Perpustakaan Digital ITB

Silika telah lama digunakan sebagai penyangga untuk memaksimalkan luas permukaan katalis dan mengoptimalkan hasil reaksi dalam proses katalisis heterogen. Silika tipe MCM-41 memiliki luas permukaan dan stabilitas termal yang tinggi sehingga cocok digunakan sebagai penyangga suatu katalis. Morfologi MCM-41 dapat berubah ketika diberikan perlakuan kondisi sintesis yang berbeda. Tujuan penelitian ini adalah untuk melihat pengaruh suhu peram MCM-41 terhadap kinerjanya pada reaksi Fischer-Tropsch. Pada penelitian ini sintesis MCM-41 dilakukan menggunakan metode sol-gel Stöber pada suhu ruang menggunakan TEOS sebagai sumber silika dan CTAB sebagai agen pengarah struktur. Hidrolisis TEOS dilakukan menggunakan larutan ammonia dalam pelarut air. Sintesis dilakukan pada pH dan suhu peram yang bervariasi untuk melihat pengaruh kondisi sintesis. Deposisi spesi Fe-Ce dan Co-Ce dilakukan menggunakan metode impregnasi tetes menggantung menggunakan larutan garam nitrat dalam pelarut air. Spektrum FTIR mengindikasikan terbentuknya silika. Difraktogram XRD silika yang disintesis pada pH 11 menunjukan adanya puncak pada 2? 2.64, 4.42 dan 5.06° yang merupakan puncak khas MCM-41. Morfologi silika yang disintesis pada pH 9 dan 10 tidak dapat teramati pada citra SEM, sedangkan untuk silika yang disintesis pada pH 11 memiliki ukuran partikel pada rentang 0,45-0,5 ?m dengan partikel berbentuk lonjong. Analisis silika dengan menggunakan PSA menunjukkan bahwa silika yang disintesis teraglomerasi. Adanya susunan mesopori heksagonal MCM-41 dapat terlihat pada citra TEM silika yang disintesis pada pH 11, sedangkan citra TEM silika yang disintesis pada pH 9 dan 10 tidak menunjukkan adanya keteraturan pada pori yang terbentuk. Peningkatan luas permukaan padatan silika terjadi seiring meningkatnya pH saat sintesis. Luas permukaan tertinggi sebesar 808 m2/g dimiliki oleh MCM-41 yang diperam pada suhu ruang. Pola isoterm tipe IV dimiliki oleh MCM-41 yang mengindikasikan ukuran pori berada pada kategori mesopori (2-5 nm). Ukuran mesopori rata-rata terbesar dimiliki oleh MCM-41 yang diperam pada suhu 120 °C, yaitu sebesar 2,85 nm. Aktivitas katalis praaktivasi Fe(NO3)3-Ce(NO3)3/MCM-41 dan Co(NO3)2-Ce(NO3)3/MCM-41 diuji pada reaksi Fischer-Tropsch menggunakan reaktor alas tetap mikro pada tekanan atmosferik, suhu 350 °C untuk katalis besi dan pada 200 °C untuk katalis kobalt. Rasio H2/CO yang digunakan sebesar 2 dan laju alirnya 5 mL/menit. Sebelumnya katalis praaktivasi tersebut diaktivasi dengan cara reduksi in situ menggunakan gas H2 dengan laju alir 8 mL/menit pada tekanan atmosferik pada suhu 400 °C untuk katalis praaktivasi besi dan pada suhu 350 °C untuk katalis praaktivasi kobalt. Produk reaksi FT dengan menggunakan katalis besi dan kobalt dianalisis menggunakan GC. Aktivitas katalis kobalt semakin berkurang seiring dengan meningkatnya suhu sintesis. Selektivitas katalis kobalt terhadap C4+ semakin berkurang seiring dengan meningkatnya suhu reaksi. Aktivitas dan Selektivitas katalis kobalt terhadap produk C4+ sangat dipengaruhi oleh ukuran pori yang terbentuk pada permukaan penyangga. Semakin besar ukuran mesopori rata-rata MCM-41, semakin tinggi aktivitas dan selektivitas produk terhadap C4+. Sementara itu produk reaksi dengan menggunakan katalis besi hanya menunjukkan satu puncak pada kromatogramnya. Puncak tersebut mirip dengan puncak pada kromatogram GC gas sintetis dan etilen. Hasil analisis H-NMR pada produk reaksi dengan menggunakan katalis besi hanya menunjukkan sinyal hidrogen molekul air dan molekul H2 sehingga dapat disimpulkan bahwa katalis besi pada penelitian ini tidak aktif untuk reaksi Fischer-Tropsch.