TUGAS PAPER KATALIS

Teknik Preparasi Katalis Logam Pengemban

Disusun Oleh :

OKKY RIZKY SINAGA

(0907114241)

Kelas B

JURUSAN TEKNIK KIMIA S1

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS RIAU

PEKANBARU

2012

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Proses Katalisis merupakan suatu fenomena yang sangat penting

dalam perekonomian berbasis industri modern, tanpa proses ini kehidupan

sekarang akan berbeda dengan kenyataan yang terlihat di sekitar

kita.Sebagai satu contoh yang merupakan penerapan katalisis yang paling

luas, yaitu mobil yang dilengkapi dengan converters untuk mengurangi

polutan (misalnya NO) yang keluar melalui asap kendaraan. Tidak

diragukan lagi bahwa tanpa perkembangan teknologi ini, daerah perkotaan

akan menjadi kawasan polusi yang lebih parah dari kondisi sekarang.

Katalisis merupakan teknologi vital di dunia saat ini. Sekitar 90 % dari

seluruh zat kimia dan berbagai material, diproduksi dengan menggunakan

proses katalisis baik pada satu tahap ataupun pada tahap lainnya. Oleh sebab

itu, banyak negara berkembang melakukan ekspor zat tersebut dan

akhirnya bergantung pada katalisis untuk kesehatan perekonomiannya.

Walaupun penerapannya dalam skala besar oleh manusia baru saja

dimulai dalam abad ini, katalisis bukan suatu fenomena baru Katalisis

enzimatik sangat esensial pada semua makhluk hidup. Tanpa adanya

katalisis enzim tidak akan ada kehidupan.

1.2 Tujuan Penulisan

Tujuan penulisan makalah ini selain untuk memberikan pengetahuan

kepada para pembaca dan juga untuk memenuhi tugas paper yang diberikan

oleh dosen pengajar pada mata kuliah Katalisis dalam hal ini Bapak Syaiful

Bahri, Drs. H, Msi., PhD

1.3 Batasan Makalah

Pada makalah ini diberikan batasan masalah antara lain mengenai :

1. Pengertian Katalis

2. Proses pembuatan katalis dengan metode impregnasi

1.4 Tinjauan Pustaka

Katalis adalah senyawa yang dapat meningkatkan suatu reaksi ke arah

kesetimbangan tanpa terkonsumsi selama proses reaksi berlangsung.

Sebagai hasil dari partisipasinya dalam suatu reaksi, katalis dapat mengalami

perubahan dalam struktur dan komposisinya. Suatu katalis tidak dapat

mengubah kesetimbangan yang ditetapkan melalui termodinamika reaksi.

Fungsinya hanya mempercepat kecepatan reaksi untuk mencapai

kesetimbangan. Katalisis melibatkan proses siklus sebagai berikut:

Site atau tempat yang berada pada permukaan katalis membentuk

komplek dengan reaktan.

Produk atau hasil dilepaskan dari site tersebut.

Site kembali kosong dan siap memulai siklus baru.

Tahapan dalam suatu reaksi katalitik yaitu :

1. Eksternal Diffusion

2. Internal Diffusion

3. Adsorption

4. Surface Reaction

5. Desorption

6. Internal Diffusion

7. Eksternal Diffusion

Dalam industri Katalis yang banyak digunakan adalah katalis

heterogen yang biasanya digunakan dalam bentuk logam murni atau

oksidanya. Katalis yang banyak digunakan secara umum adalah katalis

dalam bentuk logam-pengemban. Pemilihan pengemban ini harus

memperhatikan sifat-sifat bahan pengemban itu sendiri, seperti :

a. stabilitas thermal yang tinggi,

b. memiliki rongga yang memungkinkan terjadinya adsorpsi,

c. memiliki kemampuan untuk mengikat logam sebagai katalis,

d. mempunyai luas permukaan yang luas.

Adsorpsi terjadi pada permukaan pori membran. Partikel zeolit

memiliki tiga tipe pori, yaitu

1. Macropore (>50 nm)

2. Mesopore (antara 2 nm sampai 50 nm)

3. Micropore (<2 nm)

Macropore merupakan jalan masuk ke dalam partikel menuju

micropore. Macropore tidak berkontribusi terhadap besarnya luas

permukaan membran zeolit. Sebaliknya, micropore adalah penyebab

besarnya luas permukaan membran zeolit. Micropore tersebut sebagian

besar terbentuk selama proses aktifasi.

BAB II

KATALIS LOGAM PENGEMBAN

2.1. Komponen penyusun

Pada umumnya ada tiga macam komponen katalis ini yaitu :

1. Komponen aktif ( inti aktif )

2. Komponen penunjang ( support atau pengemban )

3. Komponen promotor

2.1.1. Komponen Aktif

Fungsinya membantu berlangsungnya reaksi kimia dari reaktan untuk

membentuk produk. Contoh inti aktif dapat dilihat dalam tabel berikut.

Tabel 1. Klasifikasi Komponen Aktif

Kelas Konduktivitas Reaksi Contoh

Logam Konduktor/Redoks Hidrogenasi, Hidrogenolisi, Oksidasi

Fe, Ni, Pt, Pd, Cu, Ag

Oksida Sulfida

Semikonduktor Hidrogenolisi, Oksidasi

NiO, ZnO, CuO

Oksida-oksida

Insulator Polimerisasi, Isomerisasi, Dehidrasi, Cracking

Al2O3, SiO2,MgO, SiO2-Al2O3

2.2. Pengemban

Komponen ini berfungsi menjaga luas permukaan yang tinggi bagi

komponen aktif dan bisa juga berfungsi sebagai komponen aktif. Contoh

Support yang sering dipakai yaitu γ-Al2O3, SiO2, C (activated),

Diatomaceous clay, SiO2-Al2O3 (Zeolit).Klasifikasi support secara lengkap

pada table berikut:

Tabel 2. Klasifikasi Pengemban

Tipe Oksida

Basa MgO,CaO,Ca2SiO4,BaO,Ca3SiO5

Amfoter ThO2,ZrO2,CeO2,TiO2

Netral MgAl2O4,MgCrO4

Asam γ-Al2O3,SiO2,SiO2-Al2O3

Kriteria pemilihan pengemban (support) pada katalis :

Bersifat inert

Luas permukaan relatif tinggi dengan ukuran pori terdistribusi dengan

baik.

Memiliki sifat mekanik yang baik,tahan terhadap gesekan dan penekanan

Stabil dalam kondisi reaksi, per-treatment, dan regenerasi

Relatif murah dan mudah diperoleh

2.3. Promotor

Komponen promotor ditambahkan dalam jumlah sedikit dan fungsinya

untuk aktivitas, selektivitas atau stabilitas yang diharapkan.

Contoh penyangga yang mempunyai sifat khas antara lain :

1. Pengemban Silika (SiO2), bersifat netral dengan luas permukaan 150 –

800 m²/gram

2. Pengemban Alumina (Al2O3), bersifat asam dan luas permukaannya 250

– 350 m²/gram

3. Pengemban Zeolit (SiO2.Al2O3), sifatnya merupakan kombinasi sifat

alumina dan silica

BAB III

PEMBUATAN KATALIS LOGAM PENGEMBAN

Beberapa metoda pembuatan katalis logam pengemban adalah:

Impregnasi terdiri dari impregnasi basah dan impregnasi kering

Pertukaran ion

Koopresipitasi

Metal Vapor deposition

Salah contoh preparasi katalis menggunakan metode impregnasi adalah

sebagai berikut:

Preparasi katalis NiO/AL2O3

Preparasi katalis NiO/AL2O3 dilakukan dengan metode wet imprenasi

dimana volume larutan garamuntuk mengimprenasikan prekursur logam

dibuat berlebih dari jumlah alumina yang digunakan. Adapun tahapan

preparasinya meliputi :

1. Tahap pembuatan garam prekursur

2. Tahap impregnasi dan kalisinasi

3. tahap reduksi katalis.

Pembuatan larutan Ni(NO3)2.6H2O (nikel nitrat) dilakukan dengan

menimbang sebanyak 29,117 gram padatan nikel nitrat lalu secara perlahan

dilarutkan di dalam gelas kimia berisi aquades 200 ml, setelah larut kemudian

dimasukan ke dalam labu takar 500 ml, lalu diencerkan dengan aquades

sampai tanda batas. Pembuatan larutan (NH4)6Mo7O24.4H2O (amonium

molibdat) dilakukan dengan menimbang 17, 6564 gram padatan amonium

molibdat lalu dilarutkan di dalam gelas kimia berisi aquades 200 ml kemudian

dimasukkan ke dalam labu takar 500 ml lalu diencerkan sampai tanda batas.

Setelah masing-masing larutan garam prekursor dibuat, tahap selanjutnya

adalah tahap impregnasi yang bertujuan untuk mendispersikan kation maupun

anion dari larutan garam tersebut pada material pendukungnya, yaitu alumina.

Proses selanjutnya adalah pengeringan dan kalisinasi yang dilakukan untuk

menghilangkan senyawa-senyawa organik,air ,nitrat, dan amoniak seta untuk

menubah kation Ni maupun Mo menjadi bentuk oksidanya.

Tahap terakhir dalam preparasi katalis ini adalah tahap reduksi yang

bertujuan untuk mereduksi oksida logam menjadi logam katalis yang

terdispersi pada material pendukung. Proses reduksi ini dilakukan dengan

memasukan katalis kedalam reaktor, kemudian diisi dengan gas nitrogen 2

Kg/cm2 sebanyak 4 kali sirkulasi, lalu dikosongkan kemudian diisi dengan gas

hidrogen 2 Kg/cm2 sebanyak 3 kali sirkulasi, lalu dikosongkan kemudian diisi

lagi dengan gas hidrogen 5 kg/cm2 , setelah itu dipanaskan dengan mantel

pemanas pada suhu 300oC selama 2 jam. Secara skematis dapat kita lihat pada

Gambar 3.1

BAB IV

KESIMPULAN

1. Katalis yang digunakan di bidang industri biasanya katalis heterogen

dalam bentuk logam murni atau oksidanya. Katalis yang banyak

digunakan secara umum adalah katalis dalam bentuk logam-pengemban.

2. Pemilihan logam pengemban harus memperhatikan sifat-sifat bahan

pengemban itu sendiri, seperti :

a. stabilitas thermal yang tinggi,

b. memiliki rongga yang memungkinkan terjadinya adsorpsi,

c. memiliki kemampuan untuk mengikat logam sebagai katalis,

d. mempunyai luas permukaan yang luas.

3. Beberapa metoda pembuatan katalis logam pengemban

adalah:

a. Impregnasi terdiri dari impregnasi basah dan impregnasi kering

b. Pertukaran ion

c. Koopresipitasi

d. Metal Vapor deposition

BAB V

DAFTAR PUSTAKA

Madeira, L. M., Portela, M. F., and Mazzocchia, C., 2004, Nickel Molybdate Catalysts and Their Use in Selective Oxidation of Hydrocarbon, Catalysts Review, Vol: 46, No. 1, P: 53 – 110.

Trisunaryanti, W., Triwahyuni, E., dan Sudiono, S., 2005, Preparasi, Modifkasi dan Karakterisasi Katalis Ni-Mo/Zeolit dan Mo-Ni/Zeolit Alam, TEKNOIN, Vol.4, no. 4, Hal 269 -282.

Rangga. 2011 http: // ranggadihminang. blogspot. Com /2011/ 02/ bab- ii–skripsi -koeokeh .html. diakses pada tanggal 6 januari 2012.

Impco. 2010 http://www.impco-inc.com/page209.html diakses pada tanggal 6 januari 2012

Usu. 2010. http : // www.repository. usu.ac.id/ bitstream/ 123456789 /5891/ 1/0 9E01432.pdf diakses pada tanggal 6 januari 2012