dc.description.abstract |
Alternatif yang dapat menggantikan penggunaan bahan bakar minyak selama ini adalah
biodiesel. Biodiesel atau fatty acid methyl ester (FFA) merupakan sebuah turunan asam
karboksilat, yaitu ester, yang dapat diperoleh dari reaksi esterifikasi menggunakan asam lemak
bebas. Reaksi esterifikasi menggunakan reaktan alkohol berantai pendek berupa metanol. Fatty
acid methyl ester (FAME) sendiri dapat direaksikan lebih lanjut untuk menghasilkan fatty acid
alcohol. Katalis pada reaksi esterifikasi umumnya merupakan katalis homogen yang kurang ramah
lingkungan dan sulit untuk dipisahkan dari produk sehingga katalis heterogen memiliki daya tarik.
Daya tarik dari katalis heterogen adalah kemudahan proses pemisahan katalis dari produk, mudah
diregenerasi, dan lebih ramah lingkungan. Katalis heterogen yang digunakan dalam penelitian ini
merupakan katalis polimer yang ter-cross-linking dengan gugus sulfonat, yaitu katalis polivinil
alkohol tersulfonasi (PVA-SO3H). Katalis PVA-SO3H yang diamati ini digunakan sebagai
alternatif dari katalis polimer yang sudah komersial untuk reaksi esterifikasi, yaitu katalis
poly(styrene)-divinylbenzene.
Pada penelitian ini, katalis asam heterogen berbasis polimer disintesis dengan menambahkan
gugus sulfonat pada matriks polimer PVA melalui reaksi cross-linking antara PVA dengan asam
sulfosuksinat (SSA). Hasil dari reaksi tersebut merupakan katalis PVA-SO3H. Variabel yang
divariasikan pada pembuatan katalis PVA-SO3H adalah berat molekul dari polimer PVA (146.000
dan 205.000 g/mol) dan persen berat PVA-SSA (10-5, 10-10, 10-20, dan 20-10). Performa dari
katalis tersebut diuji dengan reaksi esterifikasi FFA dengan bahan baku asam lemak bebas dan
metanol. Variabel-variabel respon yang diperhatikan adalah konversi FFA, kapasitas asam
sebelum dan setelah dilakukan reaksi esterifikasi, dan ketahanan katalis setelah dilakukan reaksi
esterifikasi. Dilakukan pula analisis dengan bantuan instrumen untuk mengamati gugus yang
terdapat dalam katalis (FTIR), morfologi katalis (SEM), kristalinitas dari katalis (XRD), dan
ketahanan termal dari katalis (TGA). Penelitian yang akan dilakukan diharapkan dapat
menghasilkan katalis heterogen yang memiliki konversi fatty acid yang lebih tinggi, kekuatan
mekanik yang lebih baik (dalam artian dapat digunakan secara berulang tanpa hancur), dan
ketahanan termal yang lebih baik dari katalis PS-DVB.
Hasil yang didapatkan dari percobaan yang dilakukan adalah bahwa katalis yang disintesis
telah memberikan hasil konversi pengulangan pertama fatty acid yang lebih baik bila dibandingkan
dengan katalis PS-DVB. Selain itu, kapasitas asam yang dimiliki oleh katalis PVA SO3H
menunjukkan nilai yang lebih tinggi dibandingkan dengan katalis PS-DVB. Kemudian, terdapat
juga kecenderungan bahwa katalis variasi 10-5 memiliki kapastias asam yang lebih besar dari
variasi 20-10. Pada pengulangan kedua dan ketiga, terdapat penurunan nilai konversi katalis yang
diikuti dengan pengurangan massa. Hal ini berhubungan dengan hasil dari analisis XRD yang
menunjukkan perubahan sifat katalis dari semi kristalin menjadi lebih amorf dengan semakin
meningkatnya konsentrasi SSA pada katalis. Hasil dari FTIR menunjukkan bahwa terdapat gugus
SO3H pada katalis yang disintesis. Hasil dari analisis TGA menunjukkan bahwa katalis yang
disintesis memiliki tiga tahap degradasi termal. Tahapan degradasi termal desulfonasi pada sampel
berat molekul 146.000 lebih besar dari sampel 205.000. Hasil dari SEM menunjukkan bahwa
dengan semakin tinggi konsentrasi SSA pada sampel maka permukaan katalis semakin halus. |
en_US |