Konversi Asam Oleat Menggunakan Metode Hidrogen Transfer dengan Katalis Ni-Mo/γAl2O3

Abstract

Green diesel merupakan bahan bakar alternatif yang menyempurnakan kelemahan biodiesel. Biodiesel memiliki kelemahan yaitu nilai bilangan cetane yang rendah yakni 50-65 sedang green diesel memiliki bilangan cetane 70-90. Green diesel adalah senyawa alkana yang dihasilkan dari minyak nabati (minyak tumbuhan) melalui reaksi hidrogenasi. Produksi green diesel menggunakan gas hidrogen yang mahal dan juga mudah terbakar sehingga alternatif yang adalah mengganti gas hidrogen dari sumber lain (hidrogen transfer) yaitu asam format. Katalis Ni-Mo/γ-Al2O3 adalah katalis heterogen yang sering digunakan untuk memproduksi green diesel karena memiliki situs aktif yang mampu mengkonversi hingga 92,9%. Faktor yang mempengahi produksi green diesel adalah suhu dan jumlah hidrogen yang digunakan sehingga pada penelitian ini dilakukan variasi suhu 200, 225, dan 250 ºC dengan perbandingan mol asam oleat:asam format 3:1; 4:1; dan 5:1. Katalis Ni-Mo/γ-Al2O3 disintesis dengan metode impregnasi basah, dengan 3%wt Ni dari prekursor Ni(NO3)2.6H2O ; 12%wt Mo dari prekursor Ammonium Heptamolybdate Tetrahydrate dan 85%wt γ-Al2O3 dan dikalsinasi selama 1 jam pada suhu 500 ºC. Katalis Ni-Mo/γ-Al2O3 dan γ-Al2O3 dikarakterisasi dengan XRD. Kinerja aktivitas katalis Ni-Mo/γ-Al2O3 diuji dengan reaksi hidrogen transfer asam oleat dengan asam format. Hasil cairan yang dieroleh dari semua variasi suhu dan perbandingan mol dihitung nilai konversinya menggunakan GC dan dianalisis komponen senyawanya menggunakan GC-MS. Hasil karakterisasi katalis Ni-Mo/γ-Al2O3 menggunakan XRD menunjukkan jika Ni dan Mo dari prekursornya terdistribusi pada γ-Al2O3 namun masih terdapat agregrat MoO3 yang disebabkan oleh suhu kalsinasi yang terlalu tinggi dan juga konsentrasi Mo yang digunakan terlalu besar sedangkan tidak ditemukan puncak difraktogram Ni. Analisis yang pertama dilakukan yaitu pengaruh variasi perbandingan jumlah mol terhadap konversi. Semakin besar perbandingan mol (3:1; 4:1; dan 5:1) yang digunakan maka nilai konversinya meningkat yaitu dari 0,855%; 100% dan 100%. Semakin tinggi konsentrasi asam format yang digunakan maka semakin banyak asam format yang terdekomposisi menjadi H2. Analisis kedua yaitu pengaruh variasi suhu terhadap konversi diperoleh suhu terbaik 200 oC dengan konversi 100% sedangkan pada suhu 225 oC dan suhu 250 oC mengalami penurunan menjadi 89,740% dan 71,809%. Secara teoritis semakin tinggi suhu reaksi yang digunakan dapat menghasilkan jumlah gas H2 dari asam format yang dihasilkan semakin besar, sehingga jumlah reaksi gas H2 dengan asam oleat juga semakin tinggi dan juga meningkatkan nilai konversi. Namun pada penelitian ini semakin tinggi suhu maka nilai konversinya semakin menurun yang dimungkingkan suhu yang digunakan terlalu tingi dan juga hidrogenasi pada suhu sekitar 200oC terjadi reaksi addisi. Hasil analisis GCMS menunjukkan bahwa telah terjadi konversi asam oleat menjadi asam stearat dengan reaksi yang terjadi yaitu reaksi addisi. Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, maka kesimpulan yang diperoleh yaitu katalis Ni-Mo/γ-Al2O3 hasil sintesis menunjukkan bahwa Ni terimpregnasi merata pada penyangga γ-Al2O3 sedangkan Mo terbentuk agregrat MoO3 yang disebabkan oleh tingginya suhu kalsinasi dan konsentrasi prekursor yang terlalu besar. Asam format dengan jumlah mol yang besar akan meningkatkan nilai konversi. Konversi tertinggi pada perbandingan mol 4:1 dan 5:1 sebesar 100% sedangkan pada peningkatan suhu, nilai konversi asam oleat semakin menurun hal ini kemungkinan disebabkan oleh suhu 225ᵒC dan 250ᵒC yang digunakan terlalu tinggi mengingat reaksi yang berlangsung adalah reaksi hidrogen transfer dari asam format dimana asam format sebagai pelarut akan menurunkan titik didih dari senyawa yang dikatalisis. Konversi tertingi diperoleh pada suhu 200ᵒC dengan konversi sebesar 100%. Nilai konversi yang diperoleh yaitu dari reaksi addisi asam oleat menjadi asam stearat.