Katalis Bentonite Libre

7
PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI KATALIS DARI BENTONITE PACITAN UNTUK APLIKASI PEMBUATAN BAHAN BAKAR SINTETIS DARI SAMPAH PLASTIK Felycia Edi Soetaredjo, Herman Hindarso, Suryadi Ismadji Jurusan Teknik Kimia Unika Widya Mandala Surabaya, Kalijudan 37, Surabaya 60114 Abstrak Bentonite adalah suatu jenis tanah liat yang terbentuk dari debu vulkanis yang telah mengalami perubahan karena cuaca. Bentonite tersusun dari mineral-mineral smectite yang pada umumnya adalah montmorillonite. Secara umum komposisi utama dari bentonit adalah SiO 2 dan Al 2 O 3 , sedangkan komposisi lainnya terdiri dari Fe 2 O 3 , MgO, CaO, K 2 O, Na 2 O dan LOI (Loss on Ignition). Karena kandungan mineral yang beragam maka bentonite merupakan bahan baku yang sangat penting bagi berbagai macam aplikasi industri. Pada penelitian ini, bentonite kami manfaatkan sebagai bahan baku pembuatan katalis untuk aplikasi perengkahan plastik menjadi bahan bakar cair. Pembuatan katalis dari bentonite dilakukan dengan cara aktivasi asam. Karakterisasi bentonite dan bentonite termodifikasi (katalis) dilakukan dengan menggunakan XRD, nitrogen sorption, AAS, dan SEM. Kemudian katalis yang dihasilkan digunakan untuk proses perengkahan sampah plastik. Variabel- variabel proses yang dipelajari adalah: jenis katalis dan suhu perengkahan. Karakterisasi bahan bakar cair yang dihasilkan dilakukan dengan menggunakan gas kromatografi, kalorimeter bomb dan beberapa uji fisik lainnya. Dari hasil percobaan yang diperoleh dapat disimpulkan bahwa katalis dari bentonite cukup potensial untuk aplikasi pembuatan bahan bakar sintetis dari sampah. Pada suhu di bawah 475 o C produk cair yang dihasilkan dapat mencapai 60% dengan distribusi produk terbesar adalah fraksi bensin. Kata Kunci : Bentonite, katalis, karakterisasi Abstract Bentonite is clay generated frequently from the alteration of volcanic ash. Bentonite is consisting predominantly of smectite minerals, usually montmorillonite.Generally the main composition in bentonite is SiO 2 and Al 2 O 3 , and also consits of other minerals such as Fe 2 O 3 , MgO, CaO, K 2 O, Na 2 O and LOI (Loss on Ignition). Because of its composition make this clay a valuable material for a wide range of uses and industrial application. In this study, we utilize the bentonite as the raw material for preparation of catalyst for application in catalytic cracking of waste plastic to produce liquid fuel. The preparation of catalyst from bentonite was conducted by modification of bentonite using acid activation method. The characterization of bentonite and its modified form was conducted using XRD, nitrogen sorption, AAS, and SEM methods. The catalyst produced was used for cracking of waste plastic. Process variables studied were: type of catalyst and cracking temperature. The characterization of the liquid fuel product was conducted using gas chromatography, bomb calorimeter and several other physical test. The experimental results indicated that bentonite is potentialas the raw material for catalyst for the production of synthetic liquid fuel from plastic waste.At temperature below 475 o C the liquid fuel produced was 60% with the highest product distribution is gasoline fraction. Keyword : Bentonite, catalyst, characterization

description

katalis

Transcript of Katalis Bentonite Libre

Page 1: Katalis Bentonite Libre

PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI KATALIS DARI BENTONITE PACITAN UNTUK APLIKASI PEMBUATAN

BAHAN BAKAR SINTETIS DARI SAMPAH PLASTIK

Felycia Edi Soetaredjo, Herman Hindarso, Suryadi Ismadji Jurusan Teknik Kimia Unika Widya Mandala Surabaya,

Kalijudan 37, Surabaya 60114

Abstrak

Bentonite adalah suatu jenis tanah liat yang terbentuk dari debu vulkanis yang telah mengalami perubahan karena cuaca. Bentonite tersusun dari mineral-mineral smectite yang pada umumnya adalah montmorillonite. Secara umum komposisi utama dari bentonit adalah SiO2 dan Al2O3, sedangkan komposisi lainnya terdiri dari Fe2O3, MgO, CaO, K2O, Na2O dan LOI (Loss on Ignition). Karena kandungan mineral yang beragam maka bentonite merupakan bahan baku yang sangat penting bagi berbagai macam aplikasi industri. Pada penelitian ini, bentonite kami manfaatkan sebagai bahan baku pembuatan katalis untuk aplikasi perengkahan plastik menjadi bahan bakar cair. Pembuatan katalis dari bentonite dilakukan dengan cara aktivasi asam. Karakterisasi bentonite dan bentonite termodifikasi (katalis) dilakukan dengan menggunakan XRD, nitrogen sorption, AAS, dan SEM. Kemudian katalis yang dihasilkan digunakan untuk proses perengkahan sampah plastik. Variabel-variabel proses yang dipelajari adalah: jenis katalis dan suhu perengkahan. Karakterisasi bahan bakar cair yang dihasilkan dilakukan dengan menggunakan gas kromatografi, kalorimeter bomb dan beberapa uji fisik lainnya. Dari hasil percobaan yang diperoleh dapat disimpulkan bahwa katalis dari bentonite cukup potensial untuk aplikasi pembuatan bahan bakar sintetis dari sampah. Pada suhu di bawah 475oC produk cair yang dihasilkan dapat mencapai 60% dengan distribusi produk terbesar adalah fraksi bensin. Kata Kunci : Bentonite, katalis, karakterisasi

Abstract

Bentonite is clay generated frequently from the alteration of volcanic ash. Bentonite is consisting predominantly of smectite minerals, usually montmorillonite.Generally the main composition in bentonite is SiO2 and Al2O3, and also consits of other minerals such as Fe2O3, MgO, CaO, K2O, Na2O and LOI (Loss on Ignition). Because of its composition make this clay a valuable material for a wide range of uses and industrial application. In this study, we utilize the bentonite as the raw material for preparation of catalyst for application in catalytic cracking of waste plastic to produce liquid fuel. The preparation of catalyst from bentonite was conducted by modification of bentonite using acid activation method. The characterization of bentonite and its modified form was conducted using XRD, nitrogen sorption, AAS, and SEM methods. The catalyst produced was used for cracking of waste plastic. Process variables studied were: type of catalyst and cracking temperature. The characterization of the liquid fuel product was conducted using gas chromatography, bomb calorimeter and several other physical test. The experimental results indicated that bentonite is potentialas the raw material for catalyst for the production of synthetic liquid fuel from plastic waste.At temperature below 475oC the liquid fuel produced was 60% with the highest product distribution is gasoline fraction. Keyword : Bentonite, catalyst, characterization

Page 2: Katalis Bentonite Libre

1. Pendahuluan Dewasa ini, penggunaan plastik

mengalami peningkatan yang sangat tinggi.

Penggunaan plastik dapat ditemui pada

kehidupan sehari-hari, contohnya pada kemasan

untuk makanan dan minuman, alat-alat rumah

tangga. Limbah plastik merupakan salah satu

limbah yang sulit terdegradasi secara natural.

Akibatnya jumlah sampah plastik semakin

meningkat dan menimbulkan permasalahan bagi

lingkungan yang cukup serius. Solusi untuk

mengatasi permasalahan ini adalah melakukan

daur ulang sampah plastik dengan berbagai

macam cara. Salah satu cara pemanfaatan sampah

plastik yang cukup potensial adalah merubah

menjadi bahan bakar melalui dekomposisi

thermal (Ahmed dan Gupta, 2009; Siddiqui,

2009; Paradela dkk, 2009) maupun secara

katalitis (Miskolczi dkk, 2009; de Marco dkk,

2009).

Dekomposisi thermal sampah plastik

menjadi bahan bakar cair membutuhkan energi

yang relatif tinggi dan dibutuhkan upgrading

pada produk yang dihasilkan. Dekomposisi

secara katalitis memberikan beberapa keuntungan

dibandingkan dengan dekomposisi secara

thermal yaitu dekomposisi berlangsung pada

suhu yang lebih rendah dan produk yang

dihasilkan merupakan hidrokarbon dengan

kandungan terbesar fraksi bahan bakar bensin dan

tidak diperlukan upgrading untuk produk yang

dihasilkan.

Sejauh ini katalis yang digunakan untuk

proses dekomposisi katalitis sampah plastik

menjadi bahan bakar cair adalah katalis berbasis

zeolite (de la Puente dan Sedran, 1998; Serrano

dkk, 2000; Manos dkk, 2001; Miskolczi dkk,

2009; de Marco dkk, 2009; Elordi dkk, 2009).

Katalis berbahan dasar silika ini memiliki

kelemahan yaitu struktur pori adalah mikropori

dan distribusi ukuran porinya sempit disamping

itu memiliki sifat asam yang kuat. Dengan dua

sifat tersebut, produk terbesar yang dihasilkan

pada degradasi katalitis sampah plastik adalah

berupa produk gas. Produk bahan bakar

berbentuk gas ini memiliki kelemahan dibanding

bahan bakar cair yaitu dalam hal transportasi dan

penyimpanan. Untuk itu perlu dilakukan suatu

penelitian mengenai pembuatan katalis dari

bahan baku yang memiliki tingkat keasaman

sedang dan ukuran pori yang merupakan

kombinasi mikropori dan makropori. Bentonite

merupakan salah satu alternatif bahan yang dapat

digunakan sebagai bahan dasar pembuatan katalis

untuk proses dekomposisi katalitis sampah

plastik menjadi bahan bakar cair.

Pada penelitian ini bentonite yang

digunakan adalah bentonite yang berasal dari

Pacitan jawa Timur. Bentonite tersedia melimpah

dengan harga yang sangat murah. Sehingga

dengan digunakannya bentonite sebagai bahan

baku pembuatan katalis maka bahan bakar cair

yang dihasilkan dari proses dekomposisi atau

perengkahan sampah plastik secara katalitis akan

mampu bersaing dengan bahan bakar cair yang

ada di pasaran seperti bensin, solar dan minyak

tanah.

2. Teori Dasar Proses pirolisis adalah proses dekomposisi

termal material-material organik tanpa adanya

udara dari luar. Pirolisis sering juga disebut

dengan proses cracking, yaitu pemecahan

molekul-molekul hidrokarbon di dalam fasa gas

menjadi molekul-molekul yang lebih kecil. Hal

ini bisa dilakukan dengan metode thermal atau

catalytic. Dalam pirolisis, material-material

plastik dipanaskan pada suhu tinggi, sehingga

struktur-struktur molekulnya terpecah menjadi

molekul-molekul yang lebih kecil dan akan

terbentuk berbagai macam hidrokarbon.

Hasil dari proses pirolisis dapat dibedakan

menjadi 3 yaitu fraksi gas, fraksi solid dan fraksi

liquid. Fraksi liquid yang dihasilkan terdiri dari

parafin, olefin, naphtanes, dan senyawa aromatik.

Sedangkan fraksi gas yang dihasilkan terutama

terdiri dari metana, etana, propana, dan

hidrokarbon rantai C1-C4 dalam jumlah yang

cukup kecil.

Metode thermal cracking limbah plastik

adalah proses pirolisis yang hanya menggunakan

panas. Metode ini beroperasi pada tekanan

atmosphere dan pada suhu antara 500-850oC.

Beberapa kelebihan dari thermal cracking adalah

produk gas yang dihasilkan hanya sedikit, yaitu

sekitar 5 sampai 20 kali lebih sedikit jika

dibandingkan dengan incineration, menghasilkan

emisi yang lebih sedikit karena produk logam

beracun terkonsentrasi di dalam abu, dan tidak

dibutuhkan biaya untuk pembelian dan proses

regenerasi katalis. Selain memiliki kelebihan,

metode ini juga memiliki kekurangan yaitu energi

yang digunakan selama proses berjalan cukup

besar dan produk yang dihasilkan memiliki berat

molekul dengan range yang sangat luas

tergantung dengan kondisi yang digunakan.

Dalam skala industri, proses thermal cracking

tidak menguntungkan karena untuk mendapatkan

kualitas gasoline yang baik masih dibutuhkan

biaya untuk melakukan proses pemisahan

sehingga biaya keseluruhan menjadi sangat

mahal.

Untuk mengatasi permasalahan

selektivitas dari produk pirolisis diperlukan suatu

katalis yang disebut fluid cracking catalyst

(FCC). FCC akan meningkatkan jumlah senyawa

aromatik dan naphtene yang terbentuk.

Keuntungan lain dari penggunaan katalis adalah

Page 3: Katalis Bentonite Libre

temperatur pirolisis yang lebih rendah.

Penggunaan katalis menjadikan pirolisis limbah

plastik tidak hanya ramah bagi lingkungan

karena tidak menghasilkan emisis yang

berbahaya tetapi juga dapat memberikan

keuntungan bila diusahakan untuk menghasilkan

bahan bakar alternatif.

Dalam menggunakan katalis, diperlukan

adanya kontak antara plastik dengan katalis.

Ukuran plastik dan katalis harus cukup kecil

supaya keduanya dapat berkontak sesempurna

mungkin. Kontak ini dapat meningkatkan jumlah

produk liquid hasil pirolisis dan menyebabkannya

cenderung memiliki berat molekul yang rendah.

Kontak yang baik antara plastik dan polimer juga

memberikan laju reaksi yang tinggi.

3. Metodologi Pada penelitian ini percobaan dilakukan

dalam 2 tahap, yaitu pembuatan katalis dan

karakterisasinya kemudian dilanjutkan dengan

tahap pembuatan bahan bakar cair dari sampah

plastik dengan menggunakan metode

dekomposisi secara katalitis. Katalis K10

montmorillonite yang diperoleh dari Sigma-

Aldrich dan bentonite yang belum diaktivasi

digunakan sebagai pembanding keefektifan

katalis dari bentonite pacitan.

Pembuatan katalis dan uji karakterisasinya Bentonite yang digunakan sebagai bahan

baku pada penelitian ini diperoleh dari Pacitan.

Sebelum digunakan sebagai bahan baku katalis

terlebih dahulu bongkahan bentonite dikecilkan

ukran partikel nya hingga ukuran tertentu dengan

menggunakan hammer mill JUNKE and

KUNKEL. Kemudian untuk menghilangkan

kandungan senyawa organik yang terdapat dalam

bentonite dilakukan perendaman dalam larutan

H2O2 selama 24 jam. Setelah itu dilakukan

pencucian dan bentonite dikeringkan hingga

kadar air nya mencapai 12%. Setelah itu

dilakukan pengecilan ukuran hingga ukuran

partikel dari bentonite mencapai 60/80 mesh dan

selanjutnya serbuk bentonite tersebut disimpan

dalam desikator untuk penggunaan selanjutnya.

Pembuatan katalis dilakukan dengan cara

aktivasi asam dengan prosedur kerja sebagai

berikut: mula-mula 100 gram bentonite ditambah

dengan aquadest sehingga terbentuk slurry.

Kemudian ke dalam slurry ditambahkan asam

sulfat pekat (98%) dengan perbandingan

asam/bentonite sebesar 0,35. Kemudian

campuran dimasukkan ke dalam water bath

bersuhu 90oC sambil diaduk dan dipanaskan

selama 24 jam. Pada akhir waktu aktivasi

ditambahkan air dalam jumlah berlebih ke dalam

campuran untuk menghentikan reaksi aktivasi,

kemudian dipisahkan antara padatan dengan

cairan dengan cara centrifugasi. Padatan

kemudian dicuci berulang-ulang untuk

menghilangkan sisa asam. Padatan kemudian

dikeringkan pada suhu 100oC selama 24 jam dan

selanjutnya dilakukan pengecilan ukuran partikel

hingga diperoleh partikel berukuran 60/80 mesh.

Karakterisasi dari bentonite, katalis

dengan aktivasi asam dan K10 montmorrilonite

dilakukan dengan menggunakan metode AAS,

XRD, dan adsorpsi nitrogen pada suhu -196OC.

Analisa komposis logam dilakukan dengan

menggunakan Atomic Absorption

Spectrophotometer, AA6200 SHIMADZU.

Untuk analisa nitrogen adsorption digunakan

Quadrasorb SI, dan analisa XRD dilakukan

dengan menggunakan alat Rigaku Miniflex

Goniometer pada 30 kV dan 15 mA,

menggunakan radiasi Cu Kα pada rentang

pengukuran setiap 0.01o. Sedangkan karakterisasi

permukaan bentonite dan katalis bentonite

dilakukan dengan menggunakan JEOL JSM-

6300F field emission SEM.

Pembuatan bahan bakar cair dan uji karakteristiknya

Secara garis besar langkah pembuatan

bahan bakar cair dari pirolisis limbah plastik

adalah sebagai berikut : mula-mula plastik dan

katalis dengan perbandingan berat tertentu

dimasukkan pada reaktor pirolisis yang

dilengkapi dengan alat pemanas, kontrol suhu,

kondensor, penampung tar dan gas, kemudian

dipanaskan dengan laju pemanasan yang tertentu

hingga tercapai suhu yang diinginkan.

Selanjutnya proses dijaga pada suhu konstan

tersebut selama waktu 30 menit atau hingga tidak

lagi terbentuk uap/gas. Selama proses pirolisis

akan terjadi peruraian plastik menjadi senyawa-

senyawa yang lebih sederhana. Produk yang

dihasilkan meliputi char (sisa padatan karbon

yang tidak terurai), uap yang dapat terkondensasi

disebut sebagai tar dan uap yang tidak dapat

terkondensasi disebut sebagai gas. Setelah proses

pirolisis berakhir, reaktor didinginkan sampai

suhu kamar dan produk char dan tar yang

dihasilkan ditimbang untuk mencari yieldnya.

Yield produk gas massanya didapatkan dari

neraca massa plastik awal dengan massa char dan

tar.

Berbagai macam produk yang didapatkan

dari pirolisis ini kemudian dianalisis untuk

mengetahui karakterisasinya, meliputi: yield,

densitas, nilai kalor yang dilakukan dengan

menggunakan Bomb Calorimeter dan GC. Proses

dekomposisi sampah plastik tanpa katalis dan

dengan adanya katalis juga dipelajari dengan

menggunakan alat TGA/DSC 1 STAR system

(Mettler toledo) dengan laju ramping dan cooling 10oC/menit sampai suhu 575oC pada kondisi

Page 4: Katalis Bentonite Libre

pengaliran gas nitrogen pada laju 20 mL/menit,

laju gas nitrogen dikontrol dengan menggunakan

gas comtroller GC200.

4. Hasil dan Pembahasan

Karakterisasi katalis

Gambar 1 menunjukkan hubungan antara

pengaruh suhu terhadap dekomposisi plastik yang

diperoleh dari hasil percobaan yang

menggunakan TGA/DSC 1 STAR system

(Mettler toledo).

Gambar 1. Kurva TGA untuk dekomposisi sampah plastik + katalis

Dari gambar 1 terlihat bahwa bentonite

mempunyai kemampuan sebagai katalis yaitu

menurunkan suhu aktivasi proses perengkahan

atau dekomposisi sampah plastik sehingga proses

perengkahan sampah plastik dapat berlangsung

pada suhu yang lebih rendah. Aktivasi asam

bentonite pacitan mempunyai kemampuan untuk

menurunkan energi aktivasi yang lebih baik dari

komersial katalis K10 montmorillonite ditandai

dengan lebih rendahnya suhu perengkahan seperti

terlihat pada gambar 1.

Karateristik bentonite dan katalis Gambar 2 memperlihatkan karakteristik

permukaan bentonite

Gambar 2. SEM dari bentonite

Sedangkan gambar 3 menunjukkan SEM katalis

yang terbuat dari bentonite yang telah mengalami

modifikasi dengan asam

Gambar 3. SEM dari katalis bentonite

Dari gambar 2 dan 3 menunjukkan bahwa

struktur permukaan dari bentonite yang telah

mengalami aktivasi asam secara garis besar tidak

mengalami perubahan yang berarti jika

dibandingkan dengan bentonite awal.

Kurva adsorpsi nitrogen untuk bentonite

awal dan katalis yang terbuat dari bentonite dapat

dilihat pada gambar 4 berikut ini

Gambar 4. Isotherm adsorpsi gas nitrogen pada bentonite dan katalis dari bentonite

Dari hasil karakterisasi dengan menggunakan

adsorpsi gas nitrogen pada suhu -196oC diperoleh

luas permukaan BET untuk bentonite awal adalah

sebesar 91,627 m2/g dan volume total pori

sebesar 0.705 cm3/g. Aktivasi bentonite dengan

asam merubah luas permukaan BET menjadi 281

m2/g dan volume total pori berubah menjadi

0.916 cm3/g.

Aktivasi dengan menggunakan asam sulfat

pada suhu yang cukup tinggi (mild condition)

akan merusak strukture dari bentonite karena

unsur-unsur besi, aluminium, magnesium dan

lain-lain yang terdapat dalam struktur lapisan

oktahedral bentonite akan terlarut sehingga akan

terbentuk rongga-rongga baru pada struktur

p/po

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

volu

me

gas

N2

tera

dsor

p, c

m3 /g

ST

P

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

Bentonite awalKatalis dari bentonite

suhu, oC

100 200 300 400 500

kehi

lang

an b

erat

, %

0

20

40

60

80

100

sampah plastiksampah plastik + K10sampah plastik + bentonitesampah plastik + bentonite aktivasi asam

Page 5: Katalis Bentonite Libre

bentonite sehingga meningkatkan luas permukaan

dan volume pori total bentonite teraktivasi.

Proses aktivasi ini juga meningkatkan surface acidity dari bentonite dari 0,23 mmol/g menjadi

0,71 mmol/g.

Analisa elemental dan cation exchange capacity (CEC) dari bentonite dan katalis yang

digunakan pada penelitian ini dapat dilihat pada

Tabel 1 berikut ini

Tabel 1. Komposisi dan CEC dari bentonite dan katalis

Bahan SiO2

(%)

Al2O3

(%)

Fe2O3

(%)

MgO

(%)

CEC

(meq/g)

Bentonite 54.7 18.2 11.2 2.1 0.62

Bentonite

aktivasi

asam

70.3 14.6 3.1 1.6 0.33

K10 72.8 14.1 2.6 1.2 0.31

Dari Tabel 1 terlihat bahwa aktivasi dengan

menggunakan asam menurunkan harga cation exchange capacity (CEC) dari katalis bentonite.

Penurunan harga CEC ini disebabkan karena

kation-kation yang dapat saling bertukar

(exchangeable cations) pada bentonite telah

digantikan oleh kation H+ dari asam.

Basal spacing bentonite dan katalis yang

diukur dengan menggunakan metode XRD

disajikan pada Tabel 2.

Tabel 2. Basal spacing bentonite dan katalis

Bahan d001 (A)

Bentonite 13.21

Katalis bentonite 16.42

K10 -

Bergesernya nilai basal spacing dari bentonite

setelah mendapat perlakuan asam disebabkan

karena dekomposisi partial dari lapisan bentonite

karena pengaruh asam.

Dekomposisi katalitis sampah plastik

Komposisi elemental dari sampah plastik

(dinyatakan dalam % berat) yang akan

didekomposisi adalah sebagai berikut

Tabel 3. Komposisi elemental sampah plastik dan nilai kalor total (MJ/kg)

C H N S inorganic other GCV

81,4 13,5 1,6 0,2 2,4 0,8 42,1

Dari tabel 3 terlihat bahwa sampah plastik yang

digunakan mengandung sejumlah kecil bahan an-

organik dan komponen lain yang tidak diketahui

(kemungkinan adalah senyawa Cl).

Pada percobaan ini konversi sampah

plastik yang terdekomposisi menjadi produk gas

dan cair dinyatakan dalam persen berat

sedangkan produk padatan merupakan sisa

dekomposisi dari sampah plastik terdiri dari

senyawa-senyawa inorganik dan sisa karbon

(coke). Sampah plastik yang terkonversi menjadi

produk cair dan gas pada berbagai macam suhu

dapat dilihat pada gambar 5 dan 6

Gambar 5. Produk liquid yang dihasilkan pada dekomposisi sampah plastik pada

berbagai macam suhu

Gambar 6. Produk gas yang dihasilkan pada dekomposisi sampah plastik pada berbagai

macam suhu

Dari gambar 5 dan 6 terlihat bahwa pada

perengkahan sampah plastik secara termal produk

yang dihasilkan sebagian besar adalah produk

gas. Tanpa adanya katalis energy aktivasi untuk

proses dekomposisi polimer menjadi senyawa-

senyawa yang lebih sederhana cukup tinggi

sehingga suhu dekomposisinya juga cukup tinggi.

Pada dekomposisi secara thermal ini juga terjadi

secondary reaction dimana produk liquid yang

terbentuk akan terdekomposisi kembali menjadi

produk yang lebih sederhana yaitu produk gas.

Dengan penambahan bentonite sebagai

terlihat produk zat cair mengalami peningkatan

yang cukup berarti sedangkan produk gas

mengalami penurunan, fenomena ini menunjukan

bahwa bentonite dari Pacitan memiliki suatu

Suhu dekomposisi, oC

100 200 300 400 500 600

Liqu

id te

rben

tuk,

%

0

10

20

30

40

50

60

70

Sampah plastikSampah plastik + bentoniteSampah plastik + K10 MontmorilloniteSampah plastik + bentonite aktivasi asam

Suhu dekomposisi, oC

100 200 300 400 500 600

Gas

terb

entu

k, %

0

20

40

60

80

100

Sampah plastikSampah plastik + bentoniteSampah plastik + K10 MonmorilloniteSampah plastik + bentonite aktivasi asam

Page 6: Katalis Bentonite Libre

potensi untuk digunakan sebagai katalis pada

pembuatan bahan bakar cair sintetis dari sampah

plastik. Proses aktivasi bentonite dengan

menggunakan asam kuat pekat (H2SO4) pada

suhu yang cukup tinggi meningkatkan

kemampuan bentonite sebagai katalis yang

efektif untuk pembuatan bahan bakar cair sintetis

dari sampah plastik seperti terlihat pada gambar 5

dan 6. Di sini terlihat bahwa katalis bentonite

dengan aktivasi asam memiliki selektivitas yang

tinggi untuk pembentukan produk cair.

Kefektifan katalis dari aktivasi bentonite pacitan

ini lebih tinggi bila dibandingkan katalis

komersial K10 montmorillonite.

Untuk mempelajari pengaruh katalis

terhadap karakteristik produk cair yang

dihasilkan dari dekomposisi sampah plastik,

seluruh komponen yang terdapat dalam produk

cair termasuk komponen-komponen yang luas

area nya < 0,1 % diidentifikasi dengan

menggunakan GCMS-QP2010P SHIMADZU.

Komponen-komponen yang teridentifikasi

dikelompokan berdasarkan jumlah atom karbon

yaitu C5-C9, C10-C13, dan fraksi yang lebih besar

dari C13. Hasil identifikasi produk cair

dekomposisi sampah plastik dapat dilihat pada

tabel 4 berikut ini

Tabel 4. Indentifikasi senyawa-senyawa dalam produk cair dekomposisi sampah plastik

C5-C9

% Area

C10-C13

% Area

>C13

% Area

SP 68,6 10,4 8,5

SP +

bentonite

72,4 12,1 11,0

SP + K10 82,0 5,6 10,7

SP +

bentonite

aktivasi

asam

81.4 11,0 7,3

*keterangan SP adalah sampah plastik

Dari tabel 4 dapat dilihat bahwa bahwa

dekomposisi sampah plastik dengan

menggunakan katalis akan menghasilkan produk

dengan fraksi terbesar adalah fraksi bahan bakar

bensin (C5-C9) dan minyak berat (>C13) fraksinya

cukup rendah.

5. Kesimpulan Dari hasil percobaan yang dilakukan

beberapa kesimpulan yang dapat diperoleh

adalah: Bentonite pacitan mempunyai nilai potensial

untuk digunakan sebagai bahan baku

pembuatan katalis untuk proses dekomposisi

sampah plastik menjadi bahan bakar cair Aktivasi dengan menggunakan asam pada

bentonite pacitan dapat meningkatkan

selektifitas bentonite untuk menghasilkan

produk cair. Fraksi terbesar dari produk cair yang

dihasilkan dari dekomposisi sampah plastik

adalah fraksi bensin.

Ucapan Terima Kasih

Penulis mengucapkan terima kasih kepada

Dirjen DIKTI atas pembiayaan penelitian ini

melalui proyek Hibah Bersaing DIKTI dengan

Surat Perjanjian Pelaksanaan Hibah Penelitian

Nomor: 111/SP2H/PP/DP2M/IV/2009, tanggal 6

April 2009.

Daftar Pustaka

[1] Ahmed, I.I., dan Gupta, A.K., (2009),

“Hydrogen production from polystyrene

pyrolysis and gasification: characteristics

and kinetics”, International Journal of Hydrogen Energy, 34, hal. 6253-6264

[2] de Marco, I., Caballero, B.M., Lopez, A.,

Laresgoiti, M.F., Torres, A., Chomon,

M.J., (2009),”Pyrolysis of the rejects of a

waste packaging separation and

classification plant”, Journal of Analytical and Applied Pyrolisis, 85, 384-391

[3] de la Puente, G., dan Sedran, U., (1998),

“Recycling polystyrene into fuels by

means of FCC: performance of various

acidic catalyst”, Applied Catalysis B: Environmental, 19, hal. 305-311

[4] Elordi, G., Olazar, M., Lopez, G., Amutio,

M., Artetxe, M., Aguado, R., dan Bilbao,

J., (2009), “Catalytic pyrolysis of HDPE

in continuous mode over zeolite catalyst

in a conical spouted bed reactor”, Journal of Analytical and Applied Pyrolisis, 85,

hal. 345-351

[5] Manos, G., Yusof, I.Y., Papayannakos, N.,

dan Gangas, N.H., (2001), “Catalytic

cracking of ploethyelene over clay

catalyst. Comparison with ultrastable Y

zeolite”, Industrial and Engineering Chemistry Research, 40, hal. 2220-2225

[6] Miskolczi, N., Angyal, A., Bartha, L., dan

Valkai, L., (2009), “Fuels by pyrolysis of

waste plastic from agricultural dan

packaging sectors in a pilot scale

reaktors”, Fuel Processing Technology,

90, hal. 1032-1040

[7] Paradela, F., Pinto, F., Ramos, A.M.,

Gulyurtlu, I., dan Cabrita, I., (2009),

“Study of slow batch pyrolysis of

mixtures of plastics, tyres, and forestry

biomass wastes”, Journal of Analytical and Applied Pyrolisis, 85, hal. 392-398.

Page 7: Katalis Bentonite Libre

[8] Serrano, D.P., Aguado, J., dan Escola,

J.M., (2000), “Catalytic conversion of

polystyrene over HMCM-41, HZSM-5

and amorphous SiO2-Al2O3: comparison

with thermal cracking”, Applied Catalysis B: Environmental, 25, hal. 181-189

[9] Siddiqui, M.N., (2009),”Conversion of

hazardous plastic waste into useful

chemical products”, Jounal of Hazardous Materials, 167, hal. 728-735.