat, metil oleat dan metil linoleat. Jumlah konversi yang dihasilkan pada esterifikasi menggunakan katalis Al3+-bentonit standar adalah 49,30, 34,33, 18,17% dan pada esterifikasi menggunakan katalis Al3+-bentonit Turen Malang adalah 74,61, 37,75 dan 20,93% berturut-turut untuk esterifikasi asam palmitat, asam oleat dan asam linoleat. Adapun konversi FFA dalam minyak jarak pagar adalah 32,53 dan 43,98% berturut-turut pada reaksi esterifikasi menggunakan katalis Al3+-bentonit standar dan Al3+-bentonit Turen Malang. Aktivitas katalis Al3+-bentonit untuk menurunkan kadar FFA dalam minyak jarak pagar belum sebanding dengan pemakaian katalis H2SO4.

Catalyst preparation and characterization of Al3+-bentonite for catalytic synthesis of biodiesel by esterification of palmitic acid, oleic acid, linoleic acid and free fatty acids (FFA) in the oil of Jatropha curcas (Jatropha curcas Linnaeus) has been done. Al3+-bentonite catalyst was prepared from standard bentonite (Sigma-Aldrich) and natural bentonite of Turen Malang through cation exchange reaction using AlCl3 solution. The catalysts obtained were characterized by XRD, XRF, pyridine-FTIR and surface area analyzer using the BET method. Catalyst activity test of Al3+-bentonite for esterification reaction was done at 65 Celcius degre using molar ratio of metanol-FFA of 30:1 and 0.25 g of Al3+-bentonite catalyst for the period of ���½, 1, 2, 3, 4 and 5 hours. Based on the characterization results, the Al3+-bentonite standard catalyst has a d-spacing of 14.98 Amstron, acid sites of Bronsted and Lewis respectively of 70.12 micromol/g and 337.45 micromol/g, surface area of 117.30 m2/g and the average of pore radius of 59.70 Amstrong. Meanwhile, the Al3+-bentonite Turen Malang catalyst has a d-spacing of 15.63 Amstron, acid sites of Bronsted and Lewis respectively of 230.79 micromol/g and 99.39 micromol/g, surface area of 683.88 m2/g and the average of radius pore of 20.09 Amstrong. GC-MS analysis results of the oil phase after esterification reaction showed the formation of methyl esters (biodiesel), namely methyl palmitate, methyl oleate and methyl linoleate. The number of conversions resulted in esterification using Al3+-bentonite standard catalyst was 49.30, 34.33, 18.17% and the esterification using Al3+-bentonite Turen Malang catalyst was 74.61, 37.75, and 20.93% for the esterification of palmitic acid, oleic acid and linoleic acid respectively. The conversion of FFA in jatropha oil was 32.53 and 43.98% respectively for the esterification reaction using of Al3+-bentonite standard and Al3+-bentonite Turen Malang catalyst. Catalyst activity of Al3+-bentonite in reducing FFA content in Jatropha curcas oil is still not comparable with the use of H2SO4 catalyst.

Kata Kunci : bentonit alam Turen Malang, FFA , biodiesel, esterifikasi, asam palmitat, asam oleat dan asam linoleat