Pengaruh konsentrasi dan jenis asam terhadap performa katalis karbon tersulfonasi dengan Metode Hidrotermal

Abstract

Katalis memiliki peran penting dalam proses industri. Katalis dapat mempercepat sebuah reaksi kimia dengan menurunkan energi aktivasi reaksi tersebut. Salah satu katalis yang sering digunakan dalam proses industri adalah katalis asam heterogen. Salah satu contoh dari katalis asam heterogen yang mulai dikembangkan merupakan katalis berbasis karbon tersulfonasi. Terdapat banyak metode untuk menyintesis katalis berbasis karbon tersulfonasi, salah satunya adalah metode hidrotermal, yang dibagi menjadi dua, yaitu hidrotermal satu tahap dan hidrotermal dua tahap. Metode hidrotermal satu tahap adalah metode dimana karbonisasi dan sulfonasi dilakukan secara bersamaan. Sementara metode hidrotermal dua tahap adalah metode dimana karbonisasi dan sulfonasi dilakukan secara terpisah. Penelitian ini ditujukan untuk mengetahui konsentrasi dan jenis asam dan metode hidrotermal terhadap performa katalis asam heterogen berbasis pati singkong. Sintesis katalis karbon tersulfonasi dilakukan menggunakan metode hidrotermal satu tahap dan dua tahap menggunakan p-toluenesulfonic acid (TsOH) dan methanesulfonic acid (MSA) dengan konsentrasi yang berbeda sesuai dengan metode hidrotermal yang digunakan. Proses hidrotermal dilakukan dengan pemanasan pada 180ºC selama 24 jam menggunakan bahan baku pati singkong. Aktivitas katalitik akan diuji dengan reaksi esterifikasi asam oleat dengan metanol. Sedangkan karakteristik katalis akan diuji dari gugus asam atau acid site density. Percobaan ini menghasilkan nilai acid site density sebesar 0,2332 mmol/g untuk TsOH dan 0,1412 mmol/g untuk MSA, dan nilai perolehan metil oleat sebesar 80,67% untuk TsOH dan 77,42% untuk MSA pada percobaan menggunakan metode hidrotermal satu tahap. Sementara untuk metode hidrotermal dua tahap, dihasilkan nilai acid site density sebesar 0,2425 mmol/g untuk TsOH dan 0,1867 mmol/g untuk MSA, dan nilai perolehan metil oleat sebesar 73,87% untuk TsOH dan 90,49% untuk MSA. Hasil tersebut membuat metode hidrotermal satu tahap lebih disukai karena menggunakan konsentrasi asam yang lebih kecil namun memperoleh hasil yang tidak berbeda signifikan dengan metode hidrotermal dua tahap, yang menggunakan konsentrasi asam jauh lebih besar.