| Abstract |
: |
Katalis bifungsional Ni/ZrO2-SO4 (NiZS) telah dipreparasi dalam beberapa
kondisi parameter untuk hidrorengkah katalitik sampah plastik LDPE menjadi
bahan bakar cair. NiZS dipreparasi dalam dua tahapan sintesis, sulfatasi ZrO2
komersial secara impregnasi basah dengan larutan H2SO4 dan penambahan Ni pada
ZrO2-SO4 (ZS) dengan impregnasi Ni secara refluks atau hidrotermal. Penelitian ini
bertujuan untuk mempelajari pengaruh konsentrasi H2SO4 (0,2-0,8 M) sebagai agen
sulfat dan suhu kalsinasi (400-900 °C) sebagai perlakuan termal pada sifat fisik dan
kimia ZS, mempelajari pengaruh konsentrasi logam Ni yang diimpregnasikan (0,5-
1,5% b/b), tipe prekursor Ni (Ni(NO3)2·6H2O, NiCl2·6H2O, dan NiSO4·6H2O),
serta metode impregnasi Ni (refluks vs hidrotermal) pada karakter NiZS, dan
membandingkan aktivitas katalitik dan selektivitas katalis ZrO2 komersial, ZS, dan
NiZS pada reaksi hidrorengkah. Sampel katalis dikarakterisasi dengan FTIR, XRD,
GSA, AAS, ICP, TG/DTA, SEM-EDX, dan TEM-SAED, sedangkan fraksi cair
yang diperoleh dari reaksi hidrorengkah dianalisis dengan menggunakan GC-MS.
Hadirnya sulfat dan logam Ni menambah kekuatan asam ZrO2
termodifikasi, meskipun terjadi penurunan luas permukaan. Semakin banyak asam
sulfat yang digunakan, semakin tinggi keasaman ZS. Gugus sulfat yang tertaut di
ZS terdegradasi oleh perlakuan termal di atas 450 °C. Sifat fisik dan kimia ZS
terbaik diperoleh dari modifikasi dengan 0,8 M H2SO4 dan kalsinasi pada 400 °C
(0,8ZS-400), yang menunjukkan keasaman total tertinggi (1,71 mmol/g).
Impregnasi Ni meningkatkan keasaman total NiZS. Keasaman NiZS meningkat
sebagai fungsi meningkatnya persentase konsentrasi Ni. Pada konsentrasi Ni yang
sama, 1,5NiZS-H yang dipreparasi secara hidrotermal (2,61 mmol/g) memiliki
kekuatan situs asam Lewis dan keasaman total yang lebih rendah dibandingkan
1,5NiZS-R (2,72 mmol/g) yang dipreparasi secara refluks. Jenis prekursor Ni
berpengaruh signifikan terhadap dispersi Ni, ukuran kristalit, dan rerata diameter
pori, meskipun tidak memiliki pengaruh yang signifikan terhadap jumlah total Ni
yang terdispersi. Semua material katalis hasil preparasi merupakan agregat
nanokristal partikel berbentuk hampir bulat dan berkarakter mesopori tipe celah.
Reaksi hidrorengkah sampah plastik LDPE optimal pada temperatur operasional
250 °C selama 60 menit, dengan 20 mL/menit aliran gas hidrogen dan dengan rasio
umpan/katalis 100/1. Peningkatan kekuatan asam katalis menghasilkan konversi
bahan bakar cair yang lebih tinggi. Kehadiran Ni mengarah untuk meningkatkan
kualitas fraksi bensin dan menekan pembentukan kokas sebagai keberadaan fungsi
asam dan logam. Hidrorengkah terkatalis 1,5NiZS-R menghasilkan bahan bakar
cair tertinggi (67,32% b/b) yang mengandung fraksi bensin sebesar 56,03% b/b.
Kata kunci:Ni/ZrO2-SO4, hidrorengkah, LDPE, bahan bakar |
