Perpustakaan Digital ITB

Katalis komersial reaksi water gas shift (WGS) yang umum digunakan saat ini rentan terhadap sintering dan hanya digunakan pada kondisi standar. Oleh karena itu, pengembangan katalis untuk mengolah gas produk DRM yang tepat dapat meminimalisir terjadinya deaktivasi katalis dan meningkatkan produksi H2 untuk reaksi WGS pada kondisi satu tahap, yaitu Medium Temperature Shift (MTS). Penelitian ini bertujuan untuk melakukan sintesis dan karakterisasi nanokatalis Cu/ZnO/ZSM-5 (CZZ) untuk reaksi WGS. Sintesis katalis dilakukan menggunakan metode impregnasi dengan pemuatan logam Cu 5%-massa dengan rasio massa Cu/Zn adalah 1. Variasi yang dilakukan dalam penelitian ini adalah variasi rasio SiO2/Al2O3 sebesar 30, 50, dan 75 dan variasi steam/CO pada reaksi WGS sebesar 1 dan 3–4. Karakterisasi katalis dilakukan menggunakan uji XRD, XRF, SEM, N2 physisorption, H2-TPR, dan TGA. Pengujian aktivitas dan stabilitas katalis dilakukan dalam reaktor unggun tetap (300 °C, 1 atm, WHSV 12.000 ml/gram-jam). Peningkatan rasio SiO2/Al2O3 berbanding terbalik dengan aktivitas katalis dalam reaksi WGS. Katalis CZZ dengan SiO2/Al2O3 = 30 (S/CO = 3–4) menunjukkan hasil terbaik dengan konversi CO 28,64% dan yield H2 40,38% serta menunjukkan stabilitas yang baik selama periode uji 32 jam. Katalis komersial 58%-massa Cu menghasilkan konversi CO sebesar 73,98%. Namun, jika dihitung per satuan massa Cu katalis 5% CZZ menghasilkan konversi CO 4,5 kali lebih tinggi dibandingkan katalis komersial. Pada kondisi steam/CO = 1, katalis komersial hanya mampu mengkatalisis reaksi WGS selama 5,3 jam dengan konversi CO lebih rendah dibandingkan saat kondisi rasio steam/CO = 3–4, sedangkan katalis CZZ menghasilkan konversi CO nol sejak awal hingga akhir reaksi. Rasio steam/CO inilah yang menjadi strategi utama pencegahan RWGS. Penyetaraan jumlah massa fasa aktif logam Cu menjadi 5% dilakukan pada katalis komersial dan diperoleh konversi CO katalis CZZ (SiO2/Al2O3 = 30) 9,3% lebih besar dibanding katalis komersial. Analisis TGA dilakukan pada spent catalyst dan diperoleh jumlah karbon yang terbentuk paling besar pada katalis CZZ (SiO2/Al2O3 = 30).