pkm slide terbaru2-pkmp monev 2013

PENENTUAN RASIO MOL PELARUT Na+/SiO2 TERBAIK PADA SINTESIS ZSM-5 DARI ZEOLIT ALAM LAMPUNG (ZAL) DENGAN SUMBER SILIKA PENAMBAH FLY ASH CANGKANG SAWIT (FACS) MENGGUNAKAN TEMPLATE TETRA PROPYL AMMONIUM BROMIDE (TPABr)

SEMINAR HASILPENELITIAN

Diseminarkan Pada :Monitoring dan EvaluasiProgram Kreativitas Mahasiswa Tahun 2013Disusun Oleh :

Ngudi Waluyo NPM. 0915041040Dery Widiana NPM. 0915041024Mustaina NPM. 0915041039Vastina B Khairat NPM. 1015041053

Dosen Pendamping :Simparmin Br Ginting, S.T., M.T.

LATAR BELAKANG

• Kebutuhan ZSM-5 sebagai katalis pada industri petroleum semakin tinggi.

• Keterlimpahan Zeolit Alam Lampung (ZAL) sebagai bahan baku pembuatan zeolit H-ZSM-5.

• Lampung memiliki potensi kelapa sawit yang melimpah.

• Fly Ash Cangkang Sawit (FACS) memiliki kandungan silika tinggi.

Potensi Zeolit Alam Lampung

Cangkang Sawit sebagai Bahan Bakar Boiler

Komposisi Kimia Zeolit Kalianda (Lampung Selatan)

Typical Composition

% w/wTypical

Composition% w/w

SiO2 68,5 MnO2 0,02

Al2O3 13,17 TiO2 0,14

Fe2O3 2,98 Na2O 1,06

CaO 2,47 Cr2O3 < 0,10

MgO 1,15Loss On

Ignition (LOI)17,46

K2O 1,88

(CV.MINATAMA, 2010)

Rasio SiO2/Al2O3 pada ZAL sebelum treatment adalah 8,83 mol/mol. Sedangkan rasio mol SiO2/Al2O3 pada ZSM-5 berkisar dari 10-100 mol/mol oleh karena itu diperlukan

silika penambah yang berasal dari FACS.

Komposisi Abu Sawit (% Massa)

(Graille dkk, 1985 dalam Zahrina, I., 2007)

Unsur/Senyawa Sabut Kulit Buah (Cangkang)

Tandan

Kalium (K) 9,2 7,5 25.8

Natrium (Na) 0,5 1,1 0,03

Kalsium (Ca) 4,9 1,5 2,7

Magnesium (Mg) 2,3 2,8 2,8

Klor (Cl) 2,5 1,3 4,9

Karbonat (CO3) 2,6 1,9 9,2

Nitrogen (N) 0,04 0,05 -

Posfat (P) 1,4 0,9 0,2

Silika (SiO2) 59,1 61 19,1

Perlu dilakukan treatment untuk menghilangkan impuritisberupa logam-logam oksida

Produksi Kelapa Sawitdi Lampung

Tahun Jumlah Produksi (ton)2008 104.8652009 364.8622010 373.001

(Statistik Perkebunan, Direktorat Jenderal Perkebunan, Departemen Pertanian)

Hasil AnalisisMetode SEM EDS

Parameter FACS (%) ZAL (%)

SiO234,23 45,89

Al2O34,15 8,52

Dilakukan di BATAN – Puspitek Serpong

Hasil SEM EDS Fly Ash Cangkang Sawit

Hasil SEM EDS Zeolit Alam Lampung

Scanning Electron Microscopy - Energy-Dispersive X-Ray Spectroscopy (EDS, EDX, or XEDS)

Rasio SiO2/Al2O3 pada ZAL setelah treatment adalah 9,14 mol/mol

Rasio SiO2/Al2O3 pada FACS setelah treatment adalah 14 mol/mol

FACS tidak bisa dijadikan bahan baku karena rendanya kadar SiO2 dan tingginya impurities

SINTESIS ZSM-5 DARI ZEOLIT ALAM LAMPUNG (ZAL) DENGAN SUMBER SILIKA PENAMBAH FLY ASH BAGASSE (FAB) MENGGUNAKAN TEMPLATE TETRA PROPYL AMMONIUM BROMIDE (TPABr)

LATAR BELAKANGPENGGUNAAN FABSEBAGAI BAHAN BAKU

Daerah Luas

Pulau Sumatera 99.383,8 ha

Pulau Jawa 265.671,82 ha

Pulau Kalimantan 13.970,42 ha

Pulau Sulawesi 16.373,4 ha

Total 395.399,44 ha

Luas Tanaman Tebu di Indonesia

Sumber : Data Statistik Indonesia, 2002

Setiap ha tanaman tebu mampu menghasilkan 100 ton bagasse (Fauzi, 2005)Pabrik Gunung madu menghasilkan abu baggase 500-600 ton per hari

Komposisi Fly Ash Bagasse (FAB) Sebelum Treatment

Senyawa Kadar (% massa)

SiO2 49,98

Al2O3 2,2

CaO 2,78MgO 1,645FeO 1,218

K2O 3,97

Karbon 36,5Sumber : Purnomo, Chandra W. dkk, 2007

FAB Sebelum di Treatment

Beberapa Penelitian Sebelumnya

No. Nama Peneliti Bahan Baku Template Hasil

1 Zahrina, I. (2007) Zeolit Alam Bayah & Abu Limbah Sawit

- Zeolit Analcim

2 Akbar, dkk (2011) Sumber alumina Sintetis & Abu Limbah sawit

NaOH ZSM-5 dengan kristalinitas yang belum sempurna

3 Andhika dan Ginting, S.Br. (2012)

Fly Ash Bagasse (FAB)

NaOH & TPABr

25%

4 Utomo, H. dan Ginting, S.Br. (2012)

Fly Ash Bagasse (FAB) & Alumina Sintetik

NaOH & TPABr

ZSM-5 dengan kristalinitas 29,42%,

5 Forsela, S. & Ginting, S.Br. (2012)

Zeolit Alam Lampung & Abu Sekam Padi

NaOH & TPABr

ZSM-5 dengan kristalinitas 31,57 % (metode base amorf)

Pretreatment FAB dan ZAL

FAB Sebelum di furnace

FAB Sesudah di furnace

Hasil Analisis Gravimetrisetelah FAB dan ZAL ditreatment

Parameter FAB (% Massa) ZAL (% Massa)

SiO292,51 84,58%

Al2O3 + Fe2O31,19% 2,19%

Dilakukan di Balai Riset dan Standarisasi Industri Bandar Lampung

FAB Hasil Treatment

Rasio SiO2/Al2O3 pada FAB setelah treatment adalah minimal 131,9 mol/mol

Rasio SiO2/Al2O3 pada ZAL setelah treatment adalah minimal 65,5 mol/mol

Kadar Al2O3 pada ZAL hasil treatment menurun, untuk itu ZAL hanya di treatment dengan pemanasan pada temperatur 225 0C selama 2 jam.

Pretreatment untuk ZAL

Pretreatment ZAL untuk menghilangkan kadar air dengan melakukan pemanasaan dengan oven pada temperatur 225 0C selama 2 jam.

Oven Penimbangan ZAL keluaran Oven ZAL

Sintesis H-ZSM-5

Larutan A Larutan B Larutan C Larutan D

Autoclave yang sedang dikencangkan menggunakan ragun

Autoclave dimasukkan kedalam oven

Hasil Analisis XRD untuk Variasi Rasio Na+/SiO2

A = AnalcimH = HeulanditeC = Clinoptilolite-Na Q = Quartz

Alat XRD di UIN

Run Hasil

1 quartz, heulandite dan clinoptilolite-Na

2 quartz dan zeolit analcim





Hasil Analisis XRD untuk Variasi Rasio Na+/SiO2

Usaha lebih lanjut untuk memperoleh produk ZSM-5

• Menvariasikan rasio TPABr/SiO2 dengan memperpanjang waktu sintesis menjadi 48 jam

• Memvariasikan rasio SiO2/Al2O3 dengan memperpanjang waktu sintesis menjadi 48 jam

Hasil Analisis XRD untuk Variasi Rasio TPABr/SiO2

A = AnalcimAH= Albite HighQ = Quartz

Alat XRD di UIN

Hasil Analisis XRD untuk Variasi Rasio SiO2/Al2O3

A = AnalcimAH= Albite HighQ = Quartz

Alat XRD di UIN

Hasil PenelitianDari memvariasikan TPABr/SiO2 dan SiO2/Al2O3 didapat produk intermediet analcim dan albite high serta masih didominasi silika sebagai sisa reaktan.

Kesimpulan• Dari ketiga variasi Na+/SiO2, TPABr/SiO2, dan Al2O3/SiO2 dengan waktu

sintesis yang diperpanjang menjadi 48 jam tidak menghasilkan produk utama berupa ZSM-5, melainkan terbentuk produk intermediet berupa analcim, heulandite, clinoptilolite-Na dan albite high serta didominasi oleh silika sebagai sisa reaktan.

• Dari hasil penelitian ini, dapat disimpulkan bahwa silika yang berasal dari bahan baku FAB sukar sekali larut, padahal untuk pembentukkan produk ZSM-5 dibutuhkan kelarutan silika yang tinggi.

Saran

Melihat rendahnya kelarutan silika pada proses sintesis ini, maka disarankan silika yang ada pada FAB ini sebaiknya dikonversikan menjadi zeolit sintetik yang memiliki kadar silika rendah, seperti zeolit X, Zeolit NaA, analcim, dll.

TERIMA KASIH

pkm slide terbaru2-pkmp monev 2013

Documents