SINTESIS H-ZSM-5 HIERARKIS DIBANTU •OH PADA SUHU RENDAH SEBAGAI KATALIS DALAM PERENGKAHAN MINYAK SAWIT MENJADI BENSIN KAYA AROMATIK TESIS Karya tulis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister dari Institut Teknologi Bandung Oleh TRIA HIKMA NOVITA NIM: 20522020 (Program Studi Magister Kimia) INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG Mei 2024 Judul Bahasa Indonesia: SINTESIS H-ZSM-5 HIERARKIS DIBANTU •OH PADA SUHU RENDAH SEBAGAI KATALIS DALAM PERENGKAHAN MINYAK SAWIT MENJADI BENSIN KAYA AROMATIK Judul Bahasa Inggris: SYNTHESIS OF HIERARCHICAL H-ZSM-5 ASSISTED BY •OH AT LOW TEMPERATURES AS A CATALYST IN THE PALM OIL CRACKING INTO AROMATIC RICH GASOLINE ABSTRAK SINTESIS H-ZSM-5 HIERARKIS DIBANTU •OH PADA SUHU RENDAH SEBAGAI KATALIS DALAM PERENGKAHAN MINYAK SAWIT MENJADI BENSIN KAYA AROMATIK Oleh Tria Hikma Novita NIM: 20522020 (Program Studi Magister Kimia) Kebutuhan bahan bakar terus meningkat seiring terjadinya industrialisasi dan kenaikan jumlah populasi, di sisi lain sumber bahan bakar fosil terus menurun. Oleh karena itu kebutuhan akan bahan bakar menjadi sangat penting. Minyak sawit menjadi salah satu bahan baku yang menjanjikan karena memiliki tingkat produksi minyak yang tinggi dibanding minyak nabati lain, produksi yang mudah, dan proses produksi tidak memerlukan biaya besar. Salah satu pemrosesan bahan bakar bio yang menjanjikan adalah perengkahan termal, namun prosesnya membutuhkan suhu yang cukup tinggi dan bahan bakar yang dihasilkan memiliki kemurnian yang rendah. Penggunaan katalis yang sesuai dapat mempercepat jalannya reaksi dan meningkatkan selektivitas produk. H-ZSM-5 memiliki karakterisitik yang sangat baik sebagai katalis dalam proses perengkahan termal karena keasamannya, luas permukaannya yang tinggi, dan stabilitas yang baik. H-ZSM-5 hierarkis memiliki karakteristik lebih baik dibanding H- ZSM-5 di mana deaktivasi katalis dapat diminimalisir dan difusi meningkat. Sintesis H-ZSM- 5 hierarkis terhambat pada laju kristalisasi yang lambat. Sehingga pada penelitian ini digunakan •OH untuk meningkatkan laju kristalisasi H-ZSM-5 hierarkis. Keberhasilan síntesis H-ZSM-5 dikonfirmasi berdasarkan spektra FTIR dan XRD yang menunjukkan telah terbentuknya puncak karakteristik pada H-ZSM-5 yang disintesis selama 3 hari. Penggunaan •OH menunjukkan peningkatan konstanta laju hingga 2 kali lipat. Penggunaan •OH juga memengaruhi morfologi H-ZSM-5, di mana kristal TR-3 (H-ZSM-5 disintesis 3 hari dengan •OH) cenderung lebih bulat dengan ukuran partikel lebih besar dibandingkan TN-3 (H-ZSM-5 disintesis 3 hari tanpa •OH). Analisis porositas menunjukkan penggunaan •OH dapat meningkatkan porositas di mana S BET TR-3 (374 m 2 /g) lebih tinggi dibanding TN-3 (310 m 2 /g) dan H-ZSM-5 komersial (COM) (337 m 2 /g). Penggunaan •OH juga meningkatkan S ekst secara signifikan pada TR-3 (238 m 2 /g) dibanding TN-3 (227 m 2 /g) dan COM (136 m 2 /g). Peningkatan fitur porositas ini memberikan efek yang baik terhadap peningkatan rendemen produk bensin pada perengkahan minyak sawit berturut-turut untuk sampel COM, TN-3, dan TR-3 adalah 28,39 < 35,70 < 37,29 %massa, sedangkan peningkatan fitur mesopori berhasil menghambat pembentukan kokas pada katalis di mana jumlah kokas TR-3 < TN-3 < COM yaitu 2,02 < 3,23 < 6,23%massa, sehingga deaktivasi katalis berhasil diminimalkan dengan penambahan •OH. Kata kunci: H-ZSM-5, katalis, bensin, •OH, hierarkis ABSTRACT SYNTHESIS OF HIERARCHICAL H-ZSM-5 ASSISTED BY •OH AT LOW TEMPERATURES AS A CATALYST IN THE PALM OIL CRACKING INTO AROMATIC RICH GASOLINE By Tria Hikma Novita NIM: 20522020 (Master’s Program in Chemistry) The need for fossil fuels continues to increase along with industrialization and population growth; however, fossil fuel sources continue to decline. Therefore, the need for renewable fuels that are more environmentally friendly is critical. Palm oil is one of the most promising raw materials because it has the highest oil production rate compared to other vegetable oils, is easy to produce, and the production process does not require high costs. One promising biofuel processing is thermal cracking, but the process requires high temperatures, and the resulting fuel has low purity. Using an appropriate catalyst can reduce the activation energy, thereby speeding up the reaction and increasing product selectivity. H-ZSM-5 has excellent characteristics as a catalyst in thermal cracking due to its acidity, high surface area, and good stability. Hierarchical H-ZSM-5 has better characteristics than H-ZSM-5, in which catalyst deactivation can be minimized and diffusion increases. Hierarchical H-ZSM-5 synthesis is hampered at slow crystallization rates. So, in this research •OH was used to increase the crystallization rate of hierarchical H-ZSM-5. The success of the synthesis of H-ZSM-5 was confirmed based on FTIR and XRD spectra, which showed the formation of a characteristic peak in H-ZSM-5, which was synthesized for 3 days.