Sintesis Komposit Dolomit/NiO/ZSM-5 Sebagai Katalis Untuk Konversi Minyak Kemiri Sunan Menjadi Bio-Fuel

Maharani, Dina Kartika (2023) Sintesis Komposit Dolomit/NiO/ZSM-5 Sebagai Katalis Untuk Konversi Minyak Kemiri Sunan Menjadi Bio-Fuel. Doctoral thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 01211960010015-Dissertation.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 October 2025. Download (4MB)

Abstract

Penelitian ini bertujuan untuk melakukan sintesis katalis Dolomit/NiO/ZSM-5 dari kaolin Bangka sebagai katalis pada reaksi hidreoksigenasi (HDO) pada Reutealis trisperma oil atau minyak Kemiri Sunan. Sintesis katalis yang dilakukan meliputi sintesis katalis ZSM-5, katalis NiO/ZSM�5 serta katalis komposit dolomit/NiO/ZSM-5. Metode sintesis katalis ZSM-5 yaitu metode hidrotermal dengan variasi waktu 1, 1,5, 3,6 dan 9 jam pada temperature 80 oC dengan ratio mol 10Na2O:100SiO2:2Al2O3:1800H2O. Impregansi logam Ni ke dalam katalis ZSM-5 dilakukan dengan metode impregnasi basah dengan kandungan Ni sebesar 10%. Katalis komposit dolomit/NiO/ZSM-5 disintesis dengan mencampurkan katalis NiO/ZSM-5 dengan dolomit dengan medium pendispersi larutan campuran air dan etanol. Karakterisasi material katalis meliputi XRD, FTIR, FTIR-piridin, adsorpsi-desorpsi N2, TPR, TPD dan TEM. Uji aktivitas katalitik pada 3 kalompok katalis dilakukan pada reaksi HDO minyak kemiri sunan dengan temperatur reaksi 350 oC selama 4 jam. Analisis GC-MS digunakan untuk menentukan selektivitas katalis berdasarkan jumlah hidrokarbon yang terbentuk dari proses HDO. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pada sintesis katalis ZSM�5 dengan waktu hidrotermal 3 jam merupakan waktu optimum untuk membentuk kristal ZSM-5 dengan struktur mikro-mesopori. Adanya struktur hierarki menghasilkan aktivitas yang tinggi dengan konversi minyak kemiri sunan menjadi hidrokarbon dalam range diesel sebesar 71,6%. Impregnasi logam Ni pada katalis ZSM-5 membentuk katalis NiO/ZSM-5 menghasilkan hasil yield produk cair yang lebih tinggi pada reaksi HDO minyak kemiri sunan serta menghasilkan hidrokarbon dalam range diesel yang lebih tinggi yaitu sebesar 82,2% untuk katalis NiO/ZSM�5 variasi waktu 3 jam (NiZ3). Hal ini dikarenakan meningkatnya ratio situs asam Brønsted/Lewis pada katalis NiZ3. Katalis komposit dolomit/NiO/ZSM-5 memberikan hasil penurunan jumlah komponen oksigenat yang signifikan dalam produk cair hasil reaksi HDO minyak kemiri menjadi tersisa sebesar 7,49 %. Adanya sifat basa pada katalis dolomit/NiO/ZSM-5 meningkatkan selektivitas pembentukan senyawa aromatik dan mengurangi jumlah coke pada reaksi HDO.

=====================================================================================================================================

This study aims to synthesize Dolomite/NiO/ZSM-5 catalyst from Bangka kaolin as a catalyst in the hydrooxygenation (HDO) reaction of Reutealis trisperma oil or Kemiri Sunan oil. The synthesis of catalysts included the synthesis of the ZSM-5 catalyst with variations in hydrothermal time, the NiO/ZSM-5 catalyst and the dolomite/NiO/ZSM-5 composite catalyst. The ZSM-5 catalyst synthesis method is the hydrothermal method with time variations of 1, 1.5, 3.6 and 9 hours at a temperature of 80 oC with a mole ratio of 10Na2O:100SiO2:2Al2O3:1800H2O. Impregnation of Ni metal into the ZSM-5 catalyst was carried out using the wet impregnation method with a Ni content of 10%. Dolomite/NiO/ZSM-5 composite catalyst was synthesized by mixing NiO/ZSM-5 catalyst with dolomite in a water�ethanol. Catalyst material characterization includes XRD, FTIR, pyridine-FTIR, N2 adsorption-desorption, TPR, TPD and TEM. The catalytic activity test on 3 groups of catalysts was carried out in the HDO reaction of kemiri sunan oil with reaction parameters including 350 oC of temperature and 4 hours reaction time. The catalytic activity was determined from the amount of converted kemiri sunan oil. GC-MS analysis was used to determine the selectivity of the catalyst based on the amount of liquid product generated from the HDO process. The results showed that the synthesis of ZSM-5 catalyst with a hydrothermal time of 3 hours was the optimum time to form ZSM-5 crystals with a micro-mesoporous structure. The existence of this hierarchical structure results in high activity with the conversion of kemiri sunan oil into hydrocarbons in the diesel range of 71.6%. Impregnation of Ni metal on the ZSM-5 catalyst to form NiO/ZSM-5 catalyst resulted in a higher yield of liquid products in the HDO reaction of candlenut oil and produced hydrocarbons in the higher diesel range of 82.2% for the NiO/ZSM-5 catalyst prepared at hydrothermal time 3h (NiZ3). This is due to the increased ratio of Brønsted /Lewis acid sites on the NiZ3 catalyst. The dolomite/NiO/ZSM-5 composite catalyst resulted in a significant reduction in the amount of oxygenate components in the liquid product resulting from the HDO kemiri sunan oil reaction to 7.49%. The basic site of the dolomite/NiO/ZSM-5 catalyst increase selectivity of aromatic product and decrease coke content in the HDO reaction.

Keywords: catalyst, ZSM-5, dolomite, hydrodeoxygenation, Reutealis trisperma oil

Item Type:	Thesis (Doctoral)
Uncontrolled Keywords:	catalyst, ZSM-5, dolomite, hydrodeoxygenation, Reutealis trisperma oil
Subjects:	Q Science > QD Chemistry Q Science > QD Chemistry > QD501 Catalysis. Catalysts. T Technology > TP Chemical technology > TP339 Ethanol as fuel. Biomass energy.
Divisions:	Faculty of Science and Data Analytics (SCIENTICS) > Chemistry > 47001-(S3) PhD Thesis
Depositing User:	DINA KARTIKA MAHARANI
Date Deposited:	18 Jan 2024 04:54
Last Modified:	18 Jan 2024 04:54
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/103562

Actions (login required)

View Item