2020 : Sintesis dan Karakterisasi ZnO/Grafitik Mesoporous Carbon GMC Dalam Desulfurisasi Dibenzotiofen Dalam Upaya Pengembangan Energi Baru Terbarukan

Yatim Lailun Nimah S.Si, M.Si., Ph.D

Year

2020

Published in

-

External link

Type

RESEARCH

Keywords

-


Abstract

Pada program PPKI 2019, material ZnO (kandungan Zn 60%, pori 50-70 m2/g, bentuk plat) telah berhasil disintesis dengan pendekatan colloidal system menggabungan blok kopolimer sintetik dan gelatin. Kedua jenis polimer ini memberikan pengaruh pada bentuk dan pororitas material. Material ZnO dengan luas pemukaan yang rendah memiliki kelemahan dalam aplikasinya yang melibatkan molekul berukuran besar. Sehingga pada program PPKI 2019, ZnO terbatas untuk adsorpsi pada molekul ibuprofen dan belum termanfaatkan dalam reaksi lain yang melibatkan molekul berukuran besar. Material ZnO dengan asam lewis di ion Zn mampu menjadi pusat katalitik. Sayangnya, luas permukaan yang rendah membatasi hal tersebut. Pada program PPKI 2020 ini akan dilakukan penelitian lanjutan untuk mengembangkan ZnO menjadi katalis dengan porositas dan sifat katalitik yang baik. Dalam penelitian grup riset kami 2017-2018, karbon mesopori berhasil disintesis untuk aplikasi adsorpsi dibenzotiofen dan berhasil dipatenkan dengan no paten P00201506350/N0 001/P/HKI/2000 dan terpublikasikan dalam J.App.Chem, J. Chem. Eng. Dan Indo.J.Chem. Perbaikan mesopori juga telah didaftarkan dalam pemeriksaan subtantif PatenWFP2019101961/SID20191905871 dan terpubbilkasikan di J. Tot. Env pada akhir 2019. Namun fakta dilapangan, karbon mesopori dengan keteraturan pori bentuk heksagonal memiliki kestabilan termal yang tergolong rendah sehingga kurang relevan untuk aplikasi desulfurisasi yang membutuhkan material dengan kestabilan termal tinggi. Masalah ini mampu diatasi dengan melakukan rekayasa molekul sehingga karbon mesopori memiliki sifat grafitik yang stabil pada suhu tinggi. Karbon mesopori dalam ajuan PPKI 2020 akan disintesis dengan katalis logam sehingga pertumbuhan kristal grafitnya lebih dominan dibanding amorf. Sehingga diakhir sintesis karbon mesopori akan bermetamorfosa menjadi graphitic mesoporous carbon GMC. Secara umum, graphitic mesoporous carbon GMC memiliki keunggulan karena memiliki luas permukaan hingga 800m2/g dengan ukuran pori sekitar 4-5 nm sehingga tepat sekali sebagai material pendukung dalam aplikasi katalitik dengan syarat kestabilan fisik dan termalnya ditingkatkan. Berdasarkan hal tersebut, dalam ajuan PPKI 2020 ini akan dilakukan sintesis katalis ZnO/graphitic mesoporous carbon GMC dengan target luas permukaan 400-800 m2/g, ukuran pori 1-10 nm dan kestabilan termal tinggi dengan uji karakter material melalui TEM, SEM, XRD, FTIR, nitrogen adsorpsidesorpsi, raman dan EDX. Target kedua adalah mendapatkan performa desulfurisasi dibenzotiofen diatas 70%. Luaran yang direncanakan adalah publikasi di J. Sci.Tot. Env (Q1-Scopus), JCTM (Q2) dan MJS (Q3). Beberapa Seminar akan dilakukan di Arsetconf (Warsawa), Nanomaterial Conf (Jepang) dan ICCMP (Thailand) di 2020. Tambahan luaran adalah Visiting Research dan Paper Working Forum di Centre of Advance Material and Energy, Brunei Darusalam University dengan peserta dari UNS, UGM, UBD dan ITS dengan target pembahasan jurnal Q1 dan proses submit. Tambahan luaran terakhir adalah ZnO/graphitic mesoporous carbon GMC dalam paten sedehana sehingga menambah kekayaan hak intelektual peneliti Indonesia. Kata kunci: ZnO/graphitic mesoporous carbon GMC, desulfurisasi, dibenzotiofen, katalis, porositas, katalitik, luas permukaan, situs aktif