Katalis Aluminosilikat Berpori Hierarkis untuk Reaksi Asetalisasi

Share on facebook
Share on google
Share on twitter
Share on linkedin
Ilustrasi oleh Anggi Yudi Chemical Engineering

Reaksi asetalisasi merupakan reaksi antara aldehida/keton dengan alkohol. Yaitu menggunakan katalis asam bronsted atau lewis menghasilkan asetal/ketal. Hasil asetalisasi sering digunakan sebagai pewangi, kosmetika, bahan farmasi, deterjen, dan lain-lainya. Secara garis besar, katalis adalah zat yang dapat mempercepat reaksi karena katalis dapat menurunkan energi aktivasi reaktan untuk dapat bereaksi. Berdasarkan kelarutan dalam fasa zat yang direaksikan dan/atau produk yang dihasilkan. Katalis dibagi menjadi dua yaitu katalis homogen dan katalis heterogen. Katalis homogen adalah katalis yang larut dalam reaktan dan/atau hasil reaksi. Sedangkan katalis heterogen tidak larut dalam reaktan dan/atau hasil reaksi.

Penggunaan katalis homogen saat ini dihindari karena biasanya bersifat korosif dan tidak bisa digunakan kembali, sehingga tidak ramah lingkungan. Katalis heterogen sering menjadi pilihan untuk mengatasi kekurangan pada katalis homogeny dikarenakan katalis dapat didaur ulang.  Banyak penelitian dilakukan orang untuk menyediakan katalis heterogen dalam berbagai ragam kebutuhan jenis reaksi yang membutuhkan serta kemampuan katalis.

Katalis Aluminosilikat

Katalis aluminosilikat adalah katalis yang dibuat dari bahan dasar yang  mengandung alumina dan silika. Aluminosilikat yang dibuat berbentuk padatan tidak larut air dan cairan organic. Sehingga dapat disebut dengan katalis heterogen. Pemilihan katalis biasanya memiliki tujuan. Namun yang sering dipilih adalah yang selektif dan efektif. Selektif dimaksudkan menghasilkan produk sesuai tujuan, sedangkan efektif dimaksudkan untuk memperoleh hasil yang paling banyak dan ditunjukkan dengan persentase konversi zat yang bereaksi menjadi produk.

Karakteristika katalis heterogen aluminosilikat yang dibuat berdasarkan hasil analisis difraksi sinar-X adalah padatan yang amorf (nir bentuk), dengan muncul sedikit puncak khas ZSM-5 (Zeolite Socony Mobil-5).Hasil analisis ini didukung dengan data spektra FTIR (Fourier Transform InfraRed). Katalis hasil sintesis memiliki keasaman Bronsted yang lebih tinggi dibanding ZSM-5. Sedangkan situs asam Lewisnya  semakin tinggi dengan rasio mol S1/Al yang semakin kecil yang diakibatkan oleh adanya Al pada bagian dalam kerangka aluminosilikat. Katalis aluminosilikat menunjukkan kurva adsorpsi/desorpsi nitrogen tipe -IV dengan luas permukaan mesopori lebih rendah dibanding luar permukaan mirkopori,  serta memiliki pori dengan distribusi diameter sekitar 3,5 nm. Keadaan ini menunjukkan bahwa katalis memiliki pori yang hierarkis, meso dan mikropori.

Uji aktivitas katalis dilakukan dalam reaksi asetalisasi 3,4-dimetoksibenzaldehida dengan propilena glikol dalam pelarut toluena, yang direfluxs pada 105oC selama 240 menit dengan bantuan tambahan peralatan Dean Stark yang berfungsi untuk menjebak air yang terbentuk. Hal ini bertujuan agar hasil reaksi tidak kembali menjadi zat semula yang disebabkan oleh reaksi bolak-balik. Reaksi yang sama juga dilakukan terhadap furfuraldehida dan trans-2-heksenal. Hasil uji katalisis menunjukkan bahwa katalis aluminosilikat berpori hierarkis dengan rasio mol Si/Al = 40 dapat mengkonversi 3,4-dimetoksibenzaldehida menjadi asetal sebesar 83,33% dan tidak kalah dibandingkan katalis homogen para-toluena sulfonat (PTSA) yang memiliki situs asam sekitar 5 kali lebih besar dibanding situs asam katalis aluminosilikat hasil sintesis. Bahkan katalis aluminosilikat sangat selektif sebagai katalis dalam asetalisasi 3,4-dimetoksibenzaldehida, furfuraldehida, dan trans-2-heksenal dengan propilena glikol, karena memiliki selektifitas 100% yang lebih unggul dibanding katalis PTSA.

Penulis: Dr. Hartati, M.Si.

Informasi lebih lengkap dapat dilihat pada tulisan kami:

https://jurnal.ugm.ac.id/ijc/issue/view/3614

Hartati Hartati, Mardi Santoso, Hadi Nur, Leaw Wai Loon, Hasliza Bahruji, Imroatul Qoniah, Didik Prasetyoko. 2019. Selective Hierarchical Aluminosilicates for Acetalization Reaction with Propylene Glycol, Indones. J. Chem., 19 (4), 975 – 984 10.22146/ijc.40106

Berita Terkait

Nuri Hermawan

Nuri Hermawan

Leave Reply

Close Menu