Perpustakaan Digital ITB

Zeolit SSZ-13 merupakan salah satu tipe zeolit dengan tipe kerangka chabazite (CHA) yang memiliki performa katalitik yang baik dalam reaksi selektif reduksi senyawa NOx (SCR-NH3) dan reaksi MTO (methanol to olefin). Namun, ukuran pori SSZ-13 (3,8 × 3,8 ?) dapat menyebabkan terjadinya hambatan difusi dan pembentukan kokas yang dapat mengakibatkan percepatan proses deaktivasi katalis. Hal ini tentunya mengakibatkan kurang optimal dan efisiennya performa zeolit SSZ-13 sebagai katalis. Untuk mengatasi permasalahan ini, dapat dilakukan penambahan porositas melalui metode top-down menggunakan desilikasi terkontrol. Metode ini dilakukan dengan cara detemplasi parsial sebelum desilikasi yang menyebabkan senyawa organik yang tersisa dapat mencegah serangan NaOH sehingga proses desilikasi menjadi terkontrol. Untuk pertama kalinya dalam penelitian ini diperkenalkan besaran baru yang dapat digunakan sebagai indikator terjadinya proses desilikasi, yaitu luas permukaan kristalin (Scryst) yang diperoleh dari nilai luas permukaan BET dan nilai fraksi kristalinitas zeolit SSZ-13. Pada penelitian ini dilakukan optimasi proses desilikasi terkontrol dengan menggunakan response surface methodology (RSM). Metode RSM digunakan karena memiliki kelebihan, yaitu interaksi antar variabel dapat diketahui dan juga lebih menghemat waktu, tenaga, dan biaya dibandingkan dengan metode klasik OFAT (one factor at a time) yang selama ini sering digunakan. Variabel dependen yang digunakan adalah luas permukaan kristalin, sedangkan variabel independen yang digunakan adalah temperatur dan waktu. Tahapan penelitian ini terdiri dari sintesis zeolit SSZ-13 dengan metode hidrotermal, kemudian dilanjutkan dengan proses detemplasi parsial dengan kalsinasi, dan desilikasi. Optimasi proses desilikasi terkontrol dilakukan pada rentang waktu 20-60 menit dan rentang temperatur 51-91 ? yang ditentukan dengan menggunakan metode RSM. Jenis pengumpulan data yang pertama dilakukan pada metode RSM adalah 2k faktorial untuk mengetahui hubungan antar variabel terhadap respon. Setelah itu, steepest ascent method dilakukan untuk memperoleh area di sekitar titik optimal yang memberikan kombinasi variabel independen dengan respon paling optimal untuk digunakan sebagai area baru pada tahap selanjutnya. Kemudian central composite design (CCD) untuk memperoleh kondisi desilikasi terkontrol yang optimal dengan respon yang optimal pula yang dilanjutkan dengan melakukan analisis titik stasioner dengan perhitungan matriks matematika untuk mengetahui titik-titik optimal yang pasti. Pada penelitan ini dilakukan karakterisasi menggunakan XRD, FTIR, TEM, dan adsorpsi N2. Hasil analisis RSM yang diperoleh menunjukkan persamaan Y = 496,3 + 34,2A + 20,4B ? 12,6A2 ? 6,7B2 ? 10,5AB sehingga diperoleh kondisi optimal proses desilikasi terkontrol pada temperatur 92,5 ? selama 53,6 menit dengan hasil luas permukaan kristalin berdasarkan nilai prediktif sebesar 521,5 m2/g dan nilai eksperimen sebesar 527,3 m2/g dengan persen error cukup kecil yaitu 1,15 % yang menunjukkan kehandalan RSM dalam memprediksi titik optimal. Plot kontur dan respon permukaan yang berbentuk simple maximum menunjukkan bahwa temperatur dan waktu memiliki efek signifikan dalam proses desilikasi terkontrol. Plot tersebut menunjukkan model kuadratik, yaitu terdapat daerah yang menunjukkan kenaikan luas permukaan kristalin, daerah puncak (optimal), dan daerah penurunan luas permukaan kristalin sebagai pengaruh dari kenaikan temperatur dan waktu. Hasil penelitian juga menunjukkan bahwa proses desilikasi terkontrol dapat meningkatkan luas permukaan kristalin pada zeolit SSZ-13 menjadi 527,3 m2/g dibandingkan dengan sampel zeolit SSZ-13 tanpa perlakuan desilikasi terkontrol yang hanya memiliki nilai luas permukaan kristalin sebesar 395,7 m2/g. Kenaikan nilai luas permukaan kristalin ini diharapkan akan meningkatkan performa zeolit SSZ-13 sebagai kata