4/9/2025#NOPUBLISH# Sintesis dan karakterisasi Ni/zeolit sebagai katalis reaksi deoksigenasi limbah minyak goreng untuk pembuatan green diesel

INDONESIA:

Peningkatan kinerja katalis dengan pengembanan berhasil dilakukan yakni pengembanan Ni pada zeolit alam. Katalis yang dihasilkan akan digunakan pada reaksi deoksigenasi limbah minyak goreng. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui karakteristik katalis Ni/zeolit alam yang disintesis menggunakan metode impregnasi dan sonikasi serta mengetahui aktivitas katalitik katalis zeolit alam dan Ni/zeolit alam dalam mengonversi limbah minyak goreng menjadi fraksi hidrokarbon pada reaksi deoksigenasi.

Proses pembuatan katalis dimulai dengan preparasi dan aktivasi kimia zeolit alam menggunakan larutan HF 1%. Modifikasi katalis Ni/zeolit alam dilakukan dengan metode impregnasi dilanjutkan dengan sonikasi dan dikalsinasi pada suhu 550 ̊C. Aktivitas katalis zeolit alam dan Ni/zeolit alam diuji melalui reaksi deoksigenasi limbah minyak goreng pada suhu 360 ̊C selama 4 jam. Katalis yang dihasilkan dianalisis menggunakan XRD, XRF dan SEM-EDX. Hasil reaksi deoksigenasi dikaraterisasi menggunakan GC-MS untuk mengetahui kadar hidrokarbon dari hasil reaksi.

Hasil XRF menunjukkan aktivasi zeolit alam dengan HF 1% meningkatkan kandungan Si dan Al serta menurunkan logam pengotor. Berdasarkan hasil XRD, zeolit alam memiliki struktur kristalin mordenit dengan sedikit campuran faujasit. Setelah pengembanan Ni, struktur zeolit tetap stabil dan tidak menunjukkan adanya pola difraksi dari logam Ni. Keberhasilan pengembanan Ni terlihat dari hasil SEM-EDX yang menunjukkan permukaan partikel lebih rata, ukuran lebih kecil dan seragam, serta kandungan Ni sebesar 1,93%wt dengan distribusi merata berdasarkan element mapping. Pada reaksi deoksigenasi, katalis Ni/zeolit alam menghasilkan konversi produk cair sebesar 41,809%, lebih tinggi dibanding zeolit alam sebesar 33,035%. Selektivitas hidrokarbon pada katalis Ni/zeolit alam mencapai 79,78%, sedikit lebih tinggi dibanding katalis zeolit alam sebesar 78,65%.

ENGLISH:

Improvement of catalyst performance by encapsulation was successfully carried out, namely Ni encapsulation on natural zeolite. The resulting catalyst will be used in the deoxygenation reaction of waste cooking oil. The purpose of this study is to determine the characteristics of Ni/natural zeolite catalysts synthesized using impregnation and sonication methods and to determine the catalytic activity of natural zeolite and Ni/natural zeolite catalysts in converting waste cooking oil into hydrocarbon fractions in the deoxygenation reaction.

The catalyst manufacturing process starts with the preparation and chemical activation of natural zeolite using 1% HF solution. Modification of Ni/natural zeolite catalyst was done by impregnation method followed by sonication and calcination at 550 ̊C. The activity of natural zeolite and Ni/zeolite catalysts was tested through the deoxygenation reaction of waste cooking oil at 360 ̊C for 4 hours. The resulting catalysts were analyzed using XRD, XRF and SEM-EDX. The deoxygenation reaction results were characterized using GC-MS to determine the hydrocarbon content of the reaction results.

XRF results showed that activation of natural zeolite with 1% HF increased Si and Al content and decreased metal impurities. Based on XRD results, natural zeolite has a mordenite crystalline structure with a slight mixture of faujasite. After Ni loading, the zeolite structure remained stable and showed no diffraction pattern of Ni metal. The success of Ni loading can be seen from the SEM-EDX results which show a flatter particle surface, smaller and more uniform size, and Ni content of 1.93%wt with even distribution based on element mapping. In the deoxygenation reaction, the Ni/natural zeolite catalyst produced a liquid product conversion of 41.809%, higher than the natural zeolite of 33.035%. The hydrocarbon selectivity of the Ni/natural zeolite catalyst reached 79.78%, slightly higher than the natural zeolite catalyst of 78.65%.

ARABIC:

تم بنجاح تحسين أداء المحفز عن طريق التطوير، وتحديدا تطوير Ni على الزيوليت الطبيعي. سيستخدم المحفز الناتج في تفاعل إزالة الأكسجين من زيت الطهي المستعمل. هدفت هذه الدراسة إلى تحديد خصائص محفز Ni/الزيوليت الطبيعي المصنّع باستخدام طريقة التشريب والموجات فوق الصوتية، وتحديد النشاط التحفيزي للزيوليت الطبيعي ومحفزات Ni/الزيوليت الطبيعي في تحويل زيت الطهي المستعمل إلى كسور هيدروكربونية في تفاعل إزالة الأكسجين.

تبدأ عملية تصنيع المحفز بتحضير الزيوليت الطبيعي وتنشيطه كيميائيا باستخدام محلول HF بتركيز ٪١. تم تعديل محفز Ni/الزيوليت الطبيعي بطريقة التشريب، متبوعا بالموجات فوق الصوتية والتكليس عند درجة حرارة ٥٥٠ درجة مئوية. تم اختبار نشاط الزيوليت الطبيعي ومحفزات Ni/الزيوليت الطبيعي من خلال تفاعل إزالة الأكسجين من زيت الطهي المستعمل عند درجة حرارة ٣٦٠ درجة مئوية لمدة ٤ ساعات. تم تحليل المحفز الناتج باستخدام تقنيات XRD وXRF و SEM-EDX . تم توصيف نتائج تفاعل إزالة الأكسجين باستخدام GC-MS لتحديد محتوى الهيدروكربونات في نتائج التفاعل.

تظهر نتائج XRF أن تنشيط الزيوليت الطبيعي بنسبة ٪١ HF يزيد من محتوى Si و Al ويقلل من شوائب المعادن. بناء على نتائج XRD، يحتوي الزيوليت الطبيعي على بنية موردنيت بلورية مع خليط صغير من الفوجاسايت. بعد تطوير Ni، يظل هيكل الزيوليت مستقرا ولا يظهر أي نمط حيود لمعدن Ni. يمكن رؤية نجاح تطوير Ni من نتائج SEM-EDX التي تُظهر سطح جسيم أكثر تسطحا وحجما أصغر وموحدا ومحتوى Ni بنسبة ٪١٫٩٣ وزنيا مع توزيع متساو بناء على تعيين العناصر. في تفاعل إزالة الأكسجين، ينتج محفز Ni/الزيوليت الطبيعي تحويلا للمنتج السائل بنسبة ٪٤١٫٨٠٩، وهو أعلى من الزيوليت الطبيعي بنسبة ٪٣٣٫٠٣٥. تصل انتقائية الهيدروكربون لمحفز Ni/الزيوليت الطبيعي إلى ٪٧٩٫٧٨، وهو أعلى قليلا من محفز الزيوليت الطبيعي بنسبة ٪٧٨٫٦٥.