STUDI PENGARUH PENAMBAHAN LOGAM Fe, Cu, DAN Co...
119
STUDI PENGARUH PENAMBAHAN LOGAM Fe, Cu, DAN Co TERHADAP KATALIS Ni/SiAl PADA KONVERSI ASAM LEMAK MENJADI ALKANA SKRIPSI ALISSYA RAFIANI PROGRAM STUDI KIMIA FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH JAKARTA 2019 M/1440 H
Transcript of STUDI PENGARUH PENAMBAHAN LOGAM Fe, Cu, DAN Co...
i
STUDI PENGARUH PENAMBAHAN LOGAM Fe, Cu, DAN Co
TERHADAP KATALIS Ni/SiAl PADA KONVERSI
ASAM LEMAK MENJADI ALKANA
SKRIPSI
ALISSYA RAFIANI
PROGRAM STUDI KIMIA
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH
JAKARTA
2019 M/1440 H
ii
STUDI PENGARUH PENAMBAHAN LOGAM Fe, Cu, DAN Co
TERHADAP KATALIS Ni/SiAl PADA KONVERSI ASAM LEMAK
MENJADI ALKANA
Skripsi
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains
Program Studi Kimia
Fakultas Sains dan Teknologi
Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta
Oleh
ALISSYA RAFIANI
NIM. 11150960000069
PROGRAM STUDI KIMIA
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH
JAKARTA
2019 M/1440 H
iii
STUDI PENGARUH PENAMBAHAN LOGAM Fe, Cu, DAN Co
TERHADAP KATALIS Ni/SiAl PADA KONVERSI ASAM LEMAK
MENJADI ALKANA
Skripsi
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains
Program Studi Kimia
Fakultas Sains dan Teknologi
Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta
Oleh
ALISSYA RAFIANI
NIM. 11150960000069
Menyetujui,
Pembimbing I
Nurhasni, M.Si
NIP. 19740618 200501 2 005
Pembimbing II
Adid Adep Dwiatmoko, Ph. D
NIP. 19840101 200801 1 009
Mengetahui,
Ketua Program Studi Kimia
iv
PENGESAHAN UJIAN SKRIPSI
Skripsi yang berjudul “Studi Pengaruh Logam Fe, Cu, dan Co terhadap katalis
Ni/SiAl pada Konversi Asam Lemak Menjadi Alkana” telah diuji dan dinyatakan
LULUS pada sidang Munaqosyah Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Islam
Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta pada Jumat, 28 Juni 2019. Skripsi ini telah
diterima untuk memenuhi salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains
Program Studi Kimia.
Menyetujui,
Penguji I
Nanda Saridewi, M.Si
NIP. 19841021 200912 2 004
Penguji II
Isalmi Aziz, M.T
NIP. 19751110 200604 2 001
Pembimbing I
Nurhasni, M.Si
NIP. 19740618 200501 2 005
Pembimbing II
Adid Adep Dwiatmoko, Ph. D
NIP. 19840101 200801 1 009
Mengetahui,
Dekan Fakultas Sains dan Teknologi
Prof. Dr. Lily Surayya Eka Putri, M.Env.Stud
NIP. 19690404 200501 2 005
Ketua Program Studi Kimia
Dr. La Ode Sumarlin, M.Si
NIP. 19750918 200801 1 007
v
PERNYATAAN
DENGAN INI SAYA MENYATAKAN BAHWA SKRIPSI INI ADALAH HASIL
KARYA SAYA SENDIRI DAN BELUM PERNAH DIAJUKAN SEBAGAI
SKRIPSI ATAU KARYA ILMIAH PADA PERGURUAN TINGGI ATAU
LEMBAGA MANAPUN.
Jakarta, Juni 2019
Alissya Rafiani
11150960000069
vi
ABSTRAK
ALISSYA RAFIANI. Studi Pengaruh Penambahan Logam Fe, Cu, dan Co
Terhadap Katalis Ni/SiAl pada Konversi Asam Lemak Menjadi Alkana. Dibimbing
oleh NURHASNI dan ADID ADEP DWIATMOKO
Asam lemak yang terkandung di dalam minyak nabati dapat dikonversi
menjadi alkana maupun alkena, sebagai salah satu bahan bakar alternatif melalui
reaksi hidrodeoksigenasi dengan bantuan katalis. Reaksi hidrodeoksigenasi asam
lemak dilakukan menggunakan pelarut dekana, dan katalis Ni/SiAl dengan variasi
penambahan logam Fe, Cu, dan Co, serta perbandingan logam Ni dengan logam
Cu. Penambahan logam Fe, Cu, dan Co tersebut dilakukan bertujuan untuk
mengetahui pengaruh penambahan logam Fe, Cu, dan Co pada peforma katalis
dalam reaksi hidrodeoksigenasi. Metode yang digunakan untuk sintesis katalis
adalah metode impregnasi, kalsinasi, dan reduksi. Katalis yang disintesis
dikarakterisasi menggunakan TGA, SAA, TEM, NH3-TPD, TPR, dan XRD. Hasil
karakterisasi SAA mengindikasikan bahwa penambahan logam mampu
meningkatkan luas permukaan katalis Ni/SiAl, serta mampu memberikan pengaruh
terhadap ukuran partikel katalis Ni/SiAl berdasarkan hasil karakterisasi
menggunakan TEM. Logam Fe, Cu, dan Co juga mampu mempengaruhi keasaman
katalis Ni/SiAl. Hasil karakterisasi TPR menghasilkan bahwa penambahan logam
Cu ke dalam katalis Ni/SiAl dapat menurunkan suhu reduksi katalis. Hasil
karakterisasi XRD menghasilkan bahwa katalis memiliki sistem kristal kubus, serta
menunjukkan bahwa logam Cu telah masuk ke dalam kisi kristal katalis Ni/SiAl.
Katalis NiCu/SiAl merupakan katalis bimetal yang memberikan aktivitas yang
tinggi terhadap reaksi hidrodeoksigenasi asam lemak, dengan konversi sebesar
73,83% untuk asam laurat, dan 94,96% untuk asam oleat.
Kata kunci: asam lemak, hidrodeoksigenasi, logam Cu, Ni/SiAl.
vii
ABSTRACT
ALISSYA RAFIANI. Study on Effect of Fe, Cu, and Co Metals Addition on
Ni/SiAl Catalysts on Fatty Acid Conversion into Alkenes. Supervised by
NURHASNI and ADID ADEP DWIATMOKO
The fatty acids that contained in vegetable oils can be converted into alkanes
or alkenes, as an alternative fuel by the hydrodeoxygenation reaction with the help
of catalysts. Hidrodeoxygenation of fatty acid was carried out using decane solvent,
and Ni/SiAl catalyst with variations of Fe, Cu, and Co metals and the comparison
ratio between Ni metal with Cu metals. The addition of Fe, Cu, and Co metals was
carried out to determine the effect of adding Fe, Cu, and Co metals on the catalyst
performance in hidrodeoxygenation reactions. The menthods that used for catalyst
synthesis are impregnation, calcination, and reduction. The sythesized catalysts
were characterized by TGA, SAA, TEM, NH3-TPD, TPR, and XRD. The results of
SAA characterization indicated that the addition of metals can increase the surface
area of Ni/SiAl catalyst, and able to influence the particle size of Ni/SiAl catalyst
based on the result of TEM characterization. Fe, Cu, and Co metals are also able to
influence the acidity of Ni/SiAl catalyst. The TPR characterization results that the
addition Cu metal onto Ni/SiAl catalyst can reduce the reduction temperature of
catalyst. The XRD characterization results that the catalysts have cube structure,
and showed that Cu has entered the crystal lattice of Ni/SiAl catalyst. NiCu/SiAl
catalyst is a bimetal catalyst which gives high activity on hidrodeoxygenation of
fatty acid, with percent conversion of 73,83% for lauric acid, and 94,96% for oleic
acid.
Keywords: Fatty acid, hidrodeoxygenation, cu metal, Ni/SiAl.
viii
KATA PENGANTAR
Assalamualaikum Wr. Wb
Alhamdulilllah, puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT, karena
atas rahmat dan karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul
“Studi Pengaruh Penambahan Logam Fe, Cu, dan Co Terhadap Katalis
Ni/SiAl pada Konversi Asam Lemak Menjadi Alkana”. Ucapan terimakasih
penulis ucapkan atas bantuan dalam proses penyusunan skripsi ini kepada:
1. Nurhasni, M.Si selaku Pembimbing I yang telah memberikan
pengetahuan, pengarahan, waktu, serta bimbingannya yang sangat
membantu penulis terhadap penyelesaian dan penulisan skripsi ini.
2. Adid Adep Dwiatmoko, Ph.D selaku Pembimbing II yang telah banyak
memberikan pengetahuan baru, pengarahan selama proses penelitian,
serta bimbingannya dalam menyelesaikan skripsi ini.
3. Nanda Saridewi, M.Si selaku Penguji I yang telah memberikan saran dan
masukan dalam penyelesaian skripsi ini.
4. Isalmi Aziz, M.T Penguji II yang telah memberikan saran dan masukan
dalam penyelesaian skripsi ini.
5. Dr. La Ode Sumarlin, M.Si selaku Ketua Program Studi Kimia Fakultas
Saind dan Teknologi.
6. Prof. Dr. Lily Surayya Eka Putri, M. Env. Stud selaku Dekan Fakultas
Sains dan Teknologi UIN Syarif Hidayatullah Jakarta.
ix
7. Mamah dan kakak tersayang atas segala doa, motivasi, serta dukungan
moril maupun materil yang diberikan kepada penulis.
8. My partner Violita Shadillah, yang selalu menemani penulis dari awal
hingga akhir, dan juga Mercy dan Syifa yang selalu menghibur penulis
saat suka maupun duka.
9. Segenap dosen Program Studi Kimia atas ilmu pengetahuan dan
pengalaman yang diajarkan dan diberikan kepada penulis.
10. Teman-teman kimia Sesquiterpen Angkatan 2015 yang senantiasa
memberikan dukungan dan semangat kepada penulis.
11. Pusat Penelitian Kimia Lembanga Ilmu Pengetahuan Indonesia yang telah
mengizinkan penulis untuk melakukan penelitian.
12. Pusat Penelitian Fisika Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia yang telah
mengizinkan penulis dalam melakukan berberapa pengujian.
13. Semua pihak yang telah membantu secara langsung maupun secara tidak
langsung yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu.
14. And last but not least, partner spesial M. Baghyan Ridhollah yang tidak
henti memberikan semangat, dukungan, serta hiburan kepada penulis
selama proses penelitian dan penyusunan skripsi.
Penulis berharap penelitian ini dapat bermanfaat bagi kemajuan ilmu dan
teknologi.
Wassalamualaikum Wr. Wb
Jakarta, Juni 2019
Penulis
x
DAFTAR ISI
Halaman
KATA PENGANTAR ........................................................................................ viii
DAFTAR ISI .......................................................................................................... x
DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... xiii
DAFTAR TABEL............................................................................................... xiv
DAFTAR LAMPIRAN ....................................................................................... xv
BAB I PENDAHULUAN ...................................................................................... 1
1.1 Latar Belakang ............................................................................................... 1
1.2 Rumusan Masalah .......................................................................................... 5
1.3 Hipotesis ........................................................................................................ 5
1.4 Tujuan Penelitian ........................................................................................... 6
1.5 Manfaat Penelitian ......................................................................................... 6
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ........................................................................... 7
2.1 Asam Lemak .................................................................................................. 7
2.1.1 Asam Oleat ........................................................................................ 8
2.1.2 Asam Stearat ...................................................................................... 9
2.1.3 Asam Laurat ..................................................................................... 10
2.2 Katalis .......................................................................................................... 11
2.3 Katalis Bimetal ............................................................................................ 14
2.3.1 Besi (Fe) ........................................................................................... 14
2.3.2 Tembaga (Cu) .................................................................................. 15
2.3.3 Kobalt (Co) ...................................................................................... 16
2.3.4 Katalis Ni/SiAl ................................................................................. 16
2.3.5 Promotor .......................................................................................... 17
2.4 Hidrodeoksigenasi (HDO) ........................................................................... 18
2.5 Mekanisme Katalis Bimetal dalam proses HDO ......................................... 19
2.6 Instrumentasi ............................................................................................... 21
2.6.1 Thermal Gravimetry Analysis (TGA) .............................................. 21
2.6.2 Transmission Electron Microscope (TEM) ..................................... 23
2.6.3 Temperature-Programmed Reduction (TPR) .................................. 25
2.6.4 Temperature-Programmed Desorption (TPD) ................................ 26
xi
2.6.5 Surface Area Analyzer (SAA) .......................................................... 27
2.6.6 X-Ray Diffraction (XRD) ................................................................ 28
2.6.7 Gas Chromatography-Mass Spectroscopy (GC-MS) ...................... 29
BAB III METODE PENELITIAN .................................................................... 31
3.1 Waktu dan Tempat Penelitian ...................................................................... 31
3.2 Alat dan Bahan ............................................................................................ 31
3.2.1 Alat ..................................................................................................... 31
3.2.2 Bahan .................................................................................................. 31
3.3 Diagram Alir Penelitian ............................................................................... 32
3.4 Prosedur Penelitian ...................................................................................... 33
3.4.1 Preparasi Katalis ................................................................................. 33
3.4.1.1 Katalis Monometal Ni/SiAl (20% Ni) dan Katalis Cu/SiAl
(20% Cu) ................................................................................ 33
3.4.1.2 Katalis Bimetal Ni-M/SiAl (10% Ni dan 10% M: Fe, Cu, Co)
dan Katalis NiCu/SiAl 15:5% ................................................ 33
3.4.2 Karakterisasi Katalis ........................................................................... 34
3.4.2.1 Karakterisasi Katalis Menggunakan TGA (ASTM
E2402-11) ............................................................................... 34
3.4.2.2 Analisis Morfologi Katalis Menggunakan TEM (ASTM
D6480-05) .............................................................................. 35
3.4.2.3 Analisis Luas Permukaan Menggunakan SAA (ASTM
C1069-09) ............................................................................... 35
3.4.2.4 Analisis Keasaman Menggunakan NH3-TPD (ASTM
D4824-03) .............................................................................. 36
3.4.2.5 Analisis Suhu Reduksi Menggunakan H2-TPR (ASTM
E2438-05) ............................................................................... 36
3.4.2.6 Analisis Kristalinitas Menggunakan XRD (ASTM
D4926-15) .............................................................................. 36
3.4.3 Reaksi HDO Asam Lemak .............................................................. 37
3.4.4 Analisis Produk HDO menggunakan GC-MS (ASTM D1945-14) . 37
3.4.5 Analisis Data .................................................................................... 38
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN............................................................. 39
4.1 Karakteristik Katalis .................................................................................... 39
4.1.1 Hasil Analisis Stabilitas Termal dengan TGA ................................. 39
xii
4.1.2 Hasil Analisis Morfologi dengan TEM ........................................... 40
4.1.3 Hasil Analisis Luas Permukaan dengan SAA .................................. 44
4.1.4 Hasil Analisis Keasaman dengan NH3-TPD .................................... 46
4.1.5 Hasil Analisis Suhu Reduksi dengan TPR ....................................... 47
4.1.6 Hasil Analisis Kristalinitas dengan XRD ........................................ 48
4.2 Reaksi Hidrodeoksigenasi ........................................................................... 51
4.2.1 Hasil Reaksi Hidrodeoksigenasi Asam Stearat ................................ 52
4.2.2 Hasil Reaksi Hidrodeoksigenasi Asam Laurat ................................ 55
4.2.3 Hasil Reaksi Hidrodeoksigenasi Asam Oleat .................................. 59
BAB V PENUTUP ............................................................................................... 61
5.1 Simpulan ...................................................................................................... 61
5.2 Saran ............................................................................................................ 61
DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 62
LAMPIRAN ......................................................................................................... 69
xiii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1. Struktur asam oleat .......................................................................... 9
Gambar 2. Struktur asam stearat ........................................................................ 10
Gambar 3. Struktur asam laurat ......................................................................... 11
Gambar 4. Rangkaian batch reactor proses hidrodeoksigenasi ........................ 19
Gambar 5. Skema kerja instrumen TGA ........................................................... 22
Gambar 6. Skema kerja instrumen TEM ........................................................... 24
Gambar 7. Skema kerja instrumen TPR ............................................................ 25
Gambar 8. Skema kerja instrumen TPD ............................................................ 26
Gambar 9. Skema kerja instrumen SAA ............................................................ 27
Gambar 10. Skema Dasar Instrumen XRD ......................................................... 29
Gambar 11. Skema kerja instrumen GC-MS ....................................................... 30
Gambar 12. Hasil analisis TGA katalis Ni/SiAl dan Ni-M/SiAl ......................... 39
Gambar 13. Distribusi ukuran partikel katalis (a) Ni/SiAl, (b) NiFe/SiAl, (c)
NiCu/SiAl, (d) NiCo/SiAl ................................................................ 42
Gambar 14. Mikrograf dari katalis (a) Ni/SiAl, (b) NiFe/SiAl, (c) NiCu/SiAl,
(d) NiCo/SiAl ................................................................................... 43
Gambar 15. Suhu reduksi katalis Ni/SiAl, Cu/SiAl, dan NiCu(15:5)/SiAl ......... 47
Gambar 16. Pola difraksi katalis Ni/SiAl dan NiCu(15:5)/SiAl ......................... 49
Gambar 17. Perbedaan pola difraksi katalis Ni/SiAl dan NiCu(15:5)/SiAl ........ 50
Gambar 18. Area produk heptadekana (C17) dan oktadekana (C18) hasil
reaksi HDO asam stearat .................................................................. 52
Gambar 19. Jalur reaksi HDO asam stearat menjadi senyawa alkana................. 54
Gambar 20. Jalur reaksi HDO asam laurat menjadi senyawa alkana dan alkena 55
Gambar 21. Konversi katalis reaksi HDO asam laurat ........................................ 56
Gambar 22. Jalur reaksi HDO asam oleat menjadi senyawa alkana ................... 60
xiv
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1. Nama-nama asam lemak .......................................................................... 8
Tabel 2. Ukuran rata-rata partikel logam katalis monometal dan bimetal ........... 43
Tabel 3. Luas permukaan, luas mikropori, volume pori dan rentang ukuran pori
katalis dan penyangga katalis ................................................................. 44
Tabel 4. Data keasaman (asam lemah dan asam kuat) katalis .............................. 46
Tabel 5. Area produk hasil reaksi HDO asam laurat ............................................ 58
xv
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1. Perhitungan katalis .......................................................................... 70
Lampiran 2. Katalis sebelum dan sesudah reduksi ............................................. 73
Lampiran 3. Hasil analisis TGA .......................................................................... 74
Lampiran 4. Hasil analisis TEM menggunakan ImageJ ..................................... 77
Lampiran 5. Hasil analisis SAA .......................................................................... 82
Lampiran 6. Hasil analisis menggunakan NH3-TPD........................................... 83
Lampiran 7. Perhitungan hasil analisis NH3-TPD .............................................. 86
Lampiran 8. Perhitungan ukuran kristal XRD .................................................... 87
Lampiran 9. Hasil analisis GC-MS reaksi HDO asam stearat ............................ 88
Lampiran 10. Hasil analisis GC-MS reaksi HDO asam laurat ............................ 92
Lampiran 11. Perhitungan persen konversi dan selisih rasio area produk reaksi
HDO asam laurat ............................................................................ 96
Lampiran 12. Hasil analisis GC-MS reaksi HDO asam oleat ...........................101
Lampiran 13. Perhitungan persen konversi produk reaksi HDO asam oleat ....102
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Asam lemak yang terkandung di dalam minyak nabati merupakan bahan baku
dalam memproduksi bahan bakar hidrokarbon, hal tersebut dikarenakan kecilnya
kandungan oksigen pada asam lemak jika dibandingkan dengan bahan bakar
biomassa yang dihasilkan dari selulosa. Biomassa yang diubah menjadi bio-oil
memiliki kandungan oksigen yang tinggi, sehingga tidak dapat secara langsung
digunakan menjadi bahan bakar (Yenumala & Maity, 2011). Asam lemak dapat
diubah menjadi bahan bakar hidrokarbon dengan yield yang tinggi menggunakan
proses hidrodeoksigenasi (HDO), proses HDO merupakan proses mengeliminasi
oksigen dari prekursor sehingga membentuk molekul air sebagai hasil samping
(Kumar et al., 2014).
Hidrodeoksigenasi merupakan rangkaian reaksi pengubahan struktur molekul
asam karboksilat dalam minyak menjadi hidrokarbon rantai lurus (alkana) dengan
menghilangkan oksigen menggunakan bantuan gas hidrogen, suhu tinggi, serta
katalis heterogen (Sotelo-Boyas et al., 2012). Kandungan oksigen pada sumber
daya nabati memiliki efek yang signifikan bagi bahan bakar yang dihasilkan.
Kandungan oksigen (lebih dari 50%) yang tinggi mengakibatkan ketidakstabilan
bahan bakar yang dihasilkan, serta mengakibatkan bahan bakar yang dihasilkan
tidak bercampur dengan bahan bakar fosil. Proses HDO dilakukan untuk
menghilangkan komponen oksigen pada asam lemak dan menghasilkan air
(Deneyer et al., 2015).
2
Allah SWT telah menciptakan berbagai jenis tanaman di bumi, tanaman-
tanaman tersebut diciptakan oleh Allah SWT dengan maksud dan tujuan yang
berguna bagi manusia. Sebagaimana firman Allah SWT dalam surat Az Zumar ayat
21:
أنزل من السماء ماء ف خرج به م ي سلكه ينابيع في الرض ث ألم تر أن للا
ا ثم يجعله حطاما إن زرعا مختلفا ألوانه ثم يهيج فتراه م لك ف صفر ي ذ
لذكرى لولي اللباب
Artinya:
Apakah kamu tidak memperhatikan, bahwa Allah menurunkan air dari langit, lalu
diaturnya menjadi sumber-sumber air di bumi, kemudian dengan air itu
ditumbuhkan-Nya tanam-tanaman yang bermacam-macam warnanya, kemudian
menjadi kering, lalu engkau melihatnya kekuning-kuningan, kemudian dijadikan-
Nya hancur berderai-derai. Sungguh, pada yang demikian itu terdapat pelajaran
bagi orang-orang yang mempunyai akal sehat (Q.S Az-Zumar : 21).
Ayat di atas menyiratkan bahwa Allah SWT memperingatkan bagi orang-
orang yang mempunyai akal untuk berfikir dan mengambil pelajaran dari
kekuasaan-Nya. Manusia diberikan akal pikiran oleh Allah SWT untuk berfikir
bagaimana menggunakan dan mengolah sumber daya yang ada di bumi. Tanaman
akan menjadi kering dan rontok jika tidak dimanfaatkan dengan baik, sebaliknya
tanaman akan sangat berguna jika kita memanfaatkannya menjadi sesuatu yang
memiliki nilai guna. Pemanfaatan tanaman salah satunya dengan menghasilkan
bahan bakar hidrokarbon yang menggunakan asam lemak dari minyak nabati
melalui proses hidrodeoksigenasi, untuk menghasilkan produk green diesel yang
lebih stabil dan ramah lingkungan dibandingkan produk biodiesel.
3
Penelitian-penelitian sebelumnya telah melaporkan penggunaan berbagai
jenis asam lemak pada reaksi hidrodeoksigenasi, seperti asam dodekanoat (Bernas
et al., 2010), asam linoleat (Bernas et al., 2010), dan asam lemak dengan C17-C20
serta asam lemak dengan C22 (Rozmysłowicz et al., 2010). Penelitian ini
menggunakan tiga jenis asam lemak untuk reaksi HDO, yakni asam stearat, asam
laurat, dan asam oleat dengan alkana sebagai produk utama. Penelitian mengenai
ketiga jenis asam lemak tersebut telah dilakukan oleh Kumar et al (2014) yang
menggunakan asam stearat dan menghasilkan produk alkana berupa pentadekana,
heptadekana, heksadekana, dan okadekana. Penelitian Yang & Carreon (2017)
menggunakan asam laurat untuk reaksi deoksigenasi menghasilkan undekana
sebagai produk utama, serta penelitian Bhattacharjee & Tan (2017) yang
menghasilkan produk oktadekana dan heptadekana untuk reaksi HDO asam oleat.
Pemilihan ketiga jenis asam lemak tersebut dalam penelitian ini bertujuan untuk
melihat selektivitas katalis yang disintesis terhadap reaksi HDO asam stearat, asam
laurat, dan asam oleat.
Katalis Ni/SiAl telah banyak digunakan dalam berbagai reaksi. Diantaranya
yaitu dilakukan oleh Taylor et al (2009) menggunakan katalis Ni/SiAl untuk
menghasilkan hidrogen dari selulosa, oleh Rojas et al (2008) yang menggunakan
katalis Ni/SiAl untuk mengkonversi klorometana menjadi hidrokarbon, serta oleh
Damyanova et al (2012) mengenai reforming metana dengan CO2 yang
menggunakan katalis Ni/SiAl.
Katalis berbasis nikel merupakan katalis komersial yang memiliki performa
tinggi. Hal tersebut dibuktikan dengan banyaknya penggunaan katalis berbasis
nikel dalam reaksi HDO, seperti katalis Ni/ZrO2 (Foraita et al., 2014), katalis Ni-
4
Cu/CeO2-ZrO2 (Novopashina et al., 2010), dan katalis NiMo Sulfide (Coumans &
Hensen, 2016). Studi yang dilakukan oleh Kumar et al (2014) mengkonversi asam
stearat menjadi alkana dengan menggunakan katalis Ni/HZSM dan memperoleh
senyawa heptadekana sebesar 85,2%. Penelitian lain terkait proses HDO juga
dilakukan oleh Heriyanto et al (2018) dengan menggunakan katalis logam NiMo/ɣ-
Al2O3 menghasilkan produk green-diesel dari minyak jelantah dengan yield sebesar
98,93% .
Silika-alumina (SiAl) umumnya diaplikasikan pada industri sebagai
penyangga katalis, dikarenakan silika memiliki stabilitas mekanis dan stabilitas
termal yang baik. Silika dengan kemurnian tinggi sangat baik digunakan sebagai
penyangga katalis karena dapat mendistribusikan ukuran pori yang sempit,
memiliki volume pori yang tinggi, serta kekuatan yang sangat baik (Busca, 2014).
Penelitian yang dilakukan oleh Kordouli et al (2018) menghasilkan bahwa katalis
Mo-Ni/ASA (amorf silika-alumina) memberikan nilai yield produk bebas oksigen
yang besar pada proses HDO fenol.
Logam transisi Fe (Kandel et al., 2014), Cu (Guo et al., 2015), dan Co (Wu
et al., 2018) baik digunakan sebagai promotor dalam katalis, karena memiliki
aktivitas dan stabilitas yang baik, serta harganya yang relatif murah. Logam Ni
sebagai komponen aktif katalis memiliki suhu reduksi yang tinggi, sehingga logam
Fe, Cu, dan Co ditambahkan bertujuan sebagai promotor pada katalis Ni/SiAl.
Logam Fe, Cu, dan Co yang ditambahkan sebagai promotor agar dapat menurunkan
suhu reduksi dari katalis dan untuk meningkatkan peforma dari katalis Ni/SiAl
untuk reaksi HDO (Khromova et al., 2014). Katalis Co/H-ZSM-5-GR sangat aktif
pada reaksi HDO asam stearat menjadi alkana dengan menghasilkan tingkat
5
konversi sebesar 45,9% (Wu et al., 2018). Studi yang dilakukan oleh Kandel et al
(2014) menyatakan bahwa katalis Fe-MSN (mesoporous silica nanomaterials)
merupakan katalis yang efisien dan bebas sulfur untuk digunakan dalam konversi
minyak mikroalga menjadi green diesel, dimana menghasilkan produk berupa
alkohol sebesar 16%, hidrokarbon tidak jenuh sebesar 33%, dan hidrokarbon jenuh
sebesar 18%. Guo et al (2015) dalam studi mengenai HDO bio-oil dari algae
Chlorella dan Nannochloropsis sp. menggunakan katalis bimetal Ni-Cu/ZrO2, yang
menghasilkan efisiensi HDO tertinggi pada katalis Ni-Cu/ZrO2 yaitu sebesar 90%
pada Nannochloropsis sp. dan 82% pada Chlorella.
Oleh karena itu, penelitian ini dilakukan studi pengaruh penambahan logam
Fe, Cu, dan Co sebagai promotor dalam katalis bimetal Ni-M/SiAl (M: Fe, Cu, Co),
dengan katalis Ni/SiAl sebagai kontrol untuk proses HDO asam lemak, yang
selanjutnya diharapkan dapat diaplikasikan untuk produksi green diesel.
1.2 Rumusan Masalah
1. Logam manakah (Fe, Cu, atau Co) yang mampu memberikan pengaruh
sebagai promotor terhadap katalis Ni/SiAl?
2. Katalis bimetal manakah yang selektif untuk reaksi HDO asam stearat, asam
laurat, dan asam oleat?
1.3 Hipotesis
1. Penambahan logam Cu sebagai promotor pada katalis Ni/SiAl lebih
memberikan pengaruh dibandingkan logam Fe dan Co pada katalis Ni/SiAl.
6
2. Katalis NiCu/SiAl merupakah katalis yang selektif untuk reaksi HDO asam
stearat, asam laurat, dan asam oleat.
1.4 Tujuan Penelitian
1. Menentukan logam manakah (Fe, Cu, atau Co) yang sangat memberikan
pengaruh sebagai promotor terhadap katalis Ni/SiAl.
2. Menentukan katalis bimetal yang selektif terhadap reaksi HDO asam stearat,
asam laurat, dan asam oleat.
1.5 Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan menghasilkan katalis bimetal berbasil nikel
berpenyangga asam yang mampu mengkonversi asam lemak menjadi alkana dalam
proses hidrodeoksigenasi secara optimal, yang selanjutnya dapat diaplikasikan
untuk menghasilkan green diesel.
7
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Asam Lemak
Asam lemak lemak merupakan asam karboksilat yang diperoleh dari
hidrolisis suatu lemak atau minyak (Fessenden & Fessenden, 1998). Asam-asam
lemak yang ditemukan di alam umumnya merupakan asam-asam monokarboksilat
dan mempunyai jumlah atom karbon genap. Asam lemak dibagi menjadi dua
golongan berdasarkan rantai hidrokarbonnya, yaitu asam lemak jenuh dan asam
lemak tidak jenuh. Asam lemak tidak jenuh merupakan asam lemak yang memiliki
ikatan rangkap antar atom karbonnya, sedangkan asam lemak jenuh memiliki ikatan
tunggal antara atom karbonnya. Asam lemak tidak jenuh yang hanya memiliki satu
ikatan rangkap disebut monounsaturated fatty acid, sedangkan asam lemak yang
memiliki banyak ikatan rangkap disebut polyunsaturated fatty acid (Winarno,
2004).
Asam lemak mempunyai jumlah atom karbon genap, dari C2-C30 dalam
bentuk bebas atau dalam bentuk ester dengan gliserol. Asam lemak dapat
digolongkan berdasarkan berat molekul dan derajat ketidakjenuhan. Kedua
penggolongan tersebut akan mempengaruhi sifat-sifat kelarutan asam lemak dalam
air, kemampuan asam lemak untuk menguap, dan kelarutan garam-garamnya dalam
alkohol dan air. Asam lemak dengan atom karbon lebih dari dua belas tidak larut
dalam air dingin maupun air panas. Asam lemak C4, C6, C8, dan C10 dapat menguap,
sedangkan asam lemak C12 dan C14 sedikit menguap (Winarno, 2004).
8
Asam-asam lemak mempunyai nama umum yang dapat dilihat pada Tabel 1
sebagai berikut (Winarno, 2004).
Tabel 1. Nama-nama asam lemak
Rumus Molekul Nama Senyawa
C4H8O2 Asam Butirat (asam butanoat)
C6H12O2 Asam kapoat (asam heksanoat)
C8H16O2 Asam kaprilat (asam oktanoat)
C10H20O2 Asam kaprat (asam dekanoat)
C12H24O2 Asam laurat (asam dodekanoat)
C14H28O2 Asam miristat (asam tetradekanoat)
C16H32O2 Asam palmitat (asam heksadekanoat)
C18H36O2 Asam stearat
C24H48O2 Asam lignoserat
C18H34O2 Asam oleat (asam-9-oktadekanoat)
C18H32O2 Asam linoleat (asam-9, 12-
oktadekadienoat)
C18H30O2 Asam linolenat (asam 9, 12, 15-
oktadekatrienoat)
C20H32O2 Asam arakidonat (asam 5, 8, 11, 14-
eiokosatetraenoat)
2.1.1 Asam Oleat
Asam oleat memiliki rumus molekul C17H33COOH merupakan asam lemak
tidak jenuh yang tersebar paling merata di alam, yang mengandung satu ikatan
rangkap (Fessenden & Fessenden, 1998). Asam oleat memiliki struktur cis dengan
bobot molekul 282,468 g/mol. Titik didih asam oleat sebesar 194-195 oC dengan
titik leleh sebesar 13-14 oC. Asam oleat terbentuk secara alami pada minyak dan
lemak hewani dan nabati. Asam oleat tidak berbau, dan tidak berwarna. Asam oleat
merupakan kandungan utama pada minyak nabati, seperti pada minyak zaitun
9
(mengandung 80% asam oleat), dan minyak almond (mengandung 80% asam oleat)
(Pubchem, 2018).
Asam oleat biasa digunakan dalam industri sebagai surfaktan, sabun,
plastisizer, dalam bidang makanan dan farmasi biasa digunakan sebagai agen
emulsi, serta dalam bidang biologis sebagai insektisida, fungisida, dan herbisida.
Asam oleat secara komersil digunakan sebagai lotion dan pelarut dalam bidang
farmasi. Struktur asam oleat dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1. Struktur asam oleat
2.1.2 Asam Stearat
Asam stearat memiliki rumus molekul C17H35COOH merupakan asam lemak
jenuh yang terdapat dalam konsentrasi tinggi pada lemak biji-bijian tanaman tropis,
dan dalam lemak cadangan beberapa hewan darat, yaitu 25% dari asam-asam lemak
yang ada (Winarno, 2004). Asam stearat memiliki berat molekul sebesar 284,484
g/mol, dengan titik leleh sebesar 67-72 oC dan titik didih sebesar 361 oC. Asam
stearat yang dapat juga disebut asam oktadekanoat merupakan asam lemak jenuh
yang berguna, yang didapat lemak dan minyak hewan dan tumbuhan. Asam stearat
merupakan komponen utama dalam pembuatan cocoa butter dan shea butter
(Pubchem, 2018).
10
Asam strearat berbentuk padat keras mengkilat dan memiliki susunan hablur
berwarna putih atau kuning pucat. Asam stearat tidak larut dalam air, tetapi larut
dalam beberapa pelarut organik seperti etil asetat, toluen, aseton, dan alkohol
dengan tingkat kelarutan yang berbeda-beda. Asam stearat umumnya ditemukan
pada minyak nabati, seperti pada minyak sawit sebesar 5% dan pada minyak
nyamplung sebesar 19,96%. (Ketaren, 1986). Struktur asam stearat dapat dilihat
pada Gambar 2.
Gambar 2. Struktur asam stearat
2.1.3 Asam Laurat
Asam laurat merupakan asam lemak jenuh dengan rumus molekul
C11H23COOH. Asam laurat yang biasa disebut asam dodekanoat memiliki bobot
molekul 200,322 g/mol dengan titik leleh sebesar 43,8 oC dan titik lebur sebesar
297,9 oC. Asam laurat berbentuk bubuk padat berwarna putih, memiliki bau seperti
minyak bay, serta larut dalam air, alkohol, fenil, haloalkana, dan asetat
(Thechemco, 2018). Asam laurat secara alami terdapat pada berbagai minyak dan
lemak tumbuhan dan hewan, serta merupakan komponen utama pada minyak
kelapa dan minyak biji palem sehingga memiliki aktivitas antimikroba. Asam
lemak memiliki toksisitas yang rendah, sehingga umum digunakan dalam produksi
sabun, sampo dan kosmetik (Pubchem, 2018).
11
Asam laurat dapat dimanfaatkan dalam menentukan berat molar suatu
molekul yang belum diketahui, dalam bidang industri asam laurat digunakan
sebagai agen zat aktif, sedangkan dalam bidang kesehatan asam laurat dapat
digunakan untuk meningkatkan total serum kolesterol dibandingkan asam lemak
yang lain (Thechemco, 2018). Struktur asam laurat dapat dilihat pada Gambar 3.
Gambar 3. Struktur asam laurat
2.2 Katalis
Katalis memegang peranan penting dalam produksi bahan bakar cair. Katalis
didefinisikan sebagai sebuah senyawa yang dapat meningkatkan kecepatan suatu
reaksi kimia hingga mendekati sistem kesetimbangannya tanpa mempengaruhi
produk akhirnya ataupun mengalami perubahan substansi kimianya selama proses
reaksi berlangsung (Leeuwen, 2014). Katalis berperan dalam suatu reaksi dengan
cara menurunkan energi aktivasi, dengan menurunnya energi aktivasi pada suatu
reaksi, maka pada suhu yang sama reaksi dapat berlangsung lebih cepat sehingga
tidak diperlukan energi yang lebih tinggi. Katalis juga berperan meningkatkan
selektivitas suatu reaktan agar menghasilkan produk sesuai dengan yang diinginkan
(Chen, 2012).
Hagen (2006) menyatakan bahwa dalam proses industri, katalis yang baik
harus memiliki sifat-sifat sebagai berikut:
12
a. Aktivitas, yaitu mengukur seberapa cepat suatu reaksi dapat berjalan jika
ditambahkan suatu katalis. Aktivitas dapat ditentukan menggunakan
persamaan kinetik; hasil konversi dibawah kondisi reaksi spontan; yield
jarak-waktu; jarak kecepatan yang dihasilkan pada konversi konstan; dan
suhu yang dibutuhkan dari konversi yang dihasilkan,
b. Selektivitas, yaitu fraksi suatu reaktan yang dikonversi menjadi suatu
produk yang diinginkan. Selektivitas mengekspresikan rasio jumlah
produk yang diinginkan dari jumlah yang direaksikan,
c. Stabilitas, stabilitas suatu katalis ditentukan dari umur suatu katalis dalam
reaktor industri. Stabilitas katalis dipengaruhi dengan berbagai faktor,
termasuk dekomposisi, coking, dan racun.
Selektivitas dalam proses katalisis terbagi menjadi 4 macam, yaitu (Leeuwen,
2014):
a. Kemoselektivitas, merupakan reaksi kimia ketika terdapat dua fungsi yang
berbeda secara kimiawi, seperti pada reaksi hidrogenasi atau
hidroformilasi,
b. Regioselektivitas, merupakan reaksi kimia spesifik yang menghasilkan
produk dalam bentuk isomer dengan salah satu produk lebih dominan,
seperti pada reaksi hidroformilasi,
c. Diastereoselektivitas, merupakan reaksi spesifik ketika substrat yang
mengandung pusat stereogenik bersama dengan katalis mengarahkan
kepada penambahan dihidrogen untuk membentuk dua diasteriomer,
13
d. Enantioselektivitas, merupakan reaksi spesifik yang terjadi pada reaktan
yang tidak memiliki pusat stereogenik dan menghasilkan produk berupa
senyawa enantiomer.
Katalis dapat dibedakan menjadi katalis homogen, katalis heterogen, dan
biokatalis (Richardson, 1989). Katalis homogen adalah katalis yang memiliki fasa
yang sama dengan substrat dari suatu reaksi, yang umumnya berupa fasa cair
(Leeuwen, 2014). Katalis heterogen adalah katalis yang memiliki fasa yang berbeda
dengan reaktannya dan mudah dipisahkan dari campuran produknya, sehingga
katalis heterogen umum digunakan dalam skala industri, karena memiliki umur
yang lebih panjang dan dapat digunakan berulang kali. Biokatalis merupakan
katalis biologis pada makhluk hidup seperti enzim yang digunakan pada berbagai
reaksi biokimia. Biokatalis bersifat sangat selektif sehingga dapat menghasilkan
jumlah produk yang diinginkan dalam jumlah yang tinggi (Richardson, 1989).
Katalis memiliki komposisi yang terdiri dari tiga komponen, yaitu (Istady,
2011):
a. Komponen aktif, merupakan bagian dari katalis yang paling bertanggung
jawab terhadap reaksi kimia yang terjadi,
b. Penyangga, berfungsi untuk menjaga agar luas permukaan komponen
aktif tetap besar, yang harus memiliki titik cair yang tinggi.
c. Promotor, berfungsi untuk meningkatkat aktivitas, selektivitas dan
stabilitas suatu katalis.
14
2.3 Katalis Bimetal
Katalis bimetal merupakan katalis yang menggunakan campuran dua logam
dalam katalis. Katalis bimetal saling bekerja sama dalam mempercepat reaksi yang
diinginkan, serta menekan reaksi yang tidak diinginkan. Katalis bimetal banyak
diaplikasinya dalam berbagai proses industri. Seperti pada proses hidrogenasi
aromatik dan olefin rantai panjang dalam pelarut industri, pada proses hidrogenasi
ester menjadi asam atau alkohol, pada proses dehidrogenasi dan pemotongan
alkana, serta pada proses dehidrogenasi dan cracking alkane (Hagen, 2006).
Proses HDO umumnya terjadi dengan bantuan katalis heterogen bimetal.
Katalis bimetal dengan sisi aktif logam transisi memiliki kemampuan dalam
mengadsorpsi unsur hidrogen yang digunakan sebagai sumber reaktan pada reaksi
hidrogenasi. Katalis logam yang umum digunakan adalah katalis komersil seperti
kobalt, molibdenum, nikel, dan lainnya. Penggunaan katalis logam sebagai katalis
disebabkan oleh harga produksinya yang murah serta memiliki aktivitas katalitik
yang baik (Busca, 2014).
2.3.1 Besi (Fe)
Besi merupakan logam yang paling banyak digunakan di dunia. Besi terletak
pada golongan VIII B periode 4, dengan konfigurasi elektron [Ar] 3d6 4s2 dan
nomor atom 26 (McDowell, 2008). Besi dapat digunakan sebagai komponen aktif,
penyangga, maupun promotor dalam suatu katalis. Penelitian yang dilakukan oleh
Chen et al., (2010) menyatakan bahwa besi oksida berperan dalam menambah
jumlah konversi produk, menambah daya tahan katalis dan menahan katalis
teracuni.
15
Logam besi baik digunakan sebagai katalis karena memiliki selektifitas yang
tinggi, aktivikas metanasi yang rendah, ketersediaan tinggi, harga yang murah, dan
tidak mudah teracuni. Katalis logam besi banyak digunakan secara komersil karena
katalis logam besi memiliki harga yang relatif murah dan memiliki cadangan yang
melimpah (Cheng et al., 2015).
2.3.2 Tembaga (Cu)
Tembaga merupakan logam transisi golongan I B periode 4 yang memiliki
konfigurasi elektron [Ar] 3d10 4s1 dan nomor atom 29 (McDowell, 2008). Tembaga
umum digunakan sebagai promotor karena dapat meningkatkan peforma katalis,
dapat menahan reduksibilitas dan menekan aktivitas interaksi antar logam.
Tembaga pun dapat memudahkan reduksi katalis pada suhu rendah (Zhang et al.,
2006).
Logam tembaga umum digunakan sebagai promotor dalam proses industri.
Promotor Cu digunakan dalam katalis bimetal untuk meningkatkan aktivitas dan
selektifitas katalis tersebut. Promotor struktural seperti Cu dapat menahan
reduksibilitas dan mengurangi aktivitas interaksi antara logam dengan penyangga,
sehingga dengan adanya logam Cu reduksi dapat terjadi pada suhu rendah (Zhang
et al., 2006). Promotor Cu dalam katalis NiCu/ᵧAl2O3 dapat meningkatkan yield H2
karena memiliki aktivitas katalis yang tinggi. Penambahan logam Cu juga dapat
mencegah terjadinya sintering logam Ni (Li et al., 2011).
16
2.3.3 Kobalt (Co)
Kobalt merupakan suatu komponen yang umumnya digunakan pada
campuran logam untuk meningkatkan kekuatan logam. Kobalt termasuk ke dalam
golongan VIII B periode 4 dengan nomor atom 27 (McDowell, 2008).
Logam Co sangat baik digunakan sebagai katalis karena memiliki aktivitas
katalitik yang cukup baik, stabilitas yang baik, dan memiliki harga yang terjangkau
(Wu et al., 2018). Penelitian yang dilakukan oleh Wang et al., (2016) komposisi Co
dalam katalis memberikan pengaruh yang signifikan pada selektivitas produk yang
dihasilkan. Katalis Co/Cu dengan rasio 3/1 memberikan yield alkohol yang paling
besar pada proses sintesis Fischer-Tropsch.
2.3.4 Katalis Ni/SiAl
Nikel merupakan logam transisi yang terletak pada golongan VIII B periode
4, memiliki konfigurasi elektron [Ar] 3d8 4s2 dan nomor atom 28. Nikel merupakan
logam yang tahan terhadap korosi, sehingga umum digunakan sebagai campuran
dengan logam lain yang mudah teroksidasi (McDowell, 2008). Nikel baik
digunakan sebagai komponen aktif katalis karena partikel nikel mampu berinteraksi
dengan situs asam Lewis. Nikel pun sangat stabil menahan transformasi selama
impregnasi, kalsinasi, dan reduksi sehingga cocok digunakan sebagai katalis
(Foraita et al., 2015).
Berdasarkan proses HDO, hilangnya atom C lebih diinginkan dalam
meningkatkan trigliserida dan asam lemak jika dibandingkan pada proses
dekarboksilasi dan dekarbonilasi. Hilangnya gugus hidroksil pada proses HDO,
haruslah terjadi pada tahap terakhir dari keseluruhan tahap. Gugus hidroksil
17
merupakan gugus yang mudah hilang pada situs aktif melalui dehidrasi, sehingga
penyangga asam lebih baik digunakan pada proses HDO (Wu et al., 2018).
Berbagai jenis penyangga yang digunakan pada katalis Ni dapat memberikan
pengaruh terhadap aktivitas katalitik dari katalis Ni, yang diketahui melalui
karakterisasi luas permukaan, struktur pori, kekuatan mekanis serta interaksi kimia
antara logam dengan katalis (Zhang et al., 2017). Penyangga alumina-silika (SiAl)
merupakan penyangga yang baik digunakan pada katalis Ni, karena dapat
memberikan interaksi yang rendah antara logam dengan penyangga (Kordouli et
al., 2018). Penelitian yang dilakukan Kordouli et al., (2018) menunjukkan bahwa
katalis Mo-Ni/ASA (amorf silika-alumina) merupakan katalis yang paling aktif dan
paling selektif dalam menghasilkan produk bebas oksigen, serta memberikan
aktivitas HDO yang tinggi.
2.3.5 Promotor
Promotor katalis merupakan suatu subtansi yang secara katalitis tidak aktif,
tetapi dapat meningkatkan aktivitas suatu katalis. Fungsi promotor yang
ditambahkan ke dalam suatu katalis hanya dalam jumlah beberapa persen, tidak
sepenuhnya teruraikan. Promotor memiliki 4 tipe, yaitu (Hagen et al., 2006):
a. Promotor struktur, meningkatkan selektivitas katalis dengan
mempengaruhi permukaan katalis,
b. Promotor elektronik, tersebar ke dalam situs aktif dan mempengaruhi
karakter elektroniknya sehingga terbentuk ikatan kimia pada adsorbat,
c. Promotor tekstural, menghambat pertumbuhan partikel katalis menjadi
lebih besar, dan mengurangi struktur aktif selama reaksi. Promotor
18
tekstural mencegah hilangnya permukaan aktif karena sintering dan
meningkatkan stabilitas termal suatu reaksi,
d. Promotor katalis tahan racun, menjaga situs aktif melawan racun akibat
pengotor yang terdapat pada reaktan maupun yang terbentuk pada hasil
samping reaksi.
Katalis dapat mengandung satu komponen aktif dan satu atau lebih promotor.
Komponen aktif biasanya mengandung lebih dari 75% dari total jumlah katalis.
Ptomotor biasanya digunakan untuk menekan aktifitas material penyangga, seperti
pembentukan coke. Promotor yang menggunakan logam berperan sinergis dengan
komponen aktif yang juga menggunakan logam. Promotor yang ditambahkan ke
dalam katalis haruslah memenuhi syarat sebuah promotor, yaitu sebuah promotor
tidak boleh lebih aktif dari komponen aktif katalis (Hagen et al., 2006).
2.4 Hidrodeoksigenasi (HDO)
Hidrodeoksigenasi (HDO) merupakan rangkaian reaksi pengubahan struktur
molekul asam karboksilat dalam minyak menjadi hidrokarbon rantai lurus (alkana)
dengan menghilangkan oksigen, yang bertujuan agar menghasilkan produk bahan
bakar hidrokarbon yang lebih stabil dan ramah lingkungan. Reaksi HDO
menggunakan bantuan gas hidrogen, suhu tinggi, serta bantuan katalis heterogen
(Sotelo-Boyas et al., 2012). HDO juga dapat diartikan sebagai suatu proses
eliminasi oksigen hidrogenolisis suatu unsur dengan cara memotong ikatan karbon
dengan oksigen menggunakan gas hidrogen (Mohammad et al., 2013).
Jenis katalis dan kondisi operasi (tekanan dan temperatur) dapat
mempengaruhi jalur dari proses HDO. HDO dilangsungkan pada tekanan tinggi
19
(sekitar 75-300 bar) karena pada tekanan tinggi, kelarutan gas H2 dalam minyak
nabati akan meningkat. Proses HDO memiliki kelebihan menghasilkan produk
samping berupa air yang ramah lingkungan. Proses HDO pun memiliki kekurangan
karena membutuhkan gas H2 bertekanan tinggi dalam jumlah yang besar, sekitar
600-1000 L/kg minyak nabati. Air yang dihasilkan sebagai produk samping jika
semakin tinggi akan menyebabkan penurunan umur katalis yang digunakan secara
reaktivitasnya. Penurunan umur katalis juga dipengaruhi oleh pembentukan coke
pada katalis selama proses HDO berlangsung, yang akan menutupi sisi aktif katalis
(Dickerson & Soria, 2013). Skema rangkaian batch reactor pada proses HDO dapat
dilihat pada Gambar 4 berikut.
Gambar 4. Rangkaian batch reactor proses hidrodeoksigenasi (Faisal & Susanto,
2014)
2.5 Mekanisme Katalis Bimetal dalam proses HDO
Proses HDO umumnya terjadi dengan bantuan katalis heterogen bimetal
dengan penyangga asam (Hellinger et al., 2015). Katalis bimetal dengan sisi aktif
logam transisi memiliki kemampuan dalam mengadsorpsi unsur hidrogen yang
digunakan sebagai sumber reaktan pada reaksi hidrogenasi. Unsur hidrogen yang
teradsorpsi pada permukaan katalis logam disebabkan karena ketersediannya
20
orbital kosong pada orbital “d”, sehingga hidrogen pada permukaan katalis dapat
memfasilitasi terjadinya reaksi adisi ikatan rangkap (π) senyawa hidrokarbon tidak
jenuh menjadi ikatan (σ) tunggal (Busca, 2014).
Reaktivitas katalis bergantung pada jumlah dan kekuatan dari situs asam
Lewis dan situs asam Brønsted pada sistem katalis penyangga (Dickerson & Soria,
2013). Katalis logam transisi pada proses HDO diperkirakan memiliki dua fungsi,
salah satu sisi katalis pada permukaan antara logam dan penyangga berfungsi untuk
mengaktivasi senyawa oksi dengan menerima pasangan elektron bebas dari
senyawa oksi, dan sisi lain pada logam berfungsi sebagai donor proton (Mortensen,
et al., 2011).
Gas H2 pada proses HDO diadsorpsi pada permukaan logam katalis,
kemudian ikatan tunggal H2 terputus dan terbentuk ikatan antara logam dengan
atom H. Ikatan rangkap C=O atau C=C pada senyawa tersebut akan menarik
elektrofil (E+) seperti H+. Situs asam Brønsted pada logam berperan sebagai donor
proton sehingga gugus OH terputus dan menghasilkan H2O (Fessenden &
Fessenden, 1998).
Penelitian yang dilakukan oleh He & Wang (2012) menunjukkan bahwa
logam molibdenum pada katalis bimetal bertindak sebagai sisi aktif, sedangkan
kobalt dan nikel berperan sebagai promotor katalis yang sinergis dalam mereduksi
keberadaan oksigen pada senyawa turunan fenolik. Kekosongan sisi sulfur pada
ikatan koordinasi antara molibdenum dengan sulfur (MoS2) berperan dalam proses
pemutusan ikatan rangkap, gugus oksigen, serta karbonil akibat kemampuannya
untuk mengadsorpsi elektron tidak berpasangan yaitu senyawa hidrogen, dan juga
bertindak sebagai asam Lewis. Katalis bimetal CoMo/Al2O3 dan NiMo/Al2O3
21
tersulfidasi juga memiliki sisi asam Brønsted yang berperan dalam pemutusan
ikatan rangkap oleh H+ dan SH- yang tersedia pada permukaan katalis.
2.6 Instrumentasi
2.6.1 Thermal Gravimetry Analysis (TGA)
Analisis termal merupakan metode yang digunakan untuk melihat perubahan
sifat fisika dan kimia suatu material terhadap pengaruh suhu. Metode Thermal
gravimetry analysis atau TGA merupakan salah satu metode analisis termal yang
digunakan untuk menentukan stabilitas material organik maupun anorganik dengan
melihat perubahan massa yang disebabkan oleh suhu pembakaran. Metode TGA
selain dapat digunakan untuk menentukan stabilitas material, juga dapat digunakan
untuk menetapkan kesempurnaan kristal, polimorfisma, kemurnian sampel,
kandungan uap air, kandungan senyawa mudah menguap, serta penetapan suhu
pembakaran seperti suhu kalsinasi material. Penetapan suhu kalsinasi dilakukan
dengan cara membakar material menggunakan udara atmosfer sebagai udara
pembakarannya. Metode TGA juga dapat digunakan untuk memberikan informasi
mengenai sifat-sifat fisika seperti titik lebur, titik sublimasi, transisi kaca, suhu
dehidrasi, dan suhu penguapan (Brown, 2001).
TGA merupakan salah satu teknik yang digunakan dalam analisis termal
suatu meterial, material organik seperti katalis dan polimer dapat ditentukan
stabilitasnya menggunakan metode TGA. Prinsip dasar TGA yaitu mengukur
perubahan berat sampel secara gravimetri akibat pengaruh suhu pemanasan sebagai
fungsi suhu. Pengukuran berat sampel pada TGA dilakukan dengan menggunakan
thermobalance yang berada di tanur, dengan ketelitian mencapai 0,0001 mg dan
22
bersifat tahan panas hingga suhu 1000 oC. Penggunaan jenis gas yang ditentukan
sesuai dengan tujuan analisis, seperti gas atmosfer yang digunakan untuk
menetapkan suhu kalsinasi, gas oksigen yang digunakan untuk menentukan
stabilitas material terhadap proses oksidasi, serta gas inert yang digunakan untuk
menentukan suhu dekomposisi yang terjadi pada suatu material. Hasil analisis
menggunakan TGA disajikan dalam bentuk termogram dengan sumbu “x” berupa
suhu, dan sumbu “y” sebagai perubahan massa sampel (Brown, 2001). Skema
instrumen TGA dapat dilihat pada Gambar 5 berikut.
Gambar 5. Skema kerja instrumen TGA (Setiabudi et al., 2011)
Instrumen TGA menggunakan tungku yang dihubungkan dengan
pemograman temperatur yang didalamnya terdapat wadah sampel dan wardah
blanko. Kedua wardah terhubung dengan micro balance yang akan memantau
perubahan massa sampel dan massa blanko selama proses perubahan temperatur.
Selisih massa sampel dan massa blanko direkam dan hasilnya diplotkan dalam
grafik fungsi massa terhadap temperatur. Hasil rekaman tersebut dinamakan
termograf (Setiabudi et al., 2011).
23
2.6.2 Transmission Electron Microscope (TEM)
Mikroskop elektron merupakan alat instrumentasi yang digunakan dalam
melihat permukaan padatan serta susunan atom pada katalis dengan ukuran kurang
dari 1 µm. Kemampuan yang dimiliki mikroskop elektron disebabkan oleh elektron
yang bertindak sebagai sumber cahaya dengan panjang gelombang yang lebih
rendah dibandingkan sinar tampak yang umum digunakan pada mikroskop cahaya
(Niemantsverdriet, 2007).
Transmission Electron Microscope atau TEM dikembangkan pertama kali
oleh dua peneliti dari Jerman yaitu Ernst Ruska dan Max Knoll pada tahun 1932
(Zuo & Spence, 1992). TEM merupakan mikroskop yang mampu melakukan
pembesaran objek hingga 2 juta kali, yang menggunakan elektro statik dan elektro
magnetik untuk mengontrol pencahayaan dan tampilan gambar, serta memiliki
kemampuan pembesaran objek serta resolusi yang jauh lebih bagus dibandingkan
mikroskop cahaya (Istady, 2011). TEM bekerja dengan prinsip menembakkan
elektron ke lapisan tipis sampel, yang dapat memberikan informasi mengenai
komposisi struktur dalam sampel yang terdeteksi berdasarkan analisis sifat
tumbukan, pantulan, maupun fase sinar elektron yang menembus lapisan tipis
tersebut (Zuo & Spence, 1992). TEM memanfatkan transmisi sinar elektron yang
mengenai sampel, sehingga TEM digunakan untuk menentukan material sampel
serta sebaran partikel yang terdistribusi pada permukaan padatan yang
diinterpretasikan dalam bentuk dua dimensi (Niemantsverdriet, 2011).
Sifat pantulan sinar elektron juga dapat mengetahui struktur kristal maupun
arah dari struktur kristal tersebut, bahkan jika dilakukan analisa yang mendetail
dapat diketahui deretan struktur atom dan ada atau tidaknya cacat (defect) pada
24
struktur tersebut. Sampel yang digunakan untuk analisis TEM perlu ditipiskan
hingga ketebalan kurang dari 100 nanometer (Istady, 2011). Skema instrumen TEM
dapat dilihat pada Gambar 6 berikut.
Gambar 6. Skema kerja instrumen TEM (Setiabudi et al., 2011)
Skema kerja instrument TEM yaitu mula-mula berkas elektron ditembakkan
pada permukaan sampel, kemudian diperoleh image dari hasil deteksi elektron yang
dihamburkan atau dari elektron sekunder. Elektron sekunder yang berasal dari
permukaan sampel memiliki energi yang rendah sekitar 5-50 eV. Sedangkan
elektron yang dihamburkan berasal dari bagian sampel yang lebih dalam dan
memberikan informasi tentang komposisi sampel, karena elektron yang lebih berat
lebih kuat menghamburkan dan tampak lebih terang pada image yang dihasilkan
(Setiabudi et al., 2011).
25
2.6.3 Temperature-Programmed Reduction (TPR)
Temperature-Programmed Reduction (TPR) merupakan metode penentuan
interaksi antara permukaan material dengan gas reaktif berupa gas H2 pada suhu yang
terkontol. TPRjuga dapat diartikan sebagai penentuan kemampuan material katalis
untuk tereduksi atau untuk mengikat molekul H2. Karakterisasi TPR umumnya
dilakukan pada material katalis dengan penyangga logam oksida, dengan tujuan
untuk mengetahui suhu optimum dari material katalis dapat tereduksi optimal.
Karakterisasi TPR juga digunakan untuk menentukan kapasitas serta kemampuan
dari material katalis untuk mengadsorpsi gas H2, yang ditinjau dari luas area kurva
reduksi yang dihasilkan (Niemantsverdriet, 2007). Skema instrumen TPR dapat
dilihat pada Gambar 7 berikut.
Gambar 7. Skema kerja instrumen TPR (Niemantsverdriet, 2007)
Reduksi merupakan tahap penting dalam preparasi katalis, hal tersebut
dikarenakan katalis dapat mengalami sintering atau tidak mencapai suhu reduksi
yang optimum, apabila reduksi katalis tidak berjalan sempurna. Data karakterisasi
TPR yang dihasilkan berupa data suhu yang dibutuhkan untuk katalis tereduksi
secara sempurna. Data karakterisasi TPR juga dapat digunakan sebagai data
kualitatif dalam penentuan interaksi antara material-material penyusunnya. Katalis
bimetal yang dianalisis menggunakan TPR dapat diketahui interaksi antara kedua
26
logam penyusunnya, dengan melihat pergeseran serta perubahan luas area dari
kurva penyerapan gas H2 (Niemantsverdriet, 2007).
2.6.4 Temperature-Programmed Desorption (TPD)
Temperature-Programmed Desorption atau TPD merupakan suatu metode
yang berguna untuk menentukan parameter kinetik dan termodinamik dari proses
disorpsi atau reaksi dekomposisi. Sampel dipanaskan dengan program suhu β(t)
dT/dt (dengan suhu T umumnya merupakan fungsi linear dari waktu t) tekanan
parsial atom dan molekul dari sampel yang diukur berkembang (Schroeder &
Gottfried, 2002). Skema kerja TPD dapat dilihat pada Gambar 8 berikut.
Gambar 8. Skema kerja instrumen TPD (Cvetanovi & Amenomiya, 1925)
Teknik TPD memiliki beberapa tahapan yaitu (Cvetanovi & Amenomiya,
1925):
a. Pretreatment katalis,
b. Preadsorption adsorbat,
c. Evakuasi setelah preadsoption untuk menghilangkan gas yang teradsorpsi
secara fisik,
d. Desorpsi residu gas kimia yang teradsorpsi dengan aliran gas pembawa,
e. Deteksi gas yang terdesorpsi pada gas pembawa,
f. Menangkap dan menganalisis gas yang terdesorpsi untuk menentukan
identitasnya.
27
2.6.5 Surface Area Analyzer (SAA)
Surface Area Analyzer atau SAA merupakan suatu instrumen yang digunakan
untuk mengkarakterisasi pori material serta permukaan material. Metode yang
umum dipakai pada SAA adalah metode Brunauer-Emmett-Teller (BET). BET
merupakan salah satu metode yang umumnya banyak digunakan untuk mengukur
luas permukaan zat padat. Pengujian karakteristik BET prinsipnya adalah
mengukur luas permukaan padatan yang dilakukan dengan cara adsorpsi fisik gas,
yaitu menentukan jumlah molekul gas yang dibutuhkan untuk menutupi permukaan
padatan dengan satu lapisan zat (monolayer) yang diserap. Pengukuran isoterm
adsorpsi gas umum digunakan untuk menentukan luas permukaan dan distribusi
ukuran pori dari padatan. Gas nitrogen yang digunakan sebagai gas adsortif
dianjurkan jika area permukaan lebih tinggi dari 5m2/g. Luas permukaan yang
ditempati oleh satu molekul adsorbat bila diketahui, maka dapat menghitung luas
permukaan padatan dari jumlah molekul adsorbat. Penyerapan gas umumnya
dilakukan pada kondisi isotermis (Neimark et al., 2008). Skema kerja SAA
menggunakan metode BET Dapat dilihat pada Gambar 9 berikut.
Gambar 9. Skema kerja instrumen SAA (Verma, 2012)
28
Permukaan aktif katalis merupakan parameter yang penting dalam melakukan
karakterisasi pori material serta permukaan katalis. Metode BET selain digunakan
dalam penentuan luas permukaan suatu material, juga dapat digunakan dalam
mendeteksi distribusi ukuran pori serta volume pori suatu material
(Niemantsverdriet, 2007).
2.6.6 X-Ray Diffraction (XRD)
Struktur material dari suatu padatan dapat dikarakterisasi menggunakan
instrumentasi X-ray diffraction atau XRD. XRD memanfaatkan pantulan elektron
yang dihasilkan dari tumbukan antara sinar-X dengan elektron yang ada pada
orbital molekul. XRD selain digunakan dalam penentuan struktur, juga digunakan
dalam identifikasi ukuran partikel (Niemantsverdriet, 2007).
Tumbukan sinar-X terhadap molekular orbital atom bersifat elastis serta
pantulan sinarnya bersifat monokromatis. Pantulan elastis yang dimiliki sinar-X
terhadap bidang kristal (lattice plane) mampu menghasilkan sebuah sudut θ
terhadap sinar pantulnya yang sesuai dengan hukum Bragg pada persamaan
(Niemantsverdriet, 2007):
nλ = 2d sin θ (1)
Notasi “d” menyatakan sebagai jarak antara bidang kristal, sedangkan notasi
“n” merupakan konstanta refleksi (1, 2, 3 . . .), serta notasi “λ” yang merupakan
panjang gelombang sinar-X (Niemantsverdriet, 2007). Skema dasar instrumen
XRD dapat dilihat pada gambar 10 berikut.
29
Gambar 10. Skema Dasar Instrumen XRD (Smallman & Bishop, 2000)
Karakterisasi XRD dimaksudkan untuk mengidentifikasi suatu katalis dan
untuk menentukan sifat kristal atau kristalinitas dari suatu katalis, karena
kebanyakan dari katalis berbentuk padatan kristal seperti katalis oksida logam,
zeolit, dan logam yang berpenyangga. XRD cukup baik digunakan untuk
mengevaluasi sifat-sifat fasa kristal dan ukuran kristal, namun metode ini tidak
mampu menmpilkan sifat-sifat yang diperlukan untuk katalis-katalis yang bersifat
bukan kristal. Kristal memantulkan sinar-X yang dikirimkan dari sumber dan
diterima oleh detektor. Pola difraksi diplotkan berdasarkan intensitas puncak yang
menyatakan peta parameter kisi kristal atau indeks Miller (hkl) sebagai fungsi 2θ
(Waseda et al., 2011).
2.6.7 Gas Chromatography-Mass Spectroscopy (GC-MS)
Gas Chromatography-Mass Spectroscopy atau GC-MS merupakan gabungan
antara dua instrumentasi yaitu gas kromatografi (GC) dan spektrometri massa (MS).
GC digunakan dalam menganalisis komponen sampel berdasarkan perbedaan
waktu retensi komponen terhadap kolom, serta instrumentasi MS yang memberikan
informasi mengenai berat molekul suatu komponen yang dipisahkan oleh GC
30
berdasarkan perbedaan interaksinya terhadap kolom yang digunakan (Sparkman et
al., 2011). Skema kerja instrumen GC-MS dapat dilihat pada Gambar 11 berikut.
Gambar 11. Skema kerja instrumen GC-MS (Kawana & Miyagawa, 2010)
Pemisahan komponen senyawa dalam intrumen GC-MS terjadi di dalam
kolom (kapiler) GC dengan melibatkan dua fasa, yaitu pasa diam dan fasa gerak.
Fasa gerak dalam kromatografi gas adalah gas inert, seperti gas N2, H2, Ar, dan He.
Gas yang digunakan harus memenuhi syarat dan dasar pemilihan, diantaranya yaitu
sesuai dengan detektor, inert (tidak bereaksi dengan sampel maupun pelarut yang
digunakan), murni, serta murah. Fasa diam dalam kromatografi gas berupa partikel-
partikel padat adsorben (kromatografi gas-padat), dan berupa fasa diam-cair yang
terikat pada pendukung padat (kromatografi gas-cair) (Sastrohamidjojo, 2005).
31
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian dilaksanakan dari bulan November 2018 sampai dengan April
2019. Penelitian dilakukan di Laboratorium Kimia Material dan Katalisis, Pusat
Penelitian Kimia, Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI) Puspiptek Serpong-
Tangerang, Banten. Karakterisasi katalis dilaksanakan di Pusat Penelitian Fisika,
LIPI, dan di Laboratorium Riset UPP IPD Universitas Indonesia.
3.2 Alat dan Bahan
3.2.1 Alat
Alat yang digunakan dalam penelitian yaitu alat-alat gelas, timbangan
analitik, oven, tanur (furnace), magnetic stirrer, hot plate, spatula, alu, lumpang,
quartz U-tube furnace, batch reactor, Thermal Gravimetry Analysis (TGA)
(Linseis, STA PT1600), Transmission Electron Microscope (TEM) (EI Tecnai G2
20 S-Twin) Surface Area Analyzer (SAA) (Micomeritics Tristar II 3020),
Themperature-Programmed Desorption (TPD) (Micomeritics Chemisorb 2720),
Temperature-Programed Reduction (HTPR) Micromeritics, X-Ray Diffraction
(XRD) (MAC Science MXP3 V), dan Gas Chromatography-Mass Analyzer (GC-
MS) (Agilent 5977A).
3.2.2 Bahan
Bahan yang digunakan dalam penelitian yaitu garam Ni(NO3)2.6H2O
(Merck), Fe(NO3)3.9H2O (Merck), Cu(NO3)2.3H2O (Merck), Co(NO3)2.6H2O
32
(Merck), Penyangga Katalis SiAl (Sigma Aldrich), dekana 98% (Sigma Aldrich),
akuades, gas hidrogen, asam stearat (Merck), asam oleat (Merck), asam laurat
(Merck), dan eugenol (Sigma Aldrich).
3.3 Diagram Alir Penelitian
Garam Ni, Fe, Cu, Co
dan penyangga SiAl
Proses Impregnasi
Katalis Ni/SiAl
dan Ni-M/SiAl
Kalsinasi T= 500 oC
t= 2 jam
Reduksi T= 500 oC
t= 4 jam
Katalis Ni/SiAl
dan Ni-M/SiAl
Karakterisasi katalis
menggunakan TPD,
TPR, SAA,TEM, dan
XRD
Reaksi
Hidrodeoksigenasi
menggunakan
senyawa model asam
laurat, asam stearat,
dan asam oleat
Analisis produk
menggunakan
GCMS
Karakterisasi katalis
menggunakan TGA
33
3.4 Prosedur Penelitian
3.4.1 Preparasi Katalis
3.4.1.1 Katalis Monometal Ni/SiAl (20% Ni) dan Katalis Cu/SiAl (20% Cu)
Sebanyak 1 gram Ni(NO3)2.6H2O dimasukkan ke dalam gelas kimia 100 mL,
ditambahkan 0,8 gram penyangga katalis SiAl lalu dilarutkan dalam 20 mL
akuades. Sebanyak 0,76 gram Cu(NO3)2.3H2O dimasukkan ke dalam gelas kimia
100 mL lalu ditambahkan 0,8 gram penyangga katalis SiAl dan dilarutkan dalam
20 mL akuades (Lampiran 1). Diaduk dengan magnetic stirrer selama 12 jam
hingga homogen. Kedua larutan dikeringkan dalam oven dengan suhu 100 oC
selama 12 jam untuk menghilangkan kadar air. Proses kalsinasi selanjutnya
dilakukan pada suhu 500 oC selama 2 jam. Sampel katalis Ni/SiAl dan Cu/SiAl
kemudian direduksi pada suhu 500 oC dengan tekanan 2 bar selama 4 jam
menggunakan aliran gas H2 (Foraita et al., 2016).
3.4.1.2 Katalis Bimetal Ni-M/SiAl (10% Ni dan 10% M: Fe, Cu, Co) dan
Katalis NiCu/SiAl 15:5%
Sebanyak 0,5 gram Ni(NO3)2.6H2O dimasukkan ke dalam 3 gelas kimia 100
mL, lalu ke dalam gelas kimia 1 ditambahkan 0,38 gram Cu(NO3)2.3H2O, ke dalam
gelas kimia 2 ditambahkan 0,5 gram Co(NO3)2.6H2O, dan ke dalam gelas kimia 3
ditambahkan 0,72 gram Fe(NO3)3.9H2O. Sebanyak 0,8 gram penyangga katalis
SiAl ditambahkan ke dalam masing-masing gelas kimia lalu dilarutkan dalam 20
mL akuades (Lampiran 1). Diaduk dengan magnetic stirrer selama 12 jam hingga
homogen. Larutan dikeringkan dalam oven dengan suhu 100 oC selama 12 jam
untuk menghilangkan kadar air. Proses kalsinasi selanjutnya dilakukan pada suhu
500 oC selama 2 jam. Sampel katalis Ni-M/SiAl kemudian direduksi pada suhu 500
34
oC dengan tekanan 2 bar selama 4 jam menggunakan aliran gas H2 (Kukushkin, et
al., 2015).
Katalis NiCu(15:5)/SiAl disintesis dengan menambahkan sebanyak 0,74
gram Ni(NO3)2.6H2O dan 0,19 gram Cu(NO3)2.3H2O ke dalam gelas kimia, lalu
ditambahkan 0,8 gram penyangga katalis SiAl dan dilarutkan dalam 20 mL akuades
(Lampiran 1). Diaduk dengan magnetic stirrer selama 12 jam hingga homogen.
Larutan dikeringkan dalam oven dengan suhu 100 oC selama 12 jam untuk
menghilangkan kadar air. Proses kalsinasi selanjutnya dilakukan pada suhu 500 oC
selama 2 jam. Sampel katalis NiCu(15:5)/SiAl kemudian direduksi pada suhu 500
oC dengan tekanan 2 bar selama 4 jam menggunakan aliran gas H2 (Khromova et
al., 2014).
3.4.2 Karakterisasi Katalis
3.4.2.1 Karakterisasi Katalis Menggunakan TGA (ASTM E2402-11)
Sebanyak 20 mg sampel katalis Ni/SiAl dan katalis bimetal Ni-M/SiAl (M:
Fe, Cu, Co) yang telah dihilangkan kadar airnya disiapkan dalam wadah sampel
berupa krusibel alumina, yang diletakkan pada bagian atas thermobalance di dalam
tungku TGA untuk dilakukan pembakaran. Proses pembakaran dimulai dengan
mengalirkan gas atmosfer atau gas O2 sebagai gas pembakar, dengan tujuan untuk
melihat stabilitas termal material terhadap proses dekomposisi dari masing-masing
prekursor hidrat. Pemanasan sampel dilakukan dengan laju pemanasan yang diatur
sebesar 10 oC/menit hingga suhu mencapai 600 oC.
35
3.4.2.2 Analisis Morfologi Katalis Menggunakan TEM (ASTM D6480-05)
Sebanyak 5 mg sampel katalis Ni/SiAl dan katalis bimetal Ni-M/SiAl (M: Fe,
Cu, Co) yang telah melalui proses ultrasonic cutter diletakkan ke dalam sample
holder berupa grid berukuran 3 mm dengan ketebalan 100 µm. Sampel diteteskan
dengan metanol untuk melepaskan air yang terdapat pada permukaan sampel, yang
bertujuan untuk mencegah terjadinya aglomerasi pada sampel selama proses
analisis. Sampel kemudian dialirkan gas argon untuk membuat lubang pada sampel
dan dianalisis dengan menembakkan sinar elektron yang berasal dari elektron gun
Cu pada permukaan sampel. Hasil dari tembusan elektron ditangkap dengan
detektor dan diolah menjadi gambar.
3.4.2.3 Analisis Luas Permukaan Menggunakan SAA (ASTM C1069-09)
Sebanyak 0,5 gram katalis Ni/SiAl dan katalis bimetal Ni-M/SiAl (M: Fe, Cu,
Co) yang telah direduksi dimasukkan ke dalam tabung sampel yang telah diketahui
bobot kosongnya. Tabung yang berisi sampel diletakkan ke dalam port degasser
untuk dilakukan proses degassing. Proses degassing dilakukan menggunakan gas
nitrogen pada suhu 200 oC selama 2 jam, dengan tujuan menghilangkan kandungan
air serta senyawa mudah menguap pada material sampel. Tabung yang telah melalui
proses digassing ditimbang kembali sebagai bobot setelah digassing. Tabung
kemudian dimasukkan ke dalam port micromeritics dalam kondisi suhu yang
serupa dengan nitrogen cair, lalu dialirkan dengan gas H2/N2 untuk dilakukan
pengukuran luas permukaan.
36
3.4.2.4 Analisis Keasaman Menggunakan NH3-TPD (ASTM D4824-03)
Sampel katalis Ni/SiAl dan sampel katalis bimetal Ni-M/SiAl dialirkan gas
He pada suhu 200 oC untuk menghilangkan pengotor yang terdalam didalamnya.
Katalis yang telah dilakukan pretreatment, dilakukan pengadsorpsian
menggunakan 10% campuran larutan NH3-He selama 1 jam pada suhu 50 oC. NH3
yang telah teradsorpsi dihilangkan menggunakan aliran gas He selama 1 jam,
kemudian sampel dipanaskan pada suhu 1000 oC dengan laju pemanasan yaitu -263
oC (10 K)/menit.
3.4.2.5 Analisis Suhu Reduksi Menggunakan H2-TPR (ASTM E2438-05)
Sampel katalis Ni/SiAl dan sampel katalis bimetal NiCu(15:5)/SiAl hasil
kalsinasi diletakkan pada dawer flask yang berada di dalam tanur. Sampel
kemudian dialiri dengan gas inert Ar, untuk membersihkan udara pada dawer flask.
Sampel pada dawer flask kemudian direduksi oleh aliran gas H2 4% dengan gas
pembawa gas Ar, serta dipanaskan dengan laju 10 oC/menit hingga mencapai suhu
600 oC. Gas H2 yang telah melewati dawer flask kemudian dideteksi menggunakan
Thermal Conductivity Detector (TCD), yang menunjukkan data berupa selisih gas
yang dialirkan dan gas yang terdeteksi oleh TCD.
3.4.2.6 Analisis Kristalinitas Menggunakan XRD (ASTM D4926-15)
Katalis Ni/SiAl dan katalis bimetal Ni-M/SiAl (M: Fe, Cu, Co) yang telah
direduksi dihaluskan dan dihilangkan gas-gas yang terdapat didalamnya
menggunakan vakum, kemudian masing-masing sampel dimasukkan ke dalam plat
sampel hingga permukaan plat dengan sampel sama rata dan datar. Karakterisasi
dengan XRD dilakukan menggunakan radiasi Cu-K α dengan tegangan listrik
37
sebesar 40 mV dan kuat arus sebesar 25 Ma, serta rentang sudut pengujian 2θ
sebesar 10-80o. Analisis menggunakan XRD dilakukan untuk mengetahui senyawa
dan kristalinitas dari sampel katalis.
3.4.3 Reaksi HDO Asam Lemak
Reaksi HDO asam lemak (stearat, oleat, atau laurat) berlangsung di dalam
batch reactor yang berukuran 100 mL. Metode pengujian dilakukan dengan
mencampurkan katalis sebesar 0,05 g dan asam lemak (stearat, oleat, laurat) sebesar
0,4 gram, kemudian reaksi dilakukan di dalam 10 mL pelarut dekana. Batch reactor
ditutup rapat kemudian dialirkan gas He sebanyak tiga kali (purging) untuk
mengeluarkan udara. Batch reactor yang telah dialirkan dengan gas He kemudian
diisi menggunakan gas H2 dengan tekanan 40 bar. Reaksi HDO dilakukan dengan
pengadukan pada suhu 300 oC selama 1 jam. Setelah reaksi selesai, batch reactor
didinginkan hingga mencapai suhu ruang, kemudian produk reaksi dipisahkan dari
katalisnya melalui proses penyaringan menggunakan kertas Whatman 40 (Souza et
al,. 2018).
3.4.4 Analisis Produk HDO menggunakan GC-MS (ASTM D1945-14)
Produk hasil reaksi HDO berupa senyawa hidrokarbon dianalisis
menggunakan GC-MS. Sebanyak 50 µL produk diderivatisasi terlebih dahulu
menggunakan 400 µL asetonitril dan 50 µL reagen derivatisasi
bis(trimethylsilyl)trifluoroacetamide (TMS) ke dalam vial 1 mL. Larutan
dipanaskan dalam oven pada suhu 60 - 70 oC selama 30 menit. Sampel didinginkan
terlebih dahulu kemudian ditambahkan 500 µL dicloromethane (DCM). Sampel
38
kemudian diinjeksikan untuk mengidentifikasi senyawa-senyawa yang terdapat di
dalam produk menggunakan GC-MS. Proses analisis GC-MS dilakukan dengan
menggunakan gas kromatografi auto sampler, Agilent 7890B menggunakan kolom
HP-5 (30 m × 250 µm × 0,25 µm) dengan Tripleaxis sebagai detektornya.
3.4.5 Analisis Data
Data yang dihasilkan GC-MS dari reaksi HDO asam lemak, kemudian di
hitung konversi produk menggunakan Persamaan 2 sebagai berikut (Di et al.,
2016):
Konversi=
(Rasio Luas area (
asam lemak
eugenol)
𝑎𝑤𝑎𝑙 − Rasio luas area (
asam lemak
eugenol)
𝑎𝑘ℎ𝑖𝑟)
Rasio luas area (asam lemak
eugenol)
𝑎𝑤𝑎𝑙
× 100% (2)
39
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Karakteristik Katalis
4.1.1 Hasil Analisis Stabilitas Termal dengan TGA
Analisis menggunakan TGA bertujuan untuk mengukur perubahan berat
suatu senyawa pada suhu tertentu sehingga dapat diketahui kestabilan termal
senyawa tersebut. Perubahan berat suatu senyawa menandakan terjadinya
dekomposisi suatu komponen pada senyawa akibat suhu yang tinggi. Analisis TGA
menggunakan sampel katalis sebelum kalsinasi, sehingga berdasarkan hasil analisis
TGA dapat ditentukan suhu optimal untuk kalsinasi sampel katalis (Jon, 2001).
Katalis yang dikarakterisasi menggunakan TGA adalah katalis monometal Ni/SiAl
dan Cu/SiAl, katalis bimetal Ni-M/SiAl (M: Fe, Cu, Co) serta katalis NiCu
(15:5)/SiAl. Hasil analisis TGA dapat dilihat pada Gambar 12 di bawah ini.
Gambar 12. Hasil analisis TGA katalis Ni/SiAl dan Ni-M/SiAl
40
Hasil analisis TGA pada Gambar 12 memberikan data berupa persen
perubahan massa dan suhu, dimana menunjukkan bahwa terjadi perubahan massa
pada katalis Ni/SiAl sebesar 47,38%, katalis NiFe/SiAl sebesar 48,65%, katalis
NiCu/SiAl sebesar 51,48%, katalis NiCo/SiAl sebesar 50,33%, katalis
NiCu(15:5)/SiAl sebesar 50,64% dan katalis Cu/SiAl sebesar 54,31%.
Penurunan massa pada keenam katalis terjadi karena prekursor katalis yang
mengandung nitrat terdekomposisi. Dekomposisi terjadi jika adanya pemutusan
pada ikatan kimia, dimana komponen yang terputus membentuk gas (Li et al.,
2011). Perubahan massa pada suhu pemanasan <150 oC terjadi pelepasan molekul
air (dehidrasi) pada katalis menjadi uap air. Pemanasan pada suhu 150-300 oC
terjadi dekomposisi dari prekursor nitrat menjadi NO2 (Taylor et al., 2009).
Pemanasan katalis pada suhu 400–500 oC tidak menunjukkan adanya
dekomposisi material yang berarti, dan pada suhu 500 oC tidak ada lagi perubahan
massa dikarenakan semua pengotor dan prekursor nitrat telah terdekomposisi
sempurna. Sehingga pada kalsinasi katalis menggunakan suhu 500 oC. Katalis
monometal dan katalis bimetal yang dikarakterisasi menggunakan TGA memiliki
stabilitas termal yang baik, dikarenakan pada pemanasan yang tinggi hingga suhu
600 oC tidak ada perubahan pada katalis-katalis tersebut (Dwiatmoko et al., 2015).
4.1.2 Hasil Analisis Morfologi dengan TEM
Analisis menggunakan Transmission Electron Microscopy (TEM)
merupakan karakterisasi pada material katalis yang berukuran mikro atau nano
sehingga didapatkan gambar struktur katalis dengan resolusi yang tinggi.
Karakterisasi menggunakan TEM menunjukkan interaksi antara elektron dengan
sampel, yang kemudian ditransmisikan dan ditangkap oleh layar. Partikel-partikel
41
logam yang terdistribusi pada permukaan penyangga katalis memiliki penampang
yang gelap, sedangkan penyangga katalis memiliki penampang yang lebih terang
dan pudar (Haber et al., 1995).
Perhitungan ukuran rata-rata partikel logam dilakukan dengan mengukur
diameter dari black spot mikrogram TEM sebagai partikel logam nikel yang
terdispersi pada katalis monometal, sedangkan untuk katalis bimetal ukuran rata-
rata partikel logamnya merupakan kombinasi dari logam nikel dan logam transisi
(Fe, Cu, Co) yang terdispersi pada permukaan penyangga SiAl. Perhitungan ukuran
rata-rata partikel logam pada katalis Ni/SiAl dilakukan dengan menghitung 50
black spot yang terdistribusi pada penyangga dengan intensitas yang lebih rendah,
sedangkan untuk daerah pudar yang luas diabaikan. Hal tersebut dilakukan
dikarenakan daerah pudar yang luas diasumsikan sebagai material penyangga SiAl
yang saling bertumpang tindih satu sama lain (Haber et al., 1995). Hasil
karakterisasi TEM distribusi ukuran partikel katalis Ni/SiAl dan katalis Ni-M/SiAl
dapat dilihat pada Gambar 13.
(a) (b)
42
(c) (d)
Gambar. 13 Distribusi ukuran partikel katalis (a) Ni/SiAl, (b) NiFe/SiAl, (c)
NiCu/SiAl, (d) NiCo/SiAl
Analisis data TEM berupa ukuran dan jumlah partikel logam (diameter)
pada penyangga menggunakan software ImageJ. Hasil perhitungan ukuran dan
jumlah partikel logam menggunakan ImageJ kemudian diinterpretasikan ke dalam
chart yang dapat dilihat pada Gambar 13. Partikel logam pada katalis Ni/SiAl,
NiFe/SiAl, NiCu/SiAl dan NiCo/SiAl memiliki ukuran yang bervariasi, dengan
ukuran partikel logam paling banyak ditemukan pada rentang diameter 11-20 nm.
Mikrograf hasil karakterisasi TEM katalis monometal Ni/SiAl dan katalis bimetal
Ni-M/SiAl dapat dilihat pada Gambar 14.
43
Gambar 14. Mikrograf dari katalis (a) Ni/SiAl, (b) NiFe/SiAl, (c) NiCu/SiAl, (d)
NiCo/SiAl
Gambar 14 merupakan mikrograf katalis pada pembesara 50.000x (skala
bar:50 nm). Gambar tersebut menunjukkan adanya black spot yang
mengindikasikan bahwa logam Ni, Fe, Cu, dan Co telah terbukti ada pada
penyangga SiAl (Li et al., 2011). Data ukuran partikel logam pada penyangga SiAl
dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2. Ukuran rata-rata partikel logam katalis monometal dan bimetal
(a) (b)
(c) (d)
Katalis Ukuran rata-rata partikel logam (nm)
Ni/SiAl 31,236
NiFe/SiAl 23,738
NiCu/SiAl 46,367
NiCo/SiAl 36,374
44
Data ukuran rata-rata pertikel logam pada Tabel 2 menunjukkan bahwa
terjadi perubahan ukuran rata-rata partikel setelah diimpregnasi dengan logam Fe,
Cu, dan Co. Katalis bimetal NiFe/SiAl mengalami penurunan ukuran rata-rata
partikel yang menunjukkan bahwa dispersi logam pada katalis bimetal NiFe/SiAl
lebih baik dibandingkan dispersi katalis monometal Ni/SiAl. Ukuran rata-rata
partikel katalis bimetal NiCu/SiAl mengalami peningkatan, hal tersebut
menandakan bahwa katalis bimetal NiCu/SiAl merupakan katalis dispersi logam
yang tidak begitu baik dibandingkan katalis Ni/SiAl. Sedangkan ukuran rata-rata
partikel katalis NiCo/SiAl tidak mengalami perubahan yang signifikan
(Damyanova et al., 2012).
4.1.3 Hasil Analisis Luas Permukaan dengan SAA
Analisis menggunakan SAA juga dilakukan untuk mengetahui ukuran serta
volume dari masing-masing material. Luas permukaan, luas mikropori, ukuran pori,
dan volume pori katalis dapat dilihat pada Tabel 3 berikut.
Tabel 3. Luas permukaan, luas mikropori, volume pori dan rentang ukuran pori
katalis dan penyangga katalis
Katalis
Luas
Permukaan
(m2/g)
Luas
Mikropori
(m2/g)
Volume
Pori (cm3/g)
Rentang
Ukuran
Pori (nm)
Penyangga SiAl 415,56 4,40 0,70 2-22
Ni/SiAl 74,32 4,88 0,10 2-12
NiFe/SiAl 268,74 20,03 0,32 2-12
NiCo/SiAl 244,37 12,28 0,32 2-13
NiCu/SiAl 231,82 10,01 0,36 2-13
NiCu(15:5)/SiAl 189,36 1,93 0,25 2-12
Cu/SiAl 199,29 3,26 0,32 2-15
45
Data penyangga SiAl pada Tabel 3 dijadikan kontrol pembanding bagi
katalis monometal dan katalis bimetal. Ukuran pori pada katalis monometal dan
katalis bimetal tergolong ke dalam ukuran mesopori, yaitu pori yang berada pada
rentang 2-50 nm (Thommes et al., 2015). Luas permukaan penyangga SiAl adalah
sebesar 415,56 m2/g. Setelah diimpregnasi dengan logam transisi, katalis
monometal dan katalis bimetal yang diperoleh memiliki luas permukaan yang lebih
rendah, yaitu pada kisaran 74-268 m2/g bergantung pada jenis logam yang
diimpregnasikan.
Penurunan luas permukaan penyangga SiAl setelah diimpregnasi dengan
logam transisi mengindikasikan bahwa terjadi blocking pada pori penyangga SiAl
oleh logam transisi, dimana logam Ni, Fe, Cu, dan Co menutupi sebagian pori
penyangga SiAl. Hal tersebut menandakan bahwa logam-logam transisi yang
ditambahkan ke dalam penyangga SiAl sudah terdistribusi pada penyangga SiAl
(Lu., et al 2017).
Hasil pengukuran luas area katalis bimetal mengalami peningkatan
dibandingkan luas area katalis monometal Ni/SiAl. Katalis NiFe/SiAl dan katalis
NiCo/SiAl merupakan katalis bimetal yang memiliki peningkatan luas permukaan
tertinggi dibandingkan dengan katalis bimetal lainnya. Katalis NiFe/SiAl dan
NiCo/SiAl juga memiliki luas mikropori yang paling tinggi dibandingkan katalis
bimetal lainnya, hal tersebut menandakan bahwa katalis NiFe/SiAl dan katalis
NiCo/SiAl memiliki pori berukuran mikro (<2 nm) lebih banyak. Nilai luas
mikropori berpengaruh terhadap ukuran pori katalis, yang dibuktikan dari data luas
mikropori pada Tabel 3. Sehingga besarnya nilai luas mikropori menandakan suatu
katalis memiliki luas mesopori yang kecil (Thommes et al., 2015).
46
4.1.4 Hasil Analisis Keasaman dengan NH3-TPD
Analisis menggunakan NH3-TPD bertujuan untuk menentukan pengaruh
keasaman suatu katalis jika ditambahkan logam, berdasarkan adsorpsi gas NH3.
Situs asam Brønsted akan mengadsorpsi gas NH3 membentuk NH4+ yang akan
diserap oleh katalis dan kemudian mengalami desorpsi, desorpsi gas NH3 inilah
yang kemudian dideteksi oleh detektor (Setiabudi et al., 2012). Analisis data hasil
karakterisasi menggunakan aplikasi Origin, dimana keasaman katalis dihitung
berdasarkan area gas NH3. Data keasaman katalis hasil karakterisasi NH3-TPD
dapat dilihat pada Tabel 4 berikut.
Tabel 4. Data keasaman (asam lemah dan asam kuat) katalis
Sampel
Keasaman (mmol/g)
Asam
Lemah Asam Kuat Total
Ni/SiAl 0,06 0,17 0,23
NiFe/SiAl 0,04 0,04 0,08
NiCo/SiAl 0,03 0,007 0,037
NiCu/SiAl 0,05 0,02 0,07
NiCu(15:5)/SiAl 0,10 0,08 0,18
Cu/SiAl 0,07 0,01 0,08
Tabel 4 menunjukkan bahwa penambahan logam memberikan pengaruh
terhadap keasaman katalis Ni/SiAl. Penyangga SiAl utamanya memiliki situs asam
Brønsted, tetapi pada penelitian tersebut juga menunjukkan adanya situs asam
Lewis pada penyangga SiAl (Kordouli et al., 2018).
Keasaman katalis terbesar dimiliki oleh katalis Ni/SiAl dengan total
keasaman sebesar 0,23 mmol/g. katalis yang diimpregnasi dengan logam Fe, Cu,
47
dan Co mengalami penurunan keasaman, penurunan tersebut mengindikasikan
bahwa logam-logam yang diimpregnasikan menutupi sisi asam katalis Ni/SiAl.
Katalis NiCu(15:5)/SiAl merupakan katalis bimetal dengan keasaman tertinggi
dibandingkan katalis bimetal lainnya, hal tersebut menandakan bahwa penambahan
logam Cu sebagai promotor dapat mempertahankan keasaman dari katalis Ni/SiAl
(Khromova et al., 2014).
4.1.5 Hasil Analisis Suhu Reduksi dengan TPR
Analisis TPR dilakukan untuk melihat kemampuan katalis dalam
mengkonsumsi atau mengadsorpsi hidrogen yang berasal dari aliran gas H2, serta
melihat kemampuan katalis tereduksi melalui aliran gas H2 (Niemantsverdriet,
2007). Analisis TPR menggunakan katalis Ni/SiAl, katalis Cu/SiAl, dan katalis
NiCu(15:5)/SiAl. Hasil analisis suhu reduksi katalis Ni/SiAl, Cu/SiAl, dan
NiCu(15:5)/SiAl dapat dilihat pada Gambar 15.
Gambar 15. Suhu reduksi katalis Ni/SiAl, Cu/SiAl, dan NiCu(15:5)/SiAl
48
Kurva pada gambar 15 terlihat bahwa katalis Ni/SiAl, Cu/SiAl, dan
NiCu(15:5)/SiAl memiliki suhu reduksi yang berbeda-beda. Katalis Ni/SiAl
memiliki suhu reduksi pada 350 oC, katalis Cu/SiAl memiliki suhu reduksi pada
200 oC, dan katalis NiCu(15:5)/SiAl memiliki suhu reduksi pada 250 oC. Hasil
analisis TPR menunjukkan bahwa logam Cu mempengaruhi konsumsi hidrogen
katalis, dimana logam Cu dapat mengarahkan pada suhu reduksi yang lebih rendah.
Hal tersebut juga dibuktikan oleh penelitian Khromova et al (2014) yang
menghasilkan bahwa semakin besar kandungan logam Cu pada katalis NiCu-SiO2
dapat menurunkan suhu reduksi katalis. Penelitian tersebut juga menghasilkan
bahwa katalis yang memiliki suhu reduksi yang lebih rendah mampu menampung
lebih banyak hidrogen, sehingga lebih banyak produk reaksi yang terbentuk.
Katalis NiCu(15:5)/SiAl memiliki suhu reduksi yang lebih rendah
dibandingkan katalis Ni/SiAl. Hal tersebut menandakan bahwa logam Cu dapat
menurunkan suhu reduksi katalis Ni/SiAl, sehingga konsumsi hidrogen pada katalis
terjadi pada suhu yang lebih rendah. Penurunan suhu reduksi pada katalis
mempengaruhi disosiasi hidrogen, dimana semakin rendah suhu reduksi artinya
semakin banyak katalis yang aktif untuk mendisosiasi hidrogen. Sehingga katalis
bimetal NiCu(15:5)/SiAl merupakan katalis yang aktif dalam mendisosiasi
hidrogen (Khromova et al., 2014).
4.1.6 Hasil Analisis Kristalinitas dengan XRD
Analisis XRD dilakukan menggunakan katalis Ni/SiAl dan katalis
NiCu(15:5)/SiAl. Tujuan karakterisasi menggunakan XRD adalah untuk
mengetahui struktur serta fasa yang terbentuk pada material (Haber et al, 1995).
49
Hasil analisis struktur kristal dari katalis Ni/SiAl dan NiCu(15:5)/SiAl dapat dilihat
pada Gambar 16.
Gambar 16. Pola difraksi katalis Ni/SiAl dan NiCu(15:5)/SiAl
Pola difraksi pada katalis Ni/SiAl memiliki intensitas puncak pada 2θ
sebesar 44,39o; 51,75o; dan 76,20o dengan indeks miller dari pola difraksi adalah
(111), (200), (220). Pola difraksi tersebut merupakan pola difraksi yang ciri khas
dari logam Ni berdasarkan dengan data literatur JCPDS (Joint Committee on Power
Diffraction Standars) No. 04-0850. Puncak-puncak pada Gambar 16
mengindikasikan bahwa katalis Ni/SiAl memiliki sistem kristal kubus (JCPDS No.
04-0850), yang dindentifikasikan bahwa logam Ni pada katalis Ni/SiAl telah
tersangga oleh penyangga SiAl (Kordouli et al., 2018).
Pola difraksi logam Cu muncul pada intensitas yang rendah, dan hampir
tidak terlihat pada difraktogram katalis NiCu(15:5)/SiAl. Hal tersebut dikarenakan
kecilnya komposisi Cu pada katalis NiCu(15:5)/SiAl sehingga terjadi tumpang
tindih pada puncak Ni dan Cu. Tidak munculnya pola difraksi logam Cu juga
50
menandakan bahwa logam Cu telah berada pada fasa yang sama dengan katalis
Ni/SiAl (Lu et al., 2017). Katalis NiCu(15:5)/SiAl memiliki sistem kristal kubus
yang sesuai dengan data literatur JCPDS No. 04-0836.
Pola difraksi untuk logam Ni pada katalis NiCu(15:5)/SiAl memiliki
intensitas puncak yang lebih tinggi dibandingkan pola difraksi logam Cu. Intensitas
puncak pada sudut 2θ logam Ni sebesar 44,11o; 51,40o; dan 75,70o, dengan indeks
miller dari pola difraksi adalah (111), (200), (220) (Dundich et al., 2010).
Perbedaan pola difraksi katalis Ni/SiAl dan NiCu(15:5)/SiAl dapat dilihat pada
Gambar 17 berikut.
Gambar 17. Perbedaan pola difraksi katalis Ni/SiAl dan NiCu(15:5)/SiAl
Pola difraksi pada Gambar 17 menunjukkan bahwa terjadi penurunan serta
pergeseran intensitas pada katalis Ni/SiAl setelah ditambahkan logam Cu.
Penurunan intensitas tersebut mengindikasikan bahwa kristalinitas logam Ni pada
katalis NiCu(15:5)/SiAl juga menurun, hal tersebut disebabkan oleh logam Cu pada
katalis NiCu(15:5)/SiAl yang berfungsi sebagai penghalang untuk mencegah
51
berkembangannya partikel Ni menjadi lebih besar selama proses kalsinasi dan
reduksi. Sedangkan pergeseran intensitas pada katalis NiCu(15:5)/SiAl disebabkan
oleh logam Cu yang telah masuk ke dalam kisi kristal dari katalis Ni/SiAl (Alonso
et al., 2009). Hal tersebut dibuktikan dengan penurunan ukuran kristal. Katalis
Ni/SiAl memiliki ukuran kristal sebesar 14,63 nm, sedangkan katalis
NiCu(15:5)/SiAl memiliki ukuran kristal sebesar 9,78 nm (Lampiran 8).
Penyangga SiAl yang digunakan pada katalis memiliki bentuk amorf, hal
tersebut dibuktikan dengan adanya pola difraksi pada sudut <20o. Tidak munculnya
intensitas untuk penyangga SiAl disebabkan karena tidak terbentuknya kristal SiAl
dengan sempurna, sehingga tidak muncul puncak yang khas untuk penyangga SiAl
pada hasil analisis XRD (Kordouli et al., 2018).
4.2 Reaksi Hidrodeoksigenasi
Reaksi hidrodeoksigenasi yang dilakukan pada penelitian ini menggunakan
3 jenis asam lemak sebagai bahan baku dalam reaksi HDO, yaitu asam stearat, asam
laurat, dan asam oleat. Reaksi HDO ketiga jenis asam lemak menggunakan pelarut
dekana, serta menggunakan katalis monometal Ni/SiAl dan katalis bimetal Ni-
M/SiAl (M: Fe, Cu, dan Co). Katalis bimetal terbaik hasil reaksi HDO
menggunakan asam stearat, kemudian divariasikan perbandingan logam Ni dengan
logam transisinya untuk dilarukan reaksi HDO menggunakan asam laurat. Katalis
terbaik dari reaksi HDO asam laurat kemudian digunakan untuk reaksi HDO asam
oleat. Produk hasil reaksi dianalisis menggunakan GC-MS untuk mengetahui
senyawa-senyawa yang terkandung di dalam produk reaksi.
52
4.2.1 Hasil Reaksi Hidrodeoksigenasi Asam Stearat
Reaksi HDO dilakukan untuk mengetahui pengaruh penambahan logam Fe,
Cu, dan Co pada aktivitas logam nikel. Reaksi HDO asam stearat menggunakan
katalis Ni/SiAl, NiFe/SiAl, NiCu/SiAl, dan NiCo/SiAl dengan pelarut dekana.
Analisis GC-MS produk reaksi HDO asam stearat menghasilkan bahwa produk
utama yang terbentuk adalah oktadekana (C18) dan heptadekana (C17). Katalis
Ni/SiAl merupakan katalis yang dapat membentuk produk heptadekana terbesar
dibandingkan katalis bimetal. Hal tersebut dibuktikan dengan penelitian Foraita et
al., (2016) mengenai HDO asam stearat menggunakan katalis Ni/ZrO2, dimana
menghasilkan produk heptadekana yang dominan dibandingkan dengan produk
oktadekana. Penambahan logam Fe, Cu, dan Co ke dalam katalis Ni/SiAl dapat
mendorong terbentuknya produk oktadekana, yang dibuktikan dengan
meningkatnya persentase area produk oktadekana pada katalis bimetal.
Katalis Ni/SiAl dan katalis bimetal Ni-M/SiAl (M: Fe, Cu, Co) yang
digunakan dalam reaksi HDO asam stearat menghasilkan produk heptadekana dan
oktadekana dengan nilai area yang berbeda-beda. Area produk heptadekana dan
oktadekana hasil reaksi HDO asam stearat dapat dilihat pada Gambar 18 berikut.
Gambar 18. Area produk heptadekana (C17) dan oktadekana (C18) hasil reaksi
HDO asam stearat
53
Gambar 18 menunjukkan bahwa dari keempat katalis memiliki area produk
yang berbeda-beda. Katalis NiFe/SiAl merupakan katalis dengan area produk
terkecil dibandingkan katalis lainnya. Kecilnya nilai area produk pada katalis
NiFe/SiAl menandakan bahwa logam Fe bukanlah logam yang aktif sebagai
promotor untuk logam Ni, sehingga katalis NiFe/SiAl tidak selektif untuk reaksi
HDO asam stearat.
Katalis dengan area produk senyawa alkana paling tinggi adalah katalis
NiCu/SiAl. Logam Cu merupakan logam yang aktif sebagai promotor untuk katalis
Ni/SiAl. Hal tersebut dibuktikan dengan penelitian Li et al (2011) yang melaporkan
bahwa penambahan logam Cu pada katalis berbasis Ni merupakan katalis yang
memiliki selektivitas yang tinggi, dibandingkan penambahan logam Co dan Sn.
Area produk hasil analisis GC-MS berbanding lurus dengan konsentrasi produk,
sehingga katalis NiCu/SiAl yang memiliki area produk senyawa alkana paling
tinggi menandakan bahwa katalis tersebut memiliki nilai konsentrasi produk yang
besar (Dwiatmoko et al., 2015).
Heptadekana yang terbentuk dari reaksi HDO asam stearat dapat
dikonversi secara langsung oleh asam stearat melalui jalur dekarboksilasi atau jalur
dekarbonilasi. Asam stearat mengalami dekarboksilasi dengan cara mengeliminasi
satu molekul CO2, sehingga terbentuk heptadekana. Asam stearat juga dapat
mengalami dekarbonilasi dengan cara mengeliminasi satu molekul CO dan air,
sehingga terbentuk 1-heptadekena, kemudian 1-heptadekena terhidrogenasi
membentuk heptadekana (Kumar et al., 2014). Penelitian yang dilakukan oleh
Kumar et al., (2014) tersebut menghasilkan produk heptadekana sebesar 85,2%
menggunakan katalis Ni/HZSM.
54
Reaksi HDO asam stearat membentuk senyawa intermediet berupa
oktadekanol, dimana senyawa oktadekanol mengalami transformasi dari dua jalur
yang berbeda. Oktadekanol terbentuk dari asam stearat yang mengalami reduksi
dengan melepaskan gugus H2O, dimana pada jalur pertama oktadekanol mengalami
dehidrogenasi membentuk gugus aldehid yaitu 1-oktadekanal. Gugus 1-
oktadekanal mengalami dekarbonilasi dengan mengeliminasi satu molekul CO
sehingga membentuk heptadekana. Transformasi oktadekanol pada jalur kedua
mengalami dehidrasi membentuk gugus alkena 1-oktadekena, yang kemudian 1-
oktadekena mengalami hidrogenasi membentuk oktadekana. Hasil reaksi HDO
asam stearat dan mekanisme reaksi HDO asam stearat menjadi senyawa alkana (C17
dan C18) dapat dilihat pada Gambar 19 berikut (Kumar et al., 2014).
Gambar 19. Jalur reaksi HDO asam stearat menjadi senyawa alkana
Data hasil analisis GC-MS tersebut menghasilkan bahwa katalis NiCu/SiAl
merupakan katalis yang paling selektif untuk reaksi HDO asam stearat, sehingga
55
Hidrogenasi
CH3(CH2)10CHO
(Dodekanal)
C12H26
(Dodekana)
-H2O
Hidrogenasi Hidrogenasi
-CO
-CO2
Hidrogenasi
pada reaksi HDO menggunakan asam laurat digunakan katalis NiCu/SiAl dengan
variasi perbandingan logam Ni dan Cu.
4.2.2 Hasil Reaksi Hidrodeoksigenasi Asam Laurat
Setelah didapatkan katalis NiCu/SiAl yang memberikan hasil terbaik untuk
reaksi HDO asam stearat, langkah selanjutnya adalah memvariasikan rasio berat Ni
dan Cu pada penyangga SiAl, yang bertujuan untuk melihat pengaruh logam Cu
jika digunakan sebagai promotor ataupun komponen aktif pada katalis Ni/SiAl
untuk reaksi HDO asam laurat. Reaksi ini dilakukan menggunakan katalis Ni/SiAl,
katalis NiCu/SiAl, katalis NiCu(15:5)/SiAl, dan katalis Cu/SiAl. Produk reaksi
HDO asam laurat terdapat dua golongan produk yaitu alkana berupa undekana dan
dodekana, serta alkena berupa undekena. Jalur reaksi HDO asam laurat dapat dilihat
pada Gambar 20 berikut (Kon et al., 2014).
Dekarboksilasi
CH3(CH2)10COOH Dekarbonilasi
(Asam Laurat)
Gambar 20. Jalur reaksi HDO asam laurat menjadi senyawa alkana dan alkena
CH3(CH2)8CH=CH2 + CO + H2O
(Undekena)
H2
H2O
CH3(CH2)10CH2-OH
(Dodekanol)
C11H24 + CO2
(Undekana)
H2
56
Senyawa undekana yang dihasilkan dari reaksi HDO asam laurat terbentuk
dari konversi asam laurat melalui jalur dekarboksilasi maupun dekarbonilasi. Asam
laurat mengalami reaksi dekarboksilasi dengan cara mengeliminasi satu gugus CO2,
sehingga terbentuk produk undekana. Asam laurat juga dapat mengalami reaksi
dekarbonilasi dengan cara menghilangkan gugus CO dan air yang mengarahkan
untuk terbentuknya alkena, yaitu undekena. Produk undekena yang terbentuk pada
hasil reaksi HDO asam laurat merupakan produk antara dari undekana, dimana
senyawa undekena yang mengalami hidrogenasi akan membentuk senyawa
undekana (Kon et al., 2014).
Pembentukan senyawa dodekana pada reaksi HDO asam laurat melalui jalur
reaksi hidrogenasi. Asam laurat mula-mula terhidrogenasi dengan cara melepaskan
gugus H2O sehingga membentuk gugus dodekanal, gugus dodekanal selanjutnya
terhidrogenasi membentuk dodekanol yang kemudian membentuk senyawa
dodekana sebagai produk utama dalam reaksi HDO asam laurat (Kon et al., 2014).
Katalis NiCu/SiAl, NiCu(15:5)/SiAl, Ni/SiAl, dan Cu/SiAl memberikan konversi
yang berbeda-beda. Konversi keempat katalis terhadap reaksi HDO asam laurat
dapat dilihat pada Gambar 21 berikut.
Gambar 21. Konversi katalis reaksi HDO asam laurat
57
Gambar 21 menunjukkan bahwa penambahan logam transisi Cu ke dalam
katalis Ni/SiAl memberikan pengaruh terhadap konversi katalis. Konversi katalis
terbesar dimiliki oleh katalis NiCu(15:5)/SiAl yaitu 73,83%, lebih besar
dibandingkan dengan konversi katalis Ni/SiAl. Penambahan logam Cu sebanyak
5% ke dalam katalis Ni/SiAl memberikan pengaruh yang besar terhadap konversi,
tetapi pada penambahan logam Cu sebesar 10% mengalami penurunan konversi
menjadi 39,01%. Penurunan konversi juga terjadi pada katalis Cu/SiAl yaitu
36,89%.
Penurunan konversi tersebut menunjukkan bahwa logam transisi Cu lebih
baik jika digunakan sebagai promotor katalis Ni/SiAl dalam reaksi HDO asam
laurat. Hal tersebut dikarenakan semakin besar penambahan logam Cu pada katalis
Ni/SiAl, akan menurunkan performa katalis dikarenakan logam Cu tidak aktif jika
digunakan sebagai komponen aktif pada katalis NiCu. Hasil tersebut sesuai dengan
penelitian yang dilakukan oleh (Khromova et al., 2014) mengenai pengaruh rasio
Ni-Cu, menghasilkan bahwa katalis NiCu-SiO2 dengan Ni sebagai komponen aktif
dan Cu sebagai promotor dapat meningkatkan konversi produk.
Area produk hasil reaksi HDO asam laurat dihitung berdasarkan area
puncak senyawa dibandingkan dengan internal standar. Area produk hasil reaksi
HDO asam laurat setelah dinormalisasi dengan area internal standar dapat dilihat
pada Tabel 5 berikut.
58
Tabel 5. Area produk hasil reaksi HDO asam laurat
Produk
Area Produk
Ni/SiAl NiCu(15:5)/SiAl NiCu/SiAl Cu/SiAl
Undekana 0 0,12 0,14 0,05
Dodekana 0 0 0,22 0,07
Undekena 0,01 0,28 0 0
Total 0,01 0,40 0,36 0,12
Katalis Ni/SiAl memiliki total area produk terkecil dibandingkan dengan
katalis lainnya. Reaksi HDO asam laurat dengan menggunakan katalis Ni/SiAl
tidak mendorong terbentuknya produk alkana, dan hanya membentuk senyawa
antara undekena dengan area sebesar 0,01. Hal tersebut menandakan bahwa
pengunaan katalis Ni/SiAl kurang selektif untuk reaksi HDO asam laurat.
Penambahan logam Cu dengan jumlah yang besar pada katalis mendorong
terbentuknya senyawa dodekana, yang dapat dilihat pada katalis Cu/SiAl dan
NiCu/SiAl. Tetapi penambahan logam Cu dalam jumlah yang besar pada katalis
dapat menurunkan konversi (Gambar 20), hal tersebut menandakan bahwa logam
Cu tidak aktif pada reaksi HDO asam laurat jika digunakan sebagai komponen aktif.
Katalis NiCu(15:5)/SiAl dengan logam Cu sebagai promotor memiliki total
area produk terbesar diantara keempat katalis lainnya. Katalis NiCu(15:5)/SiAl
merupakan katalis dengan total area produk sebesar 0,40, yang menghasilkan
senyawa undekana sebagai produk utama. Hasil serupa juga didapat pada penelitian
Yang & Carreon (2017) menghasilkan undekana sebagai produk utama pada reaksi
deoksigenasi asam laurat. Besarnya total area produk dan konversi pada katalis
59
NiCu(15:5)/SiAl mengindikasikan bahwa katalis NiCu(15:5)/SiAl adalah katalis
terbaik untuk reaksi HDO asam laurat.
4.2.3 Hasil Reaksi Hidrodeoksigenasi Asam Oleat
Penggunaan asam oleat sebagai bahan baku dalam reaksi HDO bertujuan
untuk melihat performa katalis dalam berbagai jenis asam lemak. Katalis terbaik
dari reaksi HDO asam laurat yakni NiCu(15:5)/SiAl kemudian digunakan untuk
reaksi HDO asam oleat. Produk reaksi HDO asam oleat menghasilkan heptadekana
sebagai produk utama dari reaksi HDO tersebut, dengan produk antara berupa
heptadekena. Penelitian yang dilakukan Bhattacharjee & Tan (2017) menyebutkan
bahwa reaksi HDO asam oleat menghasilkan dua produk utama, yaitu oktadekana
dan heptadekana yang dihasilkan melalui dekarboksilasi dan dekarbonilasi. Tetapi
pada penelitian yang dilakukan, reaksi HDO asam oleat menggunakan katalis
NiCu(15:5)/SiAl hanya mampu menghasilkan produk heptadekana sebagai produk
utama. Reaksi HDO asam oleat menggunakan katalis NiMoS/Al2O3 yang dilakukan
oleh Coumans & Hensen (2016) juga menghasilkan senyawa heptadekana sebagai
produk utamanya.
Jalur reaksi HDO asam oleat dapat dilihat pada Gambar 22 berikut
(Bhattacharjee & Tan, 2017).
60
-CO
C17H33COOH
C17H35COOH
C18H35CHO C17H36 (heptadekana)
C18H37OH C16H33CH=CH2 C18H38
(oktadekana)
Gambar 22. Jalur reaksi HDO asam oleat menjadi senyawa alkana
Reaksi HDO asam oleat memiliki dua jalur utama, dimulai dengan
hidrogenasi ikatan rangkap C=C pada asam oleat sehingga membentuk asam
stearat, sehingga jalur reaksi dan pembentukan produk HDO asam oleat sama
dengan jalur reaksi dan pembentukan produk HDO asam stearat. Ikatan rangkap
C=C pada asam oleat yang telah terhidrogenasi, terhidrogenasi kembali membentuk
aldehid dan kemudian membentuk alkohol, yang selanjutnya terhidrodeoksigenasi
membentuk produk utama yaitu oktadekana (C18H38). Jalur reaksi HDO asam oleat
yang kedua dengan cara dekarboksilasi yaitu eliminasi gugus CO2, dan dengan
dekarbonilasi yaitu eliminasi gugus CO pada asam stearate yang kemudian
menghasilkan produk heptadekana (C17H36) (Bhattacharjee & Tan, 2017).
Hasil reaksi HDO asam oleat dengan katalis NiCu(15:5)/SiAl memberikan
konversi produk sebesar 94,96% (Lampiran 13). Besarnya konversi tersebut
menandakan bahwa katalis NiCu(15:5)/SiAl merupakan katalis yang memiliki
performa yang tinggi dalam reaksi HDO asam oleat.
H2
H2 -CO2
H2
-H2O H2
61
BAB V
PENUTUP
5.1 Simpulan
Kesimpulan dari penelitian ini diantaranya:
1. Logam , Fe, Cu, dan Co memberikan pengaruh terhadap katalis Ni/SiAl.
Logam Fe, Cu, dan Co mampu meningkatkan luas area katalis Ni/SiAl,
dan mampu memberikan pengaruh terhadap ukuran partikel katalis
Ni/SiAl. Logam Fe, Cu, dan Co pun mampu memberikan pengaruh
terhadap keasaman katalis Ni/SiAl. Penambahan logam tidak
memberikan pengaruh terhadap kristalinitas logam Ni dan penyangga
SiAl. Berdasarkan hasil reaksi, katalis NiCu/SiAl memberikan pengaruh
terbaik terhadap peforma reaksi.
2. Katalis bimetal NiCu/SiAl merupakan katalis terbaik untuk reaksi HDO
asam stearat, asam laurat, dan asam oleat. Berdasarkan studi variasi
logam Cu, katalis bimetal NiCu(15:5)/SiAl memberikan hasil terbaik
dengan konversi sebesar 73,83% untuk asam laurat, dan 94,96% untuk
asam oleat.
5.2 Saran
Pemilihan pelarut perlu diperhatikan agar mampu melarutkan asam lemak
dengan sempurna, serta penentuan standar perhitungan konsentrasi hasil reaksi
HDO asam lemak agar dapat mengetahui persen yield produk yang dihasilkan.
62
DAFTAR PUSTAKA
Alonso, San-Jose, D., Jua-Juan J, Illan-Gomez. M.J., Roman-Martinez, M.C. 2009.
Ni, Co, and Bimetallic Ni-Co Catalysts For the Dry Reforming Methane.
Applied Catalysis A: General, 371(1-2), 54-9.
Bernas, A., Simakova, I. L., Eränen, K., Myllyoja, J., Salmi, T., dan Murzin, D. Y.
2010. Continuous mode linoleic acid hydrogenation on Pd/sibunit catalyst.
Catalysis in Industry, 2, 95-100.
Bhattacharjee, S dan Tan, Chung-Sung. 2017. Hydrodeoxygenation of Oleic Acid
in Hexane Containing Pressurizes CO2 Using Fe/SBA-15 as Catalysts. Journal
of Cleaner Production, 156, 203-213.
Brown, M. E. 2004. Introduction to Thermal Analysis Techniques and
Applicationa 2nd Edition. New York. Kluwer Academic Publishers.
Busca, G. 2014. Heterogeneous Catalytic Materials 1st Edition, Solid State
Chemistry, Surface Chemistry and Catalytic Behavior. New York. Elsivier.
Chen, L., Choong, C. K. S., Zhong, Z., Huang, L., Ang, T. P., Hong, L., dan Lin, J.
2010. Carbon monoxide-free hydrogen production via low-temperature steam
reforming of ethanol over iron-promoted Rh catalyst. Journal of Catalysis,
276(2), 197–200.
Chen, S. 2012. Green Oil Production by Hydroprocessing. International Journal of
Clean Coal and Energy, 1, 43-55.
Cheng, K., Virginie, M., Ordomsky, V. V, Cordier, C., Chernavskii, P. A., Ivantsov,
M. I., Paul., Wang, Sébastien., Khodakov, A. Y. 2015. Pore size effects in
high-temperature Fischer – Tropsch synthesis over supported iron catalysts.
Journal of Catalysis, 328, 139–150.
Coumans, A.E., dan Hensen, E. J. M. 2016. A Model Compound (Methyl Oleate,
Oleic Acid, Triolein) Study of Triglycerides Hydrodeoxygenation over
Alumina-Supported NiMo Sulfide. Applied Catalysis B: Environmental, 201,
290-301.
Cvetanovi, R. J., dan Amenomiya, Y. 1925. Application of a Temperature-
Programmed Desorption Technique to Catalyst Studies. Canada. National
Research Council.
Damyanova, S., Pawelec, B., Arishtirova, K., dan Fierro, J. L. G. 2012. Ni-based
catalysts for reforming of methane with CO2. International Journal of
Hydrogen Energy, 37(21), 15966–15975.
63
Deneyer, A., Renders, T., Van Aelst, J., Van den Bosch, S., Gabriëls, D., dan Sels,
B. F. 2015. Alkane production from biomass: Chemo-, bio- and integrated
catalytic approaches. Current Opinion in Chemical Biology, 29, 40-48.
Di, L., Yao, S., Song, S., Wu, G., Dai, W., dan Guan, N. 2017. Robust Ruthenium
Catalysts for The Selective Conversion of Stearic Acid to Diesel-range
Alkanes. Applied Catalysis B : Environmental, 201, 137–149.
Dickerson, T., dan Soria, J. 2013. Catalytic fast pyrolysis: A review. Energies, 6(1),
514–538.
Dundich, V. O., Khromova, S. A., Ermakov, D. Y., Lebedev, M. Y., Novopashina,
V. M., Sister, V. G., Yakimchuk, A. I., dan Yakovlev, V. A. 2010. Nickel
Catalyts for The Hidrodeoxygenation of Biodiesel. Kinetic and Catalysis,
51(5), 704-709.
Dwiatmoko, Adid, A., Kim, Inho., Zhou, Lipeng. 2015. Hidrodeoxygenation of
Lignin-Derived Monomers and Lignocellulose Pyrolisis Oil on The Carbon-
Supported Ru Catalysts. Journal Catalisis Today, 256, 192-198.
Dykstra, M. J., Mann, P. C., Elwell, M. R., dan Ching, S. V. 2002. Suggested
Standard Operating Procedures (SOPs) for The Preparation of Electron
Microscopy Samples for Toxicology/Pathology Studies in a GLP
Environment. Toxicologic Pathology, 30, 743-745.
Fessenden, R. J., dan Fessenden, J. S. 1998. Kimia Organik. Jakarta. Erlangga.
Foraita, A. S., Liu, Y., Haller, G., Baráth, E., Lercher, J. A. 2006. Controlling
Hydrodeoxygenation of Stearic Acid to n-heptadecane and n-octadecane via
Chemical Properties of Ni/SiO2 -ZrO2. Heterogenous & Homogenous & Bio-
& Nano- ChemCatChem Catalysis, 9(1), 195-203.
Foraita, S., Fulton, J. L., Chase, Z. A., Vjunov, A., Xu, P., Baráth, E., Camaioni, D.
M., Zhao, C., Lercher, J. A. 2014. Impact of the oxygen defects and the
hydrogen concentration on the surface of tetragonal and monoclinic ZrO2 on
the reduction rates of stearic acid on Ni/ZrO2. Chemistry - A European
Journal, 21(6), 2423–2434.
Gelb, L. D., dan Gubbins, K. E. 1998. Characterization of Porous Glasses:
Simulation Models, Adsorption Isotherms, and The
Brunauer−Emmett−Teller Analysis Method. Langmuir, 14(8), 2097-2111.
Guo, Q., Wu, M., Wang, K., Zhang, L., dan Xu, X. 2015. Catalytic
hydrodeoxygenation of algae bio- oil over bimetallic Ni-Cu/ZrO2 catalysts.
Industrial & Engineering Chemistry Research, 54(3), 890-899.
Haber, J., Block, J. H., Delmon, B. 1995. Manual of Methods and Procedures for
Catalyst Caracterization. Pure & Appl. Chem, 67, 1257-1306.
64
Hachemi, I., Kumar, N., Mäki-arvela, P., Roine, J., Peurla, M., Hemming, J.,
Salonen, J., Yu, D. 2017. Sulfur-free Ni catalyst for production of green diesel
by hydrodeoxygenation. Journal of Catalysis, 347, 205–221.
Hagen, J. 2006. Industrial Catalysis. A Practical Approach. Germany. Wiley-VCH.
He, Z., dan Wang, X. 2012. Hydrodeoxygenation of model compounds and
catalytic systems for pyrolysis bio-oils upgrading. Catalysis for Sustainable
Energy, 1, 28–52.
Hellinger, M., Carvalho, H. W. P., Baier, S., Wang, D., Kleist, W., dan Grunwaldt,
J. D. 2015. Catalytic hydrodeoxygenation of guaiacol over platinum supported
on metal oxides and zeolites. Applied Catalysis A: General, 490, 181-192.
Heriyanto, H., Sumbogo, S. D. M., Heriyanti, S. I., Sholehah, I., dan Rahmawati,
A. 2018. Synthesis of Green Diesel From Waste Cooking Oil Through
Hydrodeoxygenation Technology With NiMo/γ-Al2O3 Catalysts. MATEC
Web of Conferences, 156, 1-6.
Hubschmann, H. C. 2015. Handbook of GC-MS. Germany. Wiley CVH.
Hussain, S. Z., dan Maqbool, K. 2014. GC-MS : Principle, Technique and Its
Application in Food Science. International Journal of Curent Science, 13,
116–126.
Istadi. 2011. Fundamental dan Aplikasi: Teknologi Katalis untuk Konversi Energi.
Semarang. Badan Penerbit UNDIP.
Jon, H. 2001. Karakterisasi Zeolit Alami Termodifikasi Asam. Bogor. Institut
Pertanian Bogor.
Kandel, K., Anderegg, J. W., Nelson, N. C., Chaudhary, U., dan Slowing, I. I. 2014.
Supported iron nanoparticles for the hydrodeoxygenation of microalgal oil to
green diesel. Journal Of Catalysis, 314, 142–148.
Ketaren. 1986. Pengantar Teknologi Minyak Atsiri. Jakarta. Balai Pustaka.
Khromova, S. A., Smirnov, A. A., Bulavchenko, O. A., Saraev, A. A., Kaichev, V.
V, Reshetnikov, S. I., dan Yakovlev, V. A. 2014. Anisole hydrodeoxygenation
over Ni–Cu bimetallic catalysts: The effect of Ni/Cu ratio on selectivity.
Applied Catalysis A: General, 470, 261–270.
Kon, K., Onodera, W., dan Shimizu, K. 2014. Hydrodeoxygenation of Fatty Acids
and Trigliserides by Pt-loaded Nb2O5 Catalysts. Catalysis Science &
Technology, 4, 3705–3712.
Kordouli, E., Pawelec, B., Kordulis, C., Lycourghiotis, A., dan Fierro, J. L. G. 2018.
Hydrodeoxygenation of Phenol on Bifunctional Ni-based Catalysts: Effect of
65
Mo Promotion and Support. Applied Catalysis B: Environmental, 1, 1-40.
Krishna, S. H., Assary, R. S., Rashke, Q. A., Schmidt, Z. R., Curtiss, L. A.,
Dumesic, J. A., dan Huber, G. W. 2018. Mechanistic Insights into the
Hydrogenolysis of Levoglucosanol over Bifunctional Platinum Silica −
Alumina Catalysts. ACS Catalysis, 8, 3743–3753.
Kukushkin, R. G., Bulavchenko, O. A., Kaichev, V. V., dan Yakovlev, V. A. 2015.
Influence of Mo on catalytic activity of Ni-based catalysts in
hydrodeoxygenation of esters. Applied Catalysis B: Environmental, 163, 531–
538.
Kumar, P., Yenumala, S. R., Maity, S. K., dan Shee, D. 2014. Kinetics of
hydrodeoxygenation of stearic acid using supported nickel catalysts: Effects
of supports. Applied Catalysis A: General, 471, 28–38.
Leeuwen, P. W. N. M. van. 2014. Homogeneous Catalysis: Understandind the Art.
London. Kluwer Academic Publishers.
Lestari, S., Beltramini, J., Lu, M., Mäki-Arvela, P., Bernas, H., Simakova, O.,
Eränen, K., Murzin, D. 2009. Continuous deoxygenation of concentrated
stearic acid. In 8th World Congress of Chemical Engineering: Incorporating
the 59th Canadian Chemical Engineering Conference and the 24th
Interamerican Congress of Chemical Engineering.
Li, S., Lu, Y., Guo, L., dan Zhang, X. 2011. Hydrogen production by biomass
gasification in supercritical water with bimetallic Ni-M/γ-Al2O3 catalysts (M:
Cu, Co dan Sn). International Journal of Hydrogen Energy, 36, 14391-14400.
Lin, Y. C., dan Huber, G. W. 2009. The critical role of heterogeneous catalysis in
lignocellulosic biomass conversion. Energy and Environmental Science, 2(1),
68-80.
Lu, Mohong., Du, Hu., Zhue, Jie. 2017. Catalytic Hidrodeoxygenation of Guaiacol
Over Palladium Catalyst on Different Titania Supports. American Chemical
Society Publications. Energy Fuel Article, 31, 10858-10865.
McDowell, Julie. 2008. Essential Chemistry: Metals. New York. Infobase
Publishing.
Mohammad, M., Kandaramath Hari, T., Yaakob, Z., Chandra Sharma, Y., dan
Sopian, K. 2013. Overview on the production of paraffin based-biofuels via
catalytic hydrodeoxygenation. Renewable and Sustainable Energy Reviews,
22, 121-132.
Monnier, J., Sulimma, H., Dalai, A., dan Caravaggio, G. 2010.
Hydrodeoxygenation of oleic acid and canola oil over alumina-supported
metal nitrides. Applied Catalysis A: General, 382(2), 176-180.
66
Mortensen, P. M., Grunwaldt, J. D., Jensen, P. A., Knudsen, K. G., dan Jensen, A.
D. 2011. A review of catalytic upgrading of bio-oil to engine fuels. Applied
Catalysis A: General, 407(1–2), 1–19.
Neimark, A. V., Sing, K. S. W., dan Thommes, M. 2008. Characterization of solid
catalysts. In Handbook of Heterogeneous Catalysis, 2, 721-738.
Niemantsverdriet, J. W. 2000. Spectroscopy in Catalysis An Introduction. 2nd
Edition. Germany. Wiley-VCH.
Novopashina, V. M., Sister, V. G., Yakimchuk, A. I., dan Yakovlev, V. A. 2010.
Nickel Catalysts for the Hydrodeoxygenation of Biodiesel. Kinetics and
Catalysis, 51(5), 704–709.
Piephoff, D. E., Immer, J. G., Kelly, M. J., dan Lamb, H. H. 2011. Low-pressure
Hydrogenolysis of Vapor-phase Glycerol Over Heterogeneous Catalysts. In
11AIChE - 2011 AIChE Annual Meeting, Conference Proceedings.
Pubchem. 2018. Lauric Acid. [diunduh pada 2 Oktober 2018]; Tersedia pada:
https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
Pubchem. 2018. Stearic Acid. [diunduh pada 2 Oktober 2018]; Tersedia pada:
https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
Pubchem. 2018. Oleic Acid. [diunduh pada 2 Oktober 2018]; Tersedia pada:
https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
Richardson, James Thomas. 1989. Principles of Catalyst Development.
Fundamental and A Applied Catalysis. New York. Plenum Press.
Rim, C., Sun, J., Suh, Y., Choi, J., dan Ha, J. 2012. Catalytic roles of metals and
supports on hydrodeoxygenation of lignin monomer guaiacol. CATCOM, 17,
54–58.
Rojas, L.O. A., Nascimento, J. C., Ruiz, J. A. C., Benachour, M., dan Sousa, J. F.
2015. Synthesis And Characterization Of Bifunctional Transition-
Metal/Silica-Alumina Catalysts For The Chloromethane Conversion to
Hydrocarbons. Brazilian Journal of Petroleum and Gas, 2(4), 154-166.
Rozmysłowicz, B., Mäki-Arvela, P., Lestari, S., Simakova, O. A., Eränen, K.,
Simakova, I. L., Yu, D., Salmi, T. O. 2010. Catalytic deoxygenation of tall oil
fatty acids over a palladium-mesoporous carbon catalyst: A new source of
biofuels. In Topics in Catalysis, 53,1274-1277.
Sastrohamidjojo, H. 2006. Produk Turunan Minyak Atsiri dan Potensi Pasar.
Konferensi Nasional Minyak Atsiri. Solo.
67
Schroeder, S. L. M., dan Gottfried, M. 2002. Temperature-Programmed
Desorption (TPD) Thermal Desorption Spectroscopy (TDS). Berlin. Freie
Universität.
Setiabudi, Agus., Hardian, Rifan., Muzakir, Ahmad. 2012. Karakterisasi Material
Prinsip dan Aplikasinya dalam Penelitian Kimia. Bandung. UPI Press.
Shackley, M. S. 2011. X Ray Flourescence Spectrometry (XRF) in Geoarchaeology.
California. Springer.
Smallman, R. E. dan Bishop, R. J. 2000. Metalurgi Fisik Modern dan Rekayasa
Material. Jakarta. Erlangga.
Sotelo-Boyas, R., Trejo-Zarraga, F., dan Jesus Hernandez-Loyo, F. 2012.
Hydrogenation: Hydroconversion of Triglycerides into Green Liquid Fuels.
London. InTech.
Souza, L., Oliveira, R. R., Haasterecht, T. Van, Teixeira, V., dan Bitter, H. 2019.
Applied Catalysis B : Environmental Influence of synthesis method on
molybdenum carbide crystal structure and catalytic performance in stearic acid
hydrodeoxygenation. Applied Catalysis B: Environmental, 241, 81–88.
Sparkman, O. D., Penton, Z. E., dan Kitson, F. G. 2011. Gas Chromatography and
Mass Spectrometry: A Practical Guide. USA. Academis Press.
Taylor, D., Dileo, G. J., dan Sun, K. 2009. Hydrogen production and performance
of nickel based catalysts synthesized using supercritical fluids for the
gasification of biomass. Applied Catalysis B : Environmental, 93, 126–133.
Thommes, M., Kaneko, K., Neimark, A. V, Olivier, J. P., Rodriguez-reinoso, F.,
Rouquerol, J., dan Sing, K. S. W. 2015. Physisorption of gases , with special
reference to the evaluation of surface area and pore size distribution (IUPAC
Technical Report).
Verma, Nishith. 2012. BET Surface Area & Pore Volume Analyzer. Kanpur. Indian
Institute of Technology.
Walton, K. S., dan Snurr, R. Q. 2007. Applicability of The BET Method for
Determining Surface Areas of Microporous Metal-Organic Frameworks.
Journal of the American Chemical Society, 129, 8552-8556.
Wang, Z., Kumar, N., dan Spivey, J. J. 2016. Preparation and characterization of
lanthanum-promoted cobalt – copper catalysts for the conversion of syngas to
higher oxygenates : Formation of cobalt carbide. Journal Of Catalysis, 339, 1–
8.
68
Waseda, Y., Matsubara, E., dan Shinoda, K. 2011. X-Ray Diffraction
Crystallography; Introduction, examples and solved problems. Berlin.
Springer-Verlag Berlin Heidelberg.
Winarno, F. G. 2004. Kimia Pangan dan Gizi. Jakarta. PT. Gramedia Pustaka
Utama.
Wu, G., Zhang, N., Dai, W., Guan, N., dan Li, L. 2018. Construction of Bifunctional
Co/H-ZSM-5 Catalysts for the Hydrodeoxygenation of Stearic Acid to Diesel-
Range Alkanes. ChemSusChem, 11(13), 2179–2188.
Yang, L., dan Carreon, M. A. 2017. Deoxygenation of Palmitic and Lauric Acids
over Pt/ZIF-67 Membrane/Zeolite 5A Bead Catalysts. ACS Applied Materials
& Interfaces, 9(37), 31933-32000.
Yenumala, S. R., dan Maity, S. K. 2011. Reforming of vegetable oil for production
of hydrogen: A thermodynamic analysis. International Journal of Hydrogen
Energy, 36(18), 11666-11675.
Zhang, C. H., Yang, Y., Teng, B. T., Li, T. Z., Zheng, H. Y., Xiang, H. W., dan Li,
Y. W. 2006. Study of an iron-manganese Fischer-Tropsch synthesis catalyst
promoted with copper. Journal of Catalysis, 237(2), 405–415.
Zhang, Y., Tao, Y., Huang, J., dan Williams, P. 2017. Influence of silica – alumina
support ratio on H2 production and catalyst carbon deposition from the Ni-
catalytic pyrolysis/reforming of waste tyres. Waste Management & Research,
1, 1-10.
Zhu, X., Cho, H., Pasupong, M., dan Regalbuto, J. R. 2013. Charge-Enhanced Dry
Impregnation: A Simple Way to Improve the Preparation of Supported Metal
Catalysts. ACS Catalysis, 3, 625-630.
LAMPIRAN
70
Lampiran 1. Perhitungan Katalis
1. Katalis Ni/SiAl (20% Ni) 1 gram
Bobot Ni(NO2)3.6H2O =Mr Ni(NO2)3.6H2O
Ar Ni× 20% × 1 g
=290,81
58,69× 0,2 × 1 gram
= 1 gram
Bobot Penyangga SiAl = 1 gram − 20% Ni
= 1 − 0,2 gram
= 0,8 gram
2. Katalis Ni-Fe/SiAl (10% Ni dan 10% Fe) 1 gram
Bobot Ni(NO2)3.6H2O =Mr Ni(NO2)3.6H2O
Ar Ni× 10% × 1 g
=290,81
58,69× 0,1 × 1 g
= 0,5 gram
Bobot Fe(NO3)3.9H2O =Mr Fe(NO3)3.9H2O
Ar Fe× 10% × 1 g
=403,95
55,80× 0,1 × 1 gram
= 0,72 gram
Bobot penyangga SiAl = 1 gram − (10% Ni + 10% Fe)
= 1 − 0,2 gram
= 0,8 gram
71
3. Katalis Ni-Cu/SiAl (10% Ni dan 10% Cu) 1 gram
Bobot Ni(NO2)3.6H2O =Mr Ni(NO2)3.6H2O
Ar Ni× 10% × 1 g
=290,81
58,69× 0,1 × 1 g
= 0,5 gram
Bobot Cu(NO3)2.3H2O =Mr Cu(NO3)2.H2O
Ar Cu× 10% × 1 g
=241,60
63,54× 0,1 × 1 gram
= 0,38 gram
Bobot penyangga SiAl = 1 gram − (10% Ni + 10% Cu)
= 1 − 0,2 gram
= 0,8 gram
4. Katalis Ni-Co/SiAl (10% Ni dan 10% Co) 1 gram
Bobot Ni(NO2)3.6H2O =Mr Ni(NO2)3.6H2O
Ar Ni× 10% × 1 g
=290,81
58,69× 0,1 × 1 g
= 0,5 gram
Bobot Co(NO3)2.6H2O =Mr Co(NO3)2.6H2O
Ar Co× 10% × 1 g
=291,04
58,93× 0,1 × 1 gram
= 0,5 gram
Bobot penyangga SiAl = 1 gram − (10% Ni + 10% Fe)
= 1 − 0,2 gram
= 0,8 gram
72
5. Katalis Ni-Cu/SiAl (15% Ni dan 5% Cu) basis 1 gram
Bobot Ni(NO2)3.6H2O =Mr Ni(NO2)3.6H2O
Ar Ni× 15% × 1 g
=290,81
58,69× 0,15 × 1 g
= 0,74 gram
Bobot Cu(NO3)2.3H2O =Mr Cu(NO3)2.H2O
Ar Cu× 5% × 1 g
=241,60
63,54× 0,05 × 1 gram
= 0,19 gram
Bobot penyangga SiAl = 1 gram − (15% Ni + 5% Cu)
= 1 − 0,2 gram
= 0,8 gram
6. Katalis Cu/SiAl (20% Cu) 1 gram
Bobot Cu(NO3)2.3H2O =Mr Cu(NO3)2.H2O
Ar Cu× 20% × 1 g
=241,60
63,54× 0,2 × 1 gram
= 0,76 gram
Bobot penyangga SiAl = 1 gram − (20% Cu)
= 1 − 0,2 gram
= 0,8 gram
73
Lampiran 2. Katalis Sebelum dan Sesudah Reduksi
Sebelum reduksi
Setelah reduksi
74
Lampiran 3. Hasil Analisis TGA
1. Ni/SiAl
2. Cu/SiAl
75
3. NiFe/SiAl
4. NiCu/SiAl
76
5. NiCo/SiAl
6. NiCu(15:5)/SiAl
77
Lampiran 4. Hasil analisis TEM menggunakan ImageJ
1. Ni/SiAl
Area Mean Min Max Angle Length
1.767 37.669 15.146 90.327 -103.134 7.202
2.337 29.552 11.426 81.814 -81.254 9.503
3.022 85.514 52.487 163.574 -90 12.498
3.022 83.273 56.202 148.234 -90 12.498
3.079 72.344 50.12 94.14 -79.315 12.716
3.25 44.979 16.76 74.707 -85.84 13.303
3.592 75.967 45.977 118.837 -90 14.842
3.649 74.085 52.272 94.675 -84.472 14.924
3.82 89.188 57.656 142.511 -87.357 15.643
3.82 53.939 31.848 103.576 -83.946 15.701
3.877 81.397 48.006 169.703 -78.69 15.932
3.991 132.143 98.304 173.247 -90 16.404
3.991 49.713 16.216 98.567 -87.51 16.423
4.162 63.24 30.217 100.585 -90 17.185
4.219 58.966 33.351 137.899 -82.093 17.344
4.333 74.496 51.708 112.342 -90 17.967
4.732 51.883 11.608 145.504 -90 19.529
4.732 93.148 63.649 143.564 -85.764 19.591
4.903 47.196 4.379 121.032 -92.021 20.325
4.903 44.891 21.684 71.633 -92.694 20.325
4.903 37.112 10.23 97.329 -85.962 20.37
5.131 54.305 16.836 114.432 -85.503 21.149
5.302 58.464 24.043 163.998 -90 21.872
5.302 35.288 17.68 62.572 -90 21.872
5.302 77.06 52.056 114.15 -88.132 21.886
5.473 66.446 29.675 173.366 -88.191 22.667
5.872 42.961 13.673 74.908 -93.926 24.266
6.214 49.552 29.817 84.216 -88.409 25.79
6.442 48.568 23.341 120.617 -96.68 26.742
7.354 46.494 19.009 98.866 -91.353 30.475
7.354 82.329 47.401 155.431 -93.13 30.505
7.697 31.407 7.315 81.082 -88.29 32.037
7.697 16.022 0.041 88.423 -87.436 32.065
7.868 66.589 37.419 123.837 -91.245 32.818
8.039 29.667 0 113.465 -73.773 33.371
8.267 23.11 3.476 60.187 -90 34.371
8.495 104.011 69.597 148.086 -93.892 35.23
8.666 63.947 32.803 124.721 -88.862 35.942
8.837 92.647 59.117 167.08 -88.502 36.723
9.977 41.404 2.584 87.453 -88.014 41.431
78
11.06 58.273 26.942 99.433 -88.219 46.115
11.06 59.89 16.701 151.152 -86.147 46.194
11.801 67.388 37.09 137.565 -88.332 49.238
12.2 48.359 24.044 104.466 -89.193 50.781
15.735 39.277 0 111.735 -90.833 65.622
17.389 111.672 57.815 171.99 -89.435 72.652
17.674 125.392 86.003 206.805 -95.379 73.764
18.643 64.221 35.496 153.428 -95.641 77.728
19.441 68.622 5.905 129.111 0 81.24
25.598 15.517 0 102.264 -90.384 107.021
2. NiFe/SiAl
Area Mean Min Max Angle Length
1.059 42.603 10.344 113.249 -10.008 4.046
1.412 46.175 15.431 92.016 -82.569 5.611
1.53 70.333 40.137 139.774 -114.444 6.044
1.706 78.767 7.481 134.613 111.038 6.78
2 76.755 33.286 134.84 -90 7.936
2.059 61.328 31.057 112.659 -73.142 8.285
2.177 53.596 5.637 102.179 -90 8.729
2.236 25.831 6.75 46.412 38.418 9.048
2.353 46.152 18.828 83.673 -90 9.523
2.353 46.976 17.162 90.431 -90 9.523
2.412 19.788 1.893 72.41 14.036 9.816
2.589 78.365 48.073 135.502 -113.552 10.316
2.589 60.826 19.146 115.154 -80.538 10.438
2.942 28.551 1.073 72.712 -93.504 11.93
3.001 35.074 0,115277778 107.825 11.535 12.139
3.412 25.753 0 101.722 -103.069 13.859
3.53 41.254 10.045 78.737 -90 14.284
3.53 49.958 16.991 107.43 -92.911 14.306
3.707 86.22 55.191 120.276 72.15 15.057
3.707 35.224 5.014 87.429 -90 15.077
3.883 27.662 0,100694444 98.744 -90 15.871
3.942 50.423 17.288 106.727 -84.726 15.95
4.118 111.843 88.937 134.813 -86.682 16.683
4.295 110.895 76.329 170.731 -90 17.458
4.295 47.221 5.706 132.264 -90 17.458
4.295 41.561 17.72 67.917 -92.386 17.476
4.354 126.471 80.525 207.626 -78.996 17.744
4.53 40.233 8.849 79.282 95.332 18.321
4.648 82.19 27.349 125.636 -75.069 18.862
4.707 77.136 30.15 130.161 -90 19.045
79
4.942 50.748 18.021 95.313 11.174 20.232
5.236 42.991 8.111 86.251 -31.522 21.367
5.295 121.514 72.158 180.468 -3.857 21.485
5.413 74.819 26.397 129.759 -68.782 22.106
5.472 49.709 23.738 109.087 -90 22.219
5.825 87.517 27.333 178.788 -90 23.807
6.237 23.445 6.394 56.478 86.73 25.443
6.295 48.83 3.347 94.731 -16.543 25.616
6.413 61.1 15.483 114.101 2.121 26.199
6.472 40.291 9.639 83.558 -41.634 26.427
7.649 54.89 3.069 142.532 14.903 31.182
7.766 96.626 48.36 177.849 2.622 31.782
7.884 41.04 2.107 128.996 -80.042 32.224
8.002 40.109 0,602777778 113.176 95.541 32.69
9.767 8.843 0 46.99 -48.945 39.939
10.473 42.99 0,151388889 124.046 -27.578 42.947
12.002 86.867 14.856 167.928 0 49.2
12.002 58.382 1.708 157.845 -87.18 49.258
19.533 6.357 0 91.882 -114.47 80.255
44.891 44.094 8.158 169.908 -115.65 184.918
3. NiCu/SiAl
Area Mean Min Max Angle Length
1.396 75.899 49.98 113.727 -63.435 5.407
2.428 73.907 56.763 97.844 -85.601 9.706
2.489 83.198 59.647 122.962 -66.038 9.739
2.853 100.768 74.013 166.336 -82.569 11.399
3.035 91.895 67.004 119.73 -90 12.09
3.217 40.316 15.756 86.219 -90 12.897
4.006 75.575 51.304 111.269 -90 16.121
4.249 79.063 41.97 114.365 -87.474 16.946
4.431 67.778 47.786 115.774 -87.614 17.751
4.613 106.991 77.197 130.874 -61.02 18.398
4.674 78.518 56.935 163.886 -107.716 18.609
4.674 92.052 71.501 126.75 -96.843 18.696
4.856 80.627 51.032 127.609 -94.343 19.412
4.917 114.704 62.691 151.59 -80.655 19.612
4.977 96.238 25.063 147.796 -46.494 19.956
5.038 88.926 56.035 153.647 -73.571 20.151
5.038 35.755 13.252 98.265 -73.571 20.151
5.099 39.229 5.413 99.587 -99.009 20.407
5.16 100.328 67.608 140.831 -76.954 20.723
5.281 58.632 29.101 115.356 -96.71 21.096
80
7.284 112.228 74.235 172.512 -61.928 29.207
8.741 66.679 38.685 130.91 -100.448 35.254
8.802 76.06 50.325 124.357 -72.693 35.438
8.802 83.762 42.006 162.423 -90 35.465
8.802 86.89 49.409 154.856 -76.737 35.584
9.834 87.277 17.054 152.393 26.565 39.652
9.834 97.445 65.737 202.096 -84.325 39.701
10.805 55.029 0 169.255 -11.755 43.63
11.169 47.616 22.515 133.487 -90 45.138
11.776 17.997 0 72.12 -105.046 47.508
12.019 60.194 5.209 157.427 -87.094 48.422
12.747 87.869 26.682 155.764 -60.998 51.592
13.051 60.905 29.981 146.487 -102.413 52.806
14.447 0,609027778 0 30.943 -24.404 58.436
14.447 18.239 0 61.055 -102.162 58.492
14.69 98.937 49.719 149.284 -83.082 59.286
14.993 37.219 0 174.028 -95.363 60.715
15.357 102.153 73.265 170.081 -102.653 61.986
15.661 86.643 0,189583333 202.214 -84.178 63.2
16.996 31.684 6.418 172.168 -93.294 68.631
16.996 47.443 25.549 91.081 -56.424 68.631
18.574 40.985 8.094 122.971 -102.305 75.1
19.181 59.116 1.15 128.482 -26.565 77.501
20.942 38.278 12.814 95.159 -89.001 84.649
23.248 60.547 14.032 217.592 -63.032 94.085
24.22 17.184 0 86.103 -128.682 98.061
28.529 71.715 21.528 130.297 -86.332 115.491
29.379 87.739 42.036 153.937 -62.534 118.968
33.203 82.2 47.5 140.583 -0.315 134.61
37.452 50.113 13.334 253.513 -93.721 151.842
4. NiCo/SiAl
Area Mean Min Max Angle Length
2.737 42.118 18.461 90.117 -77.735 11.184
2.851 156.012 125.288 229.55 3.504 11.743
3.022 118.526 94.055 145.465 -71.917 12.351
3.193 145.318 92.645 215.588 -72.897 13.095
3.25 72.357 47.274 115.843 -80.707 13.485
3.421 42.96 9.784 93.561 -70.346 14.082
3.535 60.566 33.783 115.767 -53.696 14.53
3.763 86.025 56.709 219.206 -36.347 15.623
3.991 47.662 8.093 156.052 -70.514 16.552
4.048 37.382 15.239 70.422 -68.499 16.827
81
4.105 104.634 71.852 193.869 -75.964 16.863
4.162 111.092 78.978 164.485 -46.701 17.132
4.39 54.5 30.883 93.41 -85.426 18.034
4.561 46.103 16.309 100.914 -90 18.748
4.789 30.008 7.26 81.859 -71.565 19.762
4.96 124.234 89.073 215.055 -83.956 20.445
4.96 2.864 0 31.794 -81.304 20.549
5.131 51.178 22.786 137.61 -62.003 21.321
5.131 26.617 0.041 210.338 -8.403 21.321
5.188 89.691 55.325 152.218 -100.305 21.45
5.188 71.532 44.483 135.264 -71.162 21.492
5.644 21.061 1.273 87.746 -60.038 23.448
5.758 54.542 38.457 86.039 -101.535 23.899
6.1 64.923 45.168 91.475 -106.02 25.216
6.157 83.261 60.734 116.476 -52.172 25.624
6.271 79.224 44.407 129.438 -46.488 25.967
6.328 32.052 6.692 102.817 -72.395 26.189
6.328 9.222 0 45.638 -116.333 26.201
6.385 10.726 0,108333333 47.064 -55.597 26.433
6.499 66.978 44.028 97.39 -54.462 26.879
7.012 12.593 0,2125 33.543 -23.629 29.029
7.012 36.614 7.603 65.06 -82.467 29.165
7.012 56.676 22.326 108.589 -82.467 29.165
9.92 103.001 67.584 156.206 -79.015 41.364
10.034 66.275 9.975 177.555 -6.267 41.666
10.148 55.209 35.711 106.052 -86.766 42.247
10.49 64.774 35.19 128.452 -105.474 43.78
10.775 38.439 12.03 142.585 -48.671 44.826
10.889 54.022 20.043 173.592 -94.236 45.415
12.828 39.679 16.528 76.929 -84.111 53.399
13.911 81.034 54.226 116.505 123.429 58.063
13.911 34.852 6.613 112.138 53.835 58.121
14.424 51.314 13.175 113.989 -87.955 60.195
14.994 43.324 0 164.534 -90.659 62.497
15.906 21.622 1.273 139.797 -131.07 66.43
17.503 23.753 10.159 43.063 36.757 73.116
25.712 97.995 56.129 166.349 -75.315 107.431
26.396 3.616 0 40.448 -86.772 110.32
28.164 41.934 8.627 95.616 -102.655 117.688
28.335 18.034 5.893 37.87 35.134 118.326
82
Lampiran 5. Hasil Analisis SAA
1. Rata-Rata Diameter
2. Isoterm Adsorpsi-Desorpsi
83
Lampiran 6. Hasil analisis menggunakan NH3-TPD
1. Katalis Ni/SiAl
2. Katalis NiFe/SiAl
84
3. Katalis NiCu/SiAl
4. Katalis NiCo/SiAl
85
5. Katalis NiCu(15:5)/SiAl
6. Katalis Cu/SiAl
83
Lampiran 7. Perhitungan Hasil Analisis NH3-TPD
Sampel Berat (g) Area Volume Mixed Gas (mL) Volume NH3 (mL) 5% n (mol) Acidity (mol/g)
Acidity (mmol/g)
Asam lemah Asam kuat
Ni/SiAl
I
0.0198
0.3639 0.024631109 0.001231555 5.49459E-08 2.77505E-06
0.002775046 0.033004666 II 4.328 0.292947069 0.014647353 6.53492E-07 3.30047E-05
NiFe/SiAl
I
0.0157
4.305 0.29139028 0.014569514 6.5002E-07 4.14025E-05
0.041402521 0.043652971 II 4.539 0.307228916 0.015361446 6.85352E-07 4.3653E-05
NiCu/SiAl
I
0.0193
7.005 0.474143766 0.023707188 1.0577E-06 5.4803E-05
0.054802972 0.019159526 II 2.449 0.16576418 0.008288209 3.69779E-07 1.91595E-05
NiCo/SiAl
I
0.0241
4.166 0.28198186 0.014099093 6.29032E-07 2.61009E-05
0.026100901 0.007518262 II 1.200 0.081223771 0.004061189 1.8119E-07 7.51826E-06
NiCu(15:5)/SiAl
I
0.0278
19.12 1.294165426 0.064708271 2.88696E-06 0.000103848
0.103847578 0.082773906 II 15.24 1.031541898 0.051577095 2.30111E-06 8.27739E-05
Cu/SiAl
I
0.0271
13.22 0.894815216 0.044740761 1.99611E-06 7.36572E-05
0.073657241 0.018670606 II 3.351 0.226817382 0.011340869 5.05973E-07 1.86706E-05
86
87
Lampiran 8. Perhitungan ukuran kristal XRD
Ukuran Kristal katalis dihitung menggunakan persamaan Scherrer yaitu:
𝐷 = 𝐾 × 𝜆
𝛽 cos 𝜃
dengan:
D= ukuran kristal
K= konstanta (0,9)
λ= panjang gelombang radiasi (1,5496)
β= Full Width at Halt Maximum (radian)
θ= sudut Bragg (o)
1. Katalis Ni/SiAl
= 0,9 × 1,5496
0,0103 × cos 22,307
= 146,3546 Å
= 14,63 nm
2. Katalis NiCu(15;5)/SiAl
= 0,9 × 1,5496
0,0154 × cos 22,2067
= 97,82 Å
= 9,78 nm
88
Lampiran 9. Hasil analisis GC-MS reaksi HDO asam stearat
1. Katalis Ni/SiAl
89
2. Katalis NiFe/SiAl
90
3. Katalis NiCu/SiAl
91
4. Katalis NiCo/SiAl
92
Lampiran 10. Hasil Analisis GC-MS Reaksi HDO Asam Laurat
1. Katalis Ni/SiAl
93
2. Katalis NiCu(15:5)/SiAl
94
3. Katalis NiCu/SiAl
95
4. Katalis Cu/SiAl
93
Lampiran 11. Perhitungan Reaksi HDO asam laurat
Pelarut
Decane
volume(mL) konsentrasi
decane(%)
konsentrasi
senyawa
(mL)
10 95 0.05
Area
Rasio
senyawa Volume Eugenol
Rasio
senyawa/eugenol
Konsentrasi
(mol/L)
Undecane
31,237,781
0.44633005
0.02231650
54,753,311 0.57 0.105650386
Dodecane
38,750,294
0.55366995
0.02768350 0.71 0.121896455
Total
69,988,075
Undecane densitas
(g/mL) 0.74 MW
(g/mol) 156.31 Konsentrasi
(mol/L) 0.105650386
96
94
Dodecane densitas
(g/mL) 0.75 MW
(g/mol) 170.33 Konsentrasi
(mol/L) 0.121896455
Asam
Laurat massa (g) 0.4 MW
(g/mol) 200.3178 mol 0.001996827 mmol 1.996827042 konsentrasi
(mol/L) 0.199682704
97
95
Katalis Area Asam
Laurat (B)
Area
Eugenol
[E]
Rasio
B/E
Konver
-si B
(%)
Area
Undecane
Area
Dodecane
Area
Unde-
cene
Selisih
Rasio
Unde-
cane
Selisih
Rasio
Dode-
cane
Rasio
Unde-
cene
Kontrol
157,784,359
14,882,896 10.60 Cu/SiAl
(20)
331,269,801
49,514,777 6.69 36.89
30,737,230
38,624,830 0.05 0.07 NiCu/SiA
l (10:10)
15,145,928
2,342,571 6.47 39.01
1,658,423
2,181,109 0.14 0.22
NiCu/SiA
l (5:15)
170,107,599
45,043,370 3.78 64.38
38,150,949
31,528,375
10,183,95
4 0.28 -0.01 0.23
NiCu/SiA
l (15:5)
193,482,703
69,726,558 2.77 73.83
48,070,548
35,558,756
19,333,68
6 0.12 -0.20 0.28
Ni/SiAl
(20)
1,708,154,80
6
269,257,18
6 6.34 40.16
111,923,29
2
139,105,36
8
2,335,796 -0.15 -0.19 0.01
98
99
1. Katalis Ni/SiAl
Konversi=
(Rasio Luas area (asam lemak
eugenol)
𝑎𝑤𝑎𝑙 − Rasio luas area (
asam lemakeugenol
)𝑎𝑘ℎ𝑖𝑟
)
Rasio luas area (asam lemak
eugenol)
𝑎𝑤𝑎𝑙
× 100%
%Konversi =(10,60 − 6,34 )
10,60 × 100%
%Konversi = 40,16%
Selisih Rasio = (Area produk alkana
Area eugenol) − (
Rasio undekana di pelarut
Rasio eugenol di pelarut)
Selisih rasio undekana = 111923292
269257186 -
31237781
54753311 = 0
Selisih rasio dodekana = 139105368
269257186 -
38750294
54753311 = 0
2. Katalis NiCu(15:5)/SiAl
%Konversi =(10,60 − 2,77 )
10,60 × 100%
%Konversi = 73,83%
Selisih rasio undekana = 48070548
69726558 -
31237781
54753311 = 0,12
Selisih rasio dodekana = 35558756
69726558 -
38750294
54753311 = 0
3. NiCu/SiAl
%Konversi =(10,60 − 6,47 )
10,60 × 100%
%Konversi =39,01%
Selisih rasio undekana = 1658423
2342571 -
31237781
54753311 = 0,14
100
Selisih rasio dodekana = 2181109
2342571 -
38750294
54753311 = 0,22
4. Cu/SiAl
%Konversi =(10,60 − 6,69 )
10,60 × 100%
%Konversi =36,89%
Selisih rasio undekana = 30737230
49514777 -
31237781
54753311 = 0,05
Selisih rasio dodekana = 38624830
49514777 -
38750294
54753311 = 0,07
101
Lampiran 12. Hasil Analisis GC-MS Reaksi HDO Asam Oleat
1. Katalis NiCu(15:5)/SiAl
99
Lampiran 13. Perhitungan Reaksi HDO Asam Oleat
Pelarut
Decane
volume(mL) konsentrasi
decane(%)
konsentrasi
senyawa
(mL) 10 95 0.05
Senyawa Area Rasio
senyawa
Volume Eugenol Rasio
senyawa/eugenol
Konsentrasi
(mol/L)
Undecane
31,237,781
0.44633005
0.02231650
54,753,311 0.57 0.105650386
Dodecane
38,750,294
0.55366995
0.02768350 0.71 0.121896455
Total
69,988,075
Undecane densitas
(g/mL) 0.74 MW
(g/mol) 156.31 Konsentrasi
(mol/L) 0.105650386
10
2
100
Dodecane
densitas
(g/mL) 0.75 MW
(g/mol) 170.33 Konsentrasi
(mol/L) 0.121896455
Asam
Oleat massa (g) 0.4 MW
(g/mol) 282.468 mol 0.00141609 mmol 1.41608961 konsentrasi
(mol/L) 0.141608961
%Konversi =(3,14 − 0,16 )
3,14 × 100%
%Konversi = 94,96%
103
104
