Sintesis Aluminosilikat Mesopori dengan Template Alami Berbasis Selulosa Sebagai Sustainable Katalis Untuk Produksi Biofuel Melalui Reaksi Deoksigenasi MINYAK CALOPHYLLUM INOPHYLLUM

Jovita, Stella (2025) Sintesis Aluminosilikat Mesopori dengan Template Alami Berbasis Selulosa Sebagai Sustainable Katalis Untuk Produksi Biofuel Melalui Reaksi Deoksigenasi MINYAK CALOPHYLLUM INOPHYLLUM. Doctoral thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya.

Text 7004222009_ Doctoral.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only Download (19MB) | Request a copy

Abstract

Biofuel merupakan energi alternatif potensial untuk mengatasi krisis energi global. Minyak Calophyllum inophyllum, sebagai sumber minyak nabati non-edible yang berpotensi dikonversi menjadi biofuel berkelanjutan, namun kandungan oksigenatnya yang tinggi menurunkan kualitas bahan bakar. Proses deoksigenasi diperlukan untuk menghilangkan oksigen, dan katalis berperan penting dalam reaksi ini. Aluminosilikat mesopori dipilih sebagai material pendukung karena memiliki luas permukaan tinggi dan struktur pori yang dapat disesuaikan dengan molekul reaktan. Untuk mengurangi penggunaan templat sintetik yang mahal dan tidak ramah lingkungan, penelitian ini memanfaatkan selulosa alami sebagai green co-template dalam sintesis Al-MS melalui kombinasi metode sol–gel dan hidrotermal dengan variasi rasio P123:selulosa. Hasil analisis FESEM menunjukkan perubahan morfologi yang signifikan dari struktur worm-like menjadi batang berpori heksagonal hingga nanopartikel dengan mesostruktur intrapartikel. Analisis XRD sudut rendah dan HR-TEM mengonfirmasi bahwa selulosa berperan dalam mengarahkan pertumbuhan morfologi serta meningkatkan keteraturan mesopori melalui pengendalian laju hidrolisis dan polimerisasi TEOS, sementara P123 berfungsi sebagai templat utama pembentuk kerangka mesopori. Katalis Al-MS(0,25-NCC) dengan rasio optimum 0,25NC menghasilkan Vₘₑₛₒ/Vₘᵢₖᵣₒ = 18,65, konversi 95,98 %, rendemen cair 50,77 %, dan selektivitas n(C₁₅–C₁₇) sebesar 60,27 %. Sedangkan Al-MS(0,5-MCC) dengan rasio 0,5MC menunjukkan konversi 100 % dan selektivitas 64,26 %. Modifikasi dengan impregnasi logam nikel meningkatkan aktivitas katalitik secara signifikan melalui peningkatan situs asam Lewis. Katalis 5 %Ni/Al-MS(0,25-NCC) mencapai konversi 99,11 %, rendemen cair 66,37 %, dan selektivitas hidrokarbon 73,05 %, sementara 5 %Ni/Al-MS(0,5-MCC) mencapai konversi 100 % dan selektivitas 76,03 %. Hasil ini menunjukkan bahwa kombinasi struktur mesopori teratur dan pusat aktif logam yang terdispersi dengan baik mampu mempercepat jalur reaksi dekarboksilasi dan dekarbonilasi secara efisien untuk produksi green diesel.
=================================================================================================================================
Biofuel represents a promising alternative energy source to mitigate global energy shortages. Calophyllum inophyllum oil, a non-edible and triglyceride-rich feedstock, offers considerable potential for sustainable biofuel production. However, its high oxygen content substantially lowers fuel quality, necessitating a deoxygenation process to yield hydrocarbon fuels. Catalysts play a pivotal role in this transformation, and mesoporous aluminosilicate (Al-MS) was selected as a support due to its large surface area and tunable pore structure. To minimize the use of costly and environmentally hazardous synthetic templates such as P123, this study employed naturally derived cellulose as a green co-template in the synthesis of Al-MS via a combined sol–gel and hydrothermal route, varying the P123-to cellulose ratio. FESEM analysis revealed a pronounced morphological evolution from worm-like structures to hexagonally ordered rods and nanoparticles with intraparticle mesostructures. Low-angle XRD and HR-TEM confirmed that cellulose functions as a green co-template, directing morphological growth and enhancing mesostructural ordering by regulating the hydrolysis–polymerization rate of TEOS, while P123 primarily forms the mesoporous framework. The optimal catalyst, Al-MS(0.25-NCC) with a P123:NCC ratio of 0.25NC, exhibited a Vₘₑₛₒ/Vₘᵢₖᵣₒ ratio of 18.65, achieving 95.98% conversion, 50.77% liquid yield, and 60.27% selectivity toward n-(C15–C17) hydrocarbons in the deoxygenation of C. inophyllum oil. In contrast, Al-MS (0.5-MCC) achieved 100% conversion with 64.26% selectivity. Nickel impregnation further enhanced catalytic performance by increasing Lewis acid site density, mesopore accessibility, and metal dispersion. The 5 wt.% Ni/Al-MS(0.25-NCC) catalyst delivered 99.11% conversion, 66.37% liquid yield, and 73.05% hydrocarbon selectivity, whereas 5 wt.% Ni/Al-MS(0.5MCC) reached full conversion with 76.03% selectivity. These findings highlight that the synergistic combination of well-ordered mesoporosity and uniformly dispersed active metal centers effectively promotes decarboxylation and decarbonylation pathways, offering an efficient and sustainable route for hydrogen free green diesel production.

Item Type:	Thesis (Doctoral)
Uncontrolled Keywords:	Aluminosilikat mesopori, bio-template, Calophyllum inophyllum, deoksigenasi, biofuel
Subjects:	Q Science > QD Chemistry > QD181.S6 A4 Aluminum silicates Q Science > QD Chemistry > QD320 Cellulose. Hydrolysis Q Science > QD Chemistry > QD501 Catalysis. Catalysts.
Divisions:	Faculty of Science and Data Analytics (SCIENTICS) > Chemistry > 47001-(S3) PhD Thesis
Depositing User:	Stella Jovita
Date Deposited:	21 Jan 2026 00:59
Last Modified:	21 Jan 2026 00:59
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/129885

Actions (login required)

View Item