i
PROPOSAL LANJUTAN
PENELITIAN LABORATORIUM
DANA LOKAL ITS TAHUN 2020
Pusat Penelitian Material Maju dan Teknologi Nano
JUDUL PENELITIAN:
APLIKASI KOMPOSIT NANOPORI BARU ALUMINA-
ZEOLITIC IMIDAZOLATE FRAMEWORKS (Al-ZIF-8)
SEBAGAI ADSORBEN DAN KATALIS HETEROGEN
Tim Peneliti:
Ketua: Drs. Muhammad Nadjib, M.S. (Kimia/F SAD/ITS)
Anggota 1: Dr. Afifah Rosyidah (Kimia/F SAD/ITS)
Anggota 2: Dra. Ratna Ediati, M.S., Ph.D (Kimia/F SAD/ITS)
LEMBAGA PENELITIAN DAN PENGABDIAN KEPADA MASYARAKAT
INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
iv
ABSTRAK
Zeolitic Imidazolate Frameworks (ZIF) adalah salah satu kelompok metal organic frame-works (MOF), terdiri dari ion logam tetrahedral misalnya Zn2+ atau Co2+ yang dijembatani oleh ligan imidazolate (MeIM), memiliki porositas permanen, stabilitas thermal dan kimia yang tinggi sehingga dapat diaplikasikan sebagai katalis, adsorben dan membran pemisah. Pada peneltian kami sebelumnya, Zeolitic Imidazolate Frameworks tipe 8 (ZIF-8) telah berhasil disintesis dengan metoda solvotermal dengan pelarut metanol maupun N,N-dimetilformamida (DMF). Da-lam aplikasinya sebagai katalis maupun adsorben yang melibatkan molekul dengan ukuran relatif besar, ukuran pori dari ZIF-8 dapat diperbesar melalui penambahan surfaktan atau material mes-opori (seperti MCM-41 dan zeolite) saat sintesis, maupun ion logam lain seperti Co2+ maupun Ni2+. Komposit Co-ZIF-8 yang telah berhasil kami sintesis, menunjukkan kapasitas adsorpsi ter-hadap zat warna metilen biru dalam air yang lebih baik dibandingkan dengan ZIF-8 murni. Selain itu, penambahan surfaktan dimetil sulfat pada saat sintesis ZIF-8, telah meningkatkan kapasitas adsorpsi ZIF-8 yang dihasilkan terhadap limbah antibiotik sulfametoxasol dalam air. Di sisi lain, alumina (Al2O3) merupakan oksida aluminium yang banyak digunakan sebagai katalis maupun pendukung katalis, karena memiliki karakteristik kekerasan yang tinggi, ketahanan kimia yang baik, bersifat amfoter dan kestabilan termal yang tinggi. Penambahan Al2O3 pada sintesis MOF telah dilaporkan dapat menghasilkan material dengan kinerja meningkat, baik sebagai katalis maupun adsorben. Pada penelitian sebelumnya, sintesis Al-ZIF-8 melalui metode solvotermal dalam pelarut DMF dengan penambahan Al2O3 berhasil disintesis dan diuji kinerjanya sebagai adsorben logam berat. Banyaknya Al2O3 yang ditambahkan ke dalam campuran reaksi seng nitrat dan 2-metilimidazol divariasi untuk mengetahui pengaruh rasio Al/Zn terhadap karakteristik dan kinerja komposit yang dihasilkan. Seluruh material komposit hasil sintesis akan dikarakterisasi dengan teknik XRD, FTIR, SEM/EDX dan adsorpsi desorpsi nitrogen. Selanjutnya Al-ZIF-8 ter-sebut akan diuji kinerjanya sebagai katalis heterogen pada esterifikasi asam lemak bebas Penelitian Laboratorium ini melibatkan sedikitnya 3 mahasiswa S1 serta merupakan penelitian pendukung unggulan yang mendukung roadmap penelitian Laboratorium Kimia Material
dan Energi (sudah LBE), serta sesuai dengan roadmap Pusat Penelitian Material Maju dan Teknologi Nano. Luaran dari penelitian berupa artikel-artikel ilmiah yang dipublikasi dalam Seminar Nasional, Seminar Internasional dan Jurnal Internasional terindeks Scopus (Q2),
melulukan 3 mahasiswa S1, Buku Ajar serta draft Paten.
v
DAFTAR ISI
ABSTRAK ... iv
DAFTAR ISI ... v
DAFTAR GAMBAR ... vii
DAFTAR TABEL ... vii
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar belakang ... 1
1.2 Perumusan dan Pembatasan Masalah ... 2
1.3 Tujuan ... 3
1.4 Urgensi Penelitian ... Error! Bookmark not defined. 1.5 Target Luaran ... 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 8
2.1 Teori Penunjang ... 8
2.1.1 Zeolitic Imidazolate Frameworks (ZIFs) ... 8
2.1.2 Pengaruh Penambahan Senyawa Lain pada MOF ... 9
2.1.3 Alumunium Oksida (Al2O3) ... 10
2.1.4 Reaksi Esterifikasi ... 11
2.8 PFAD (Palm Fatty Acid Distillate)... 12
2.2 Hasil Penelitian yang Telah Dilakukan ... 13
2.2.1 Sintesis dan Karakterisasi Al-MCM-41/ZIF-8 ... 13
2.2.2 Karakterisasi dengan Difraksi Sinar-X (XRD) ... 15
BAB III METODE PENELITIAN ... 18
3.1 Sintesis ZIF-8 Dengan Metoda Solvotermal... 19
3.2. Sintesis ZIF-8 dengan Penambahan γ-Al2O3 ... 19
3.3. Karakterisasi Hasil Sintesis ZIF-8 ... 20
3.3.1 X-Ray Diffraction (XRD) ... 20
3.3.2 Fourier Transform Infrared (FTIR) ... 20
3.3.3 Scanning Electron Microscope-Energy Dispersive X-ray (SEM-EDX) ... 20
3.3.4 Thermal Gravimetric Analysis (TGA) ... 20
3.3.5 Adsorpsi-Desorpsi Nitrogen ... 21
3.3.6 Atomic Absorption Spectroscopy (AAS) ... 21
vi
BAB IV ORGANISASI TIM, JADWAL, DAN ANGGARAN BIAYA ... 22
4.1 Organisasi Tim Peneliti... 22
4.1.1 Ketua dan Anggota Tim ... 22
4.1.2 Mahasiswa... 22 4.1.3 PLP ... 23 4.2 Rencana Judul PKM ... 23 4.3 Jadwal pelaksanaan ... 24 4.4 Anggaran Biaya ... 24 DAFTAR PUSTAKA ... 28 LAMPIRAN ... 32
vii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Struktur Kristal ZIF-8: Zn (Polihedral), N (bola), dan C (garis) [20]. ... 8
Gambar 2. 2 Sisi asam basa Al2O3 [11]. ... 10
Gambar 2.3 Proses Reaksi Esterifikasi asam lemak bebas dengan alkohol [31]. ... 11
Gambar 2.4 Hasil sintesis ZIF-8, ZIF-8/AM50, ZIF-8/AM100, ZIF-8/AM200, ZIF-8/AM 400 setelah pemanasan ... 15
Gambar 2.5 ZIF-8 murni dan ZIF-8 hasil sintesis dengan variasi penambahan Al-MCM-41 ... 15
Gambar 2. 6 Massa ZIF-8 dengan penambahan Al-MCM-41 ... 15
Gambar 2.7 Difraktogram ZIF-8 hasil sintesis dengan variasi penambahan Al-MCM-41 ... 17
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Komposisi asam lemak jenuh dan tak jenuh dalam PFAD ... 131
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar belakang
MOF (Metal Organic Framework) merupakan salah satu material berpori yang memiliki sisi aktif dan sedang banyak diteliti sebagai adsorben. MOF terbentuk dari kluster ion logam dengan linker organik yang bervariasi [1]. MOF memiliki luas permukaan yang besar (800 - 1100 m2/g serta struktur kristal dan ukuran pori yang dapat diatur [2, 3]. Sub kelompok MOF yang dikenal antara lain Zeolitic Imidazolate Frameworks (ZIF), Hongkong University of Science
and Technology (HKUST) dan Zirconium Metal Organic Frameworks (UiO) [4].
ZIF (Zeolite Imidazol Framework) merupakan salah satu jenis MOF yang banyak dikem-bangkan oleh para peneliti. Material ZIF sering diaplikasikan sebagai katalis karena memiliki luas permukaan spesifik yang besar dan struktur porinya yang teratur. ZIF-8, merupakan salah satu jenis ZIF yang paling banyak dipelajari. Pada awalnya ZIF-8 disintesis oleh Park dkk., (2006) dengan pelarut dimetilformamida (DMF) dan menghasilkan ZIF-8 mikrokristal [5]. Jenis MOF ini memiliki topologi SOD (tipe sodalit), dengan ukuran pori sebesar 11,6 Å [6]. Adanya sisi asam Lewis pada framework (Zn2+) dan sisi basa atom nitrogen pada ligan imidazol menjadikan ZIF-8 sangat berpotensi dalam aplikasinya sebagai katalis [7].
Modifikasi ZIF-8 telah banyak dilakukan, seperti penelitian dari Li dkk, (2012) yang melakukan penambahan nanopartikel nikel pada ZIF-8 untuk meningkatkan aktivitas katalis pada reaksi hidrolisis larutan ammonia boran pada temperatur kamar [8]. Zahmakiran dkk., (2012) melakukan penambahan nanopartikel iridium pada ZIF-8 untuk meningkatkan aktivitas katalis pada reaksi hidrogenasi sikloheksana [9]. Singh dkk, (2013) melakukan impregnasi ZIF-8 dalam larutan bimetal untuk meningkatkan aktivitas katalitik pada reaksi hidrazin monohidrat menjadi hidrogen [10].
Alumina adalah material oksida yang telah banyak diaplikasikan dalam pembuatan lapisan film, membran dan katalis. Alumina memiliki karakteristik kekerasan yang tinggi, ketahanan kimia yang baik, bersifat amfoter dan kestabilan termal yang tinggi [11]. Beberapa penelitian sebelumnya telah meneliti MOF dengan penambahan Al2O3 sebagai aplikasi dalam lapisan film dan membran. Hermes dkk.,(2007) berhasil melakukan sintesis [Zn4O(BDC)3] (MOF-5), [Cu3(BTC)2] (HKUST-1) dan [Zn2(bdc)2(DABCO)] (bdc=1,4 benzenedicarboxylate; BTC=1,3,5-benzenetricarboxylate; DABCO = 1,4-diaza- bicyclo [2.2.2] oktan) dengan penambahan Al2O3 sebagai aplikasinya dalam pembuatan lapisan film [12]. Penambahan Al2O3 pada ZIF-8 juga telah dilakukan oleh Xie dkk., (2012) untuk untuk meningkatkan kemampuan
2 ZIF-8 dalam aplikasinya sebagai membran [13].
Alumina telah banyak digunakan sebagai katalis maupun pendukung katalis. Mingchuan (2016) menggunakan katalis PtSn/Al2O3 untuk hidrogenasi asam asetat dan Jifei (2000) menggunakan katalis Au/Al2O3 untuk hidogenasi asetilen [14, 15]. Penelitian mengenai aktivitas katalis MOF untuk reaksi esterifikasi pernah diteliti oleh Ediati, (2017) [16]. Pada penelitian tersebut, UiO-66 ditambahkan dengan Al2O3 untuk meningkatkan aktivitas katalis UiO-66 pada reaksi esterifikasi PFAD (Palm Fatty Acid Distillate).
Berdasarkan paparan diatas, dalam penelitian ini disintesis material ZIF-8 dengan penambahan Al2O3 dalam pelarut methanol karena harga yang relatif murah, dan dapat menghasilkan ZIF-8 dengan cepat pada suhu rendah [17]. Reaksi solvotermal dilakukan pada suhu 70°C selama 24 jam sesuai dengan yang dilaporkan oleh Venna dkk. (2010) dimana kristalinitas optimum tercapai setelah reaksi berlangsung selama 24 jam dalam pelarut metanol dan peningkatan waktu reaksi yang lebih lama tidak mempengaruhi perubahan struktur kristal dalam ZIF-8 [18]. Pada penelitian ini dilakukan sintesis ZIF-8 dengan penambahan Al2O3 0,6 mmol; 1,2 mmol; 2,4 mmol; 4,8 mmol; 9,6 mmol dan 19,2 mmol. Variasi penambahan Al2O3 ini dilakukan untuk mempelajari pengaruh penambahan Al2O3 terhadap kristalinitas, struktur kristal, morfologi permukaan, stabilitas termal dan aktivitas katalis ZIF-8.
Pada penelitian pendahuluan yang telah kami lakukan, material ZIF-8 dan ZIF-8 dengan penambahan Al-MCM-41 (Al-MCM-41/ZIF-8) telah berhasil disintesis dengan metode sol-votermal pada suhu 120°C selama 24 jam . Padatan yang diperoleh dikarakterisasi dengan in-strumen XRD dan FTIR. Hasil XRD menunjukkan bahwa material hasil sintesis memiliki pun-cak karakteristik yang sama dengan ZIF-8. Selain itu, penambahan Al2O3 telah berhasil dit-ambahkan pada sintesis ZIF-8 menunjukkan aktivitas yang meningkat pada adsorpsi logam berat.
1.2 Perumusan dan Pembatasan Masalah
Pada penelitian kami sebelumnya, ZIF-8 dan ZIF-8 dengan penambahan material meso-pori Al-MCM-41 telah berhasil disintesis dengan metode solvotermal pada suhu 120 °C selama 24 jam. Selain itu, penambahan Al2O3 pada sintesis ZIF-8 telah menunjukkan kinerja yang lebih baik sebagai adsorben logam berat kromium. Penelitian mengenai aktivitas katalis MOF untuk reaksi esterifikasi pernah diteliti oleh Ediati, (2015) [16]. Pada penelitian tersebut, UiO-66 ditambahkan dengan Al2O3 untuk meningkatkan aktivitas katalis UiO-66 pada reaksi esterifikasi PFAD (Palm Fatty Acid Distillate). Berdasarkan penelitian pendahuluan yang telah kami
lakukan, pada penelitian ini akan disintesis Al-ZIF-8 untuk aplikasi sebagai katalis pada
3 logam aktif Aluminium dalam kerangka ZIF-8 diharapkan dapat meningkatkan kinerjanya se-bagai katalis.
1.3 Tujuan
Tujuan dari penelitian ini adalah:
1) Mendapatkan material nanopori baru Al-ZIF-8 yang disintesis dengan metode sol-votermal serta menentukan karakteristik padatan hasil sintesis dari hasil analisis dengan XRD, FTIR, SEM/EDX dan adsorpsi desopsi nitrogen.
2) Menentukan aktivitas komposit Al-ZIF-8 sebagai katalis pada reaksi esterifikasi asam lemak bebas menjadi biodiesel.
3) Menerapkan daur ulang katalis untuk proses reaksi selanjutnya.
Penelitian yang diusulkan ini sesuai dengan Renstra ITS dan Topik Unggulan ITS yang tercantum dalam roadmap Pusat Studi material maju dan teknologi nano dengan subtopik teknologi pengembangan material fungsional tentang pengembangan katalisator untuk aplikasi industri.
1.4 Target Luaran 1.4.1 Teori
Kegiatan penelitian ini merupakan riset dasar yang mendukung pengembangan síntesis komposit nanopori. Dari penelitian ini akan dihasilkan teori baru tentang metoda síntesis dan ka-rakterisasi material baru Al-ZIF-8, serta kinerjanya sebagai katalis esterifikasi PFAD (Palm Fatty
Acid Distillate).
1.4.2 Publikasi
Luaran utama yang akan dihasilkan adalah publikasi pada jurnal internasional terindeks,
Rasayan Journal (Q2). Selain itu, luaran kegiatan sesuai yang dijanjikan, tercantum pada tabel
berikut.
No. Luaran kegiatan penelitian Target Luaran, Jumlah
1. Seminar nasional/internasional 2
2. Jurnal nasional terakreditasi atau non-akreditasi 1
4
4. Meluluskan mahasiswa S-1 3
5. Buku Ajar: Zeolitic Immidazolate Frameworks-8:
Sintesis dan Aplikasi 1
6. Paten: Material baru Al-ZIF-8 untuk adsorpsi
Kromium dan Katalis: Metode pembuatannya 1
B. ARTIKEL KONFERENSI
No Judul Artikel Detail Konferensi Status
Kema-A. ARTIKEL JURNAL
No Judul Artikel Nama Jurnal Status Kemajuan*)
1 Synthesis of MCM-41/ZIF-67 composite for
enhanced adsorptive re-moval of methyl orange in
aqueous solution Mesoporous Ma-terials-Properties and Applications (Intech Open) Published https://www.intechopen.com/b ooks/mesoporous-materials- properties-and- applications/synthesis-of-mcm- 41-zif-67-composite-for- enhanced-adsorptive-removal- of-methyl-orange-in-aqueous-sol 2 PERFORMANCE OF γ-Al2O3 SUPPORTED ZIF-8 AS ADSORBENT OF Cr(III) IN AQUOEOUS SOLUTIONS AND Cr(IV)
WHEN INTEGRATED WITH MFC Journal of Water Process Engineer-ing Persiapan
5 (Nama, penyelenggara,
tempat, tanggal)
juan*)
1 Synthesis and Characterization of Zeolitic Imidazolate Framework-8
(ZIF-8)/Al2O3 Composite
ISST2019, ITS, Hotel Bumi Surabaya, 23 Juli
2019
presented
2 Sintesis ZIF-8 Dalam Pelarut Air Pada Suhu Kamar Serta Kinerjan-ya Sebagai Adsorben Congo Red
Seminar Nasional Kimia XIII, Swissbel Hotel Surabaya, 26 Juli
2019
presented
Dst.
*) Status kemajuan: Persiapan, submitted, under review, accepted, presented
. Disertasi/Tesis/Tugas Akhir/Program Kreativitas Mahasiswa yang dihasilkan
No Nama Mahasiswa NRP Judul Status*)
1 Ulva Tri Ita Mar-tia
01211540000052 Sintesis ZIF-8 dengan Penambahan γ-Al2O3
serta Kinerjanya se-bagai Adsorben
Kromi-um(III) dalam Air
Lulus tahun 2019 2 Wulan Aulia Ahnaf, Mochammad Yusuf Irianto 1211640000027, 01211740000039, 01211740000018 TEKNIK KOMBINASI ADSORPSI-BIOVOLTA MENGGUNAKAN Al2O3/ZIF 8 SE-BAGAI PENGU-RANGAN LOGAM BERAT KROMIUM (VI) PKM-PE Didanai. Lolos PIMNAS, Medali Perunggu Presentasi
8
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Teori Penunjang
2.1.1 Zeolitic Imidazolate Frameworks (ZIFs)
Zeolitic Imidazolate Framework-8 (ZIF-8) merupakan salah satu jenis ZIF yang paling
luas dipelajari diantara material-material ZIF yang ada [5]. Kerangka ZIF-8 terbentuk atas in-teraksi antara kation Zn2+ dengan ligan 2-metilimidazol (2-MeIm) yang terkoordinasi secara tet-rahedral membentuk jaringan 3 dimensi. ZIF-8 (Zn(C4H5N2)2) merupakan jenis ZIF yang mempunyai struktur kerangka berbentuk sodalit (SOD), sehingga mempunyai stabilitas termal dan kimia yang baik [20]. Struktur Kristal ZIF-8 ditunjukkan pada Gambar 2.1.
Gambar 2.1 Struktur Kristal ZIF-8: Zn (Polihedral), N (bola), dan C (garis) [20].
Sintesis ZIF-8 pada umumnya dilakukan dengan metode solvotermal dan hidrotermal. Pada metode solvotermal pelarut yang digunakan adalah pelarut organik. Seperti, dimetilfor-mamida (DMF), dietilfordimetilfor-mamida (DEF), metanol (MeOH) atau campuran DMF dan MeOH [21]. Sedangkan untuk metode hidrotermal menggunakan air sebagai pelarut. Zhang dkk. 2011 telah melaporkan hasil sintesis ZIF-8 dengan menggunakan solvotermal dalam pelarut DMF [22]. Sin-tesis yang dilakukan dalam waktu 24 jam dan perbandingan rasio molar yang digunakan adalah 1:1untuk Zn2+/MeIM. ZIF-8 yang dihasilkan memiliki luas permukaan BET sebesar 1025 m2/g, volume pori 0,45 cm3/g, dan volume total pori adalah 0,54 cm3/g. Sebelumnya juga telah dil-akukan penelitian oleh Park dkk (2006) [5], Seng nitrat dan MeIM direaksikan pada media pela-rut yang dipanaskan hingga suhu 140 °C selama 24 jam. Kemudian, campuran dibiarkan pada suhu kamar dan larutan induk dipisahkan dari padatan ZIF-8 dengan proses dekantasi. Pelarut yang tersisa pada ZIF-8 kemudian dihilangkan dengan penambahan kloroform. Selanjutnya, padatan dicuci dengan DMF dan dikeringkan pada udara terbuka selama 5 menit. ZIF-8 dari sin-tesis tersebut memiliki diameter pori 11,6 Å, volume pori 0,663 cm3/g dan luas permukaan 1,947 m2/g. Selanjutnya Venna dkk. (2010) melakukan sintesis ZIF-8 dengan menggunakan metanol sebagai pelarut [18]. waktu sintesis yang diperlukan yaitu 5 jam dengan suhu 150 °C.
Per-9 bandingan molar Zn2+/MeIM sebesar 1:8. Materila ZIF-8 dari hasil sintesis tersebut memiliki lu-as permukaan sebesar 1072 m2 g dan k an pa ikel 45 nm
Sintesis ZIF-8 dengan penambahan silika mesopori, seperti Santa Barbara Amorf-15 (SBA-15) dan Mobile Composition of Matter-41 (MCM-41), se a γ-Al2O3 telah dilaporkan. Ma-terial SBA-15 dan MCM-41 memiliki luas permukaan yang tinggi (1000-2500 m2/g) dan struktur mesopori yang teratur. Modifikasi ZIF-8 dengan material pendukung tersebut menghasilkan komposit dengan karakteristik luas ppermukaan yang lebih tinggi dibanding ZIF-8 murni. Penelitian lain mengungkap bahwa penambahan γ-Al2O3 pada sintesis ZIF-8 dapat meningkatkan kestabilan termal dan menambah sisi aktif asam sehingga dapat meningkatkan kinerjanya sebagai katalis hidrogenasi [23].
2.1.2 Pengaruh Penambahan Senyawa Lain pada MOF
Pada umumnya MOF merupakan material jenis mikropori. MOF dengan ukuran pori mikro memiliki kelemahan, yaitu menghambat laju difusi (adsorpsi dan reaksi) dalam material tersebut. Oleh karena itu, dengan adanya penambahan ion logam atau senyawa lain menjadi so-lusi pada permasalahan laju difusi dalam MOF. Berdasarkan penelitian yang dilakukan Kondo dkk. (2012), melaporkan bahwa adanya material silika mesopori sebagai pendukung MOF dapat meningkatkan kestabilan termal dari MOF tersebut [24]. Kristal MOF akan terbentuk disekitar silika mesopori yang menghasilkan MOF dengan luas permukaan dan porositas yang tinggi. Komposit yang terbentuk menunjukan kapasitas adsorpsi yang tinggi dengan loop histerisis da-lam isoterm adsorpsi-desorpsi nitrogen pada 77 K dan adsorpsi yang tinggi dada-lam etanol pada 303 K. Hal ini mengindikasikan adanya integrasi material mikropori/mesopori. Adapun silika mesopori yang dapat digunakan adalah SBA-15 [24], dan MCM-41 [25]. Yaghi dkk. (2010), melaporkan beberapa logam yang dapat digunakan untuk meningkatkan sifat spesifik dari MOF yaitu Mg2+, Zr2+, Co3+, Ni2+, Cu2+, Cr3+, Zn2+, dan Pt2+ [26]. Selain itu juga dapat digunakan garam Ag, seperti AgI dan Ag2CO3 sebagai pendukung MOF.
MOF jenis ZIF-8 memiliki beberapa kelemahan yaitu stabilitas kimia yang rendah se-hingga dapat menghalangi potensi dalam segi pengaplikasian. Penambahan suatu material pen-dukung melalui metode impregnasi dapat menghasilkan sifat fisik maupun kimia yang baru yang dapat menutupi kelemahan dari ZIF-8 sehingga material komposit yang dihasilkan memiliki kinerja yang lebih baik dalam aplikasi tertentu [27].
Komposit ZIF-8 dapat dibuat dengan menambahkan material mesopori pada ZIF-8. Penambahan material mesopori pada ZIF-8 dapat meningkatkan aktivitas katalitik pada material tersebut. Beberapa penelitian telah dilaporkan terkait penambahan material pendukung pada
10 MOF. Salah satunya adalah penelitian yang telah dilakukan oleh [23]. Material pendukung mes-opori jenis γ-Al2O3 ditambahkan dalam larutan ligan saat sintesis MOF, sehingga dihasilkan kristal MOF berukuran mikro akan terbentuk disekitar material pendukung mesopori.
2.1.3 Alumunium Oksida (Al2O3)
Alumina adalah material oksida yang telah banyak diaplikasikan sebagai katalis maupun pendukung katalis. Al2O3 memiliki 2 fasa yai α- Al2O3 dan γ- Al2O3 Pada α- Al2O3, ion oksida berbentuk susunan hexagonal tertutup dan ion alumunium didistribusikan secara simetrik dianta-ra celah oktaheddianta-ral. Sehingga setiap atom oksigen dikelilingi 4 a om Al α- Al2O3 merupakan komponen ama pe hiasan sepe i bi dan safi α- Al2O3 stabil pada suhu tinggi (antara 500°C hingga 1500°C) dan setengah stabil pada temperatur rendah.
γ- Al2O3 mempunyai bentuk kubik dan serta sifat yang higroskopis dan larut dalam asam, oleh karena itu alumina jenis ini dapat diaktivasi dan biasa digunakan sebagai katalis dan pen-d k ng ka alis γ- Al2O3 merupakan pendukung katalis yang umum karena harganya yang relatif murah, stabil pada suhu tinggi dan dapat dibuat dengan pori-pori yang bervariasi [28]. γ- Al2O3 sering digunakan sebagai adsorben dan katalis karena memiliki luas permukaan yang besar (150-300 m2/g) dan ukuran pori yang besar (0,15-1 cm3/g) serta relatif stabil pada berbagai rentang suhu un k eaksi ka alisis Selain i , γ- Al2O3 juga memiliki sifat yang lainnya yaitu murah, stabil pada suhu tinggi, stabil secara fisik, mudah dibuat, mempunyai kekuatan fisik yang tinggi [11]. Al2O3 memiliki sisi aktifyang bersifat asam dan basa. Sisi aktif ini dihasilkan dari pelepa-san molekul air dari permukaan alumina sebagai berikut :
Gambar 2. 2 Sisi asam basa Al2O3 [11].
Beberapa penelitian telah banyak menggunakan alumina sebagai katalis maupun pen-dukung katalis. Silva-Rodrigo (2008) telah melakukan penelitian penambahan Al2O3 pada MCM-41 [29]. Berdasarkan penelitian tersebut, seiring dengan meningkatnya jumlah Al2O3 yang
dit-Sisi asam dit-Sisi basa Lewis
11 ambahkan dalam sintesis MCM-41 akan mengakibatkan kerusakan parsial pada struktur hek-sagonal dan penurunan nilai parameter kisi MCM-41 [29]. Mingchuan, (2016) menggunakan ka-talis PtSn/Al2O3 untuk hidrogenasi asam asetat dan Jifei, (2000) menggunakan katalis Au/Al2O3 untuk hidogenasi asetilen [14,15]. Penelitian mengenai aktivitas katalis UIO-66 dengan penambahan Al2O3 juga pernah dilakukan oleh Ediati (2017) [16]. Pada penelitian tersebut, UiO-66 ditambahkan dengan Al2O3 untuk meningkatkan aktivitas katalis pada reaksi esterifikasi PFAD (Palm Fatty Acid Distillate).
2.1.4 Reaksi Esterifikasi
Reaksi esterifikasi merupakan reaksi yang dapat dipercepat dengan menggunakan katalis. Reaksi esterifikasi adalah reaksi antara asam karboksilat dan alkohol yang menghasilkan ester dan air. Reaktan dan produk pada reaksi esterifikasi berada dalam kesetimbangan. Hal ini dikare-nakan pada reaksi esterifikasi dihasilkan produk berupa air yang dapat menghidrolisis kembali ester yang telah terbentuk menjadi asam karboksilat. Reaksi ini dapat digeser ke arah produk dengan menggunakan alkohol atau asam karboksilat berlebih [30].
Esterifikasi asam karboksilat dengan alkohol dapat dicapai dengan menggunakan katalis asam. Katalis asam yang umum digunakan meliputi sulfat, fosfat, klorida, dan asam sulfonat or-ganik. Namun, penggunaan asam mineral perlu penanganan serius karena sifatnya yang korosi dan mencemari lingkungan. Katalis asam padat aktif menjadi salah satu alternatif yang cender-ung lebih ramah lingkcender-ungan. Proses reaksi esterifikasi yang terjadi ditunjukan pada Gambar 2.3.
Gambar 2.3 Proses Reaksi Esterifikasi asam lemak bebas dengan alkohol [31].
Chongkhong, (2007) melakukan reaksi esterifikasi PFAD menggunakan katalis asam sul-fat [32]. Reaksi esterifikasi dilakukan secara batch pada rentang suhu reaksi 70–100°C, dengan perbandingan molar metanol/PFAD 0,4:1 – 12:1, jumlah asam sulfat 0 – 5,502% (berbasis PFAD) dan waktu reaksi 15-240 menit. Hasil penelitian menunjukkan bahwa yield biodiesel di-pengaruhi oleh suhu reaksi, perbandingan molar metanol/PFAD dan waktu reaksi. Debora, (2008) melakukan reaksi esterifikasi dengan menggunakan zeolit pada suhu reaksi 70°C dan per-bandingan molar PFAD-metanol 1:4 [33]. Jumlah katalis yang digunakan sebanyak 1,4% berat (berbasis PFAD). Pada penelitian ini didapatkan konversi tertinggi adalah sebesar 55%, se-dangkan tanpa menggunakan katalis Si/Al7 hanya mendapatkan konversi tertinggi sebesar 2,12%.
12 Ramadhan, (2010) mengkonversikan PFAD menjadi biodiesel dengan menggunakan variasi perbandingan molar metanol/PFAD dan perbandingan berat H-Zeolit/PFAD [34]. Setiap va terhadap aktivitas katalis H-Zeolit. Suhu reaksi yang digunakan adalah 700°C. Hasil penelitian ini menunjukkan hasil bahwa perolehan biodiesel yang didapat pada perbandingan molar PFAD/metanol 1:5 lebih banyak (86%) dari pada perbandingan molar PFAD/metanol 1:6 dan 1:4. Mawardi, (2012) mengkonversi PFAD menjadi biodiesel dengan variasi suhu (700°C ; 750°C ; 800°C) dan waktu (60 menit; 90 menit; 120 menit) [35]. Reaksi dilakukan dengan per-bandingan molar PFAD/metanol 1:4 dan perper-bandingan berat katalis H-zeolit terhadap PFAD sebesar 5%. Konversi tertinggi yaitu sebesar 32% terjadi pada suhu reaksi 700°C dengan waktu reaksi 60 menit.
Reaksi esterifikasi dapat digunakan sebagai reaksi pretreatment pada sintesis biodiesel. Hal ini dikarenakan esterifikasi mampu mengurangi kadar asam lemak bebas yang akan nyebabkan terbentuknya sabun akibat reaksi samping saponifikasi. Reaksi saponifikasi akan me-nyebabkan penurunan yield dari biodiesel [36]. Pada penelitian yang dilakukan oleh Cirujano dkk.,(2014) digunakan salah satu jenis MOF yaitu UIO-66 sebagai katalis pada reaksi esterifikasi PFAD [36]. Pada penelitian tersebut digunakan perbandingan metanol/PFAD 1:30. Reaksi dil-akukan pada suhu 65°C selama 2 jam. Hasil reaksi menunjukkan didapatkan yield >90%.
2.8 PFAD (Palm Fatty Acid Distillate)
PFAD (Palm Fatty Acid Distillate) adalah produk samping pada proses pengolahan min-yak sawit kasar menjadi minmin-yak goreng [37]. Secara keseluruhan, proses pembuatan minmin-yak sawit akan menghasilkan 73% olein, 21% stearin, 5-6% PFAD, dan 0,5-1% CPO parit [34].
Crude Palm Oil (CPO) dapat dijadikan produksi minyak sawit padat (RBD Stearin/Refined Bleached Deodorized Palm Oil stearin) dan minyak sawit cair (RBD olein). Pemanfaatan utama
RBD olein adalah untuk membuat minyak goreng, sedangkan RBD stearin digunakan untuk membuat margarin dan shortening. RBD stearin juga digunakan sebagai bahan baku industri sabun dan deterjen. Sedangkan pemanfaatan PFAD belum banyak dilakukan [38]. PFAD tidak diperbolehkan sebagai bahan baku minyak goreng karena beracun [39]. Komposisi asam lemak dalam PFAD ditampilkan pada Tabel 2.1.
13 Tabel 2.1 Komposisi asam lemak jenuh dan tak jenuh dalam PFAD
Asam Lemak Rumus Molekul Komposisi (%) Berat
Asam Palmitat C16H32O2 42,9 – 51,0 Asam Oleat C18H38O2 32,8 – 39,8 Asam Linoleat C18H32O2 8,6 – 11,3 Asam Stearat C18H36O2 4,1 – 4,9 Asam Miristat C14H28O2 0,9 – 1,5 [40].
PFAD merupakan bahan baku yang sangat berpotensi untuk biodiesel [30]. Namun, salah satu kelemahan PFAD adalah kandungan asam lemak bebas (FFA) yang sangat tinggi apabila digunakan sebagai bahan baku biodiesel. Apabila bahan ini langsung mengalami transesterifikasi akan dihasilkan sabun dalam jumlah yang besar dan dapat mengganggu proses pemisahan bio-diesel. Metode yang tepat untuk produksi biodiesel dari bahan dengan kandungan FFA yang tinggi adalah reaksi dua tahap, yaitu esterifikasi untuk mengkonversi FFA menjadi FAME (Fatty
Acid Methyl Ester), dilanjutkan dengan transesterifikasi untuk mengkonversi trigliserida menjadi
FAME [30]. PFAD (Palm Fatty Acid Distillate) mengandung beberapa komposisi asam lemak.
2.2 Hasil Penelitian yang Telah Dilakukan
2.2.1 Sintesis dan Karakterisasi Al-MCM-41/ZIF-8
Sintesis ZIF-8 diawali dengan melarutkan 2,091 g (0,008 mol) Zn(NO3)2.4H2O dalam 15 mL N’N-dimetil formamida dan diaduk hingga larut. Kemudian dilarutkan pula 1,313 g (0,016 mol) 2-metil imidazol (2-MeIM) dalam 15 mL N’N-dimetil formamida. Selanjutnya, kedua laru-tan direaksikan dalam botol pereaksi tertutup dan diaduk dengan pengaduk magnet selama 30 menit. Campuran kemudian dipanaskan dalam oven pada suhu 120 °C selama 24 jam. Pema-nasan dilakukan pada suhu 120 °C, karena pada suhu tersebut mendekati titik didih dari DMF dan dapat menghasilkan kristalinitas yang tinggi [41]. Selain itu, pada suhu dan waktu reaksi sebut merupakan kondisi optimum dalam sintesis ZIF-8. Setelah pemanasan selama 24 jam, ter-bentuk padatan berwarna kuning muda yang menempel pada dinding botol duran dan sisa DMF, seperti yang terlihat pada Gambar 2.2. Pengamatan ini sesuai dengan hasil yang telah dilaporkan oleh Park dkk. (2006) [5]. Padatan dipisahkan dari pelarut DMF dengan cara dekantasi. Setelah itu, padatan dicuci dengan 15 mL metanol dan didiamkan selama 24 jam. Pencucian dengan metanol sebanyak dua kali bertujuan untuk menghilangkan sisa pelarut DMF yang terikat pada
14 kerangka kristal ZIF-8. Kemudian, padatan dipanaskan dalam oven pada suhu 70 °C selama 2 jam untuk menghilangkan sisa metanol, hingga terbentuk padatan berwarna putih.
Pada penelitian ini dilakukan variasi penambahan Al-MCM-41. Al-MCM-41 merupakan padatan mesopori yang digunakan sebagai padatan support pada sintesis ZIF-8. Al-MCM-41 yang digunakan memiliki rasio Si/Al =15. Penambahan Al-MCM-41 dilakukan dengan variasi 50, 100, 200 dan 400 mg. Material ZIF-8 yang disintesis dengan penambahan Al-MCM-41 dino-tasikan seperti pada Tabel 2.2.
Tabel 2. 2 Notasi material hasil sintesis
Material Notasi
ZIF-8 murni ZIF-8
ZIF-8/Al-MCM-41 (50 mg) ZIF-8/AM50 ZiF-8/Al-MCM-41 (100 mg) ZIF-8/AM100 ZIF-8/Al-MCM-41 (200 mg) ZIF-8/AM200 ZIF-8/Al-MCM-41 (400 mg) ZIF-8/AM400
Sintesis dilakukan dengan melarutkan 1,313 g (0,016 mol) 2-metil imidazol dan Al-MCM-41 dalam 15 mL N’N-dimetil formamida dan diaduk selama 30 menit. Kemudian dilarut-kan 2,091 g (0,0008 mol) (Zn(NO3)2.4H2O dalam 15 mL N’N-dimetil formamida dan diaduk hingga larut. Selanjutnya kedua larutan dicampurkan dan diaduk dengan magnetic stirrer selama 2 jam. Ketika proses pengadukan, Al-MCM-41 terlihat mengendap pada dasar botol duran, yang menunjukkan bahwa Al-MCM-41 tidak larut dalam DMF pada suhu ruang. Hal ini sesuai dengan penelitian Kondo dkk. (2012) bahwa kristal ZIF-8 akan tumbuh disekitar permukaan dari silika mesopori, sehingga silika mesopori tidak akan larut pada saat pengadukan [24]. Kemudian, cam-puran dipanaskan dalam oven pada suhu 120 °C selama 24 jam. Setelah pemanasan selama 24 jam, terbentuk endapan bewarna putih kekuningan. Endapan putih dimungkinkan adalah Al-MCM-41 yang masih belum larut setelah pemanasan. Pada ZIF-8/AlM50, ZIF-8/AlM100 ter-bentuk larutan bewarna kuning dengan sedikit endapan putih yang menempel pada dasar botol. Sedangkan pada ZIF-8/AM200 dan ZIF-8/AM400 terbentuk larutan kuning dengan endapan putih yang semakin banyak pada dasar botol duran seperti yang terlihat pada Gambar 2.4. Hal ini dikarenakan massa Al-MCM-41 yang ditambahkan semakin banyak dan tidak larut. Endapan ZIF-8/Al-MCM-41 kemudian dicuci dengan metanol untuk menghilangan sisa pelarut DMF yang terikat pada kristal. Pencucian dengan metanol dilakukan sebanyak dua kali. Proses pencucian dengan metanol didiamkan selama 24 jam. Kemudian, endapan dikeringkan dalam oven pada suhu 70 °C selama 2 jam hingga terbentuk padatan kering bewarna putih. Secara fisik, hasil padatan ZIF-8 dengan penambahan Al-MCM-41 berupa padatan putih seperti yang ditujunkan pada Gambar 2.5.
15 Gambar 2.4 Hasil sintesis ZIF-8, ZIF-8/AM50, ZIF-8/AM100, ZIF-8/AM200, ZIF-8/AM 400 setelah pemanasan
Gambar 2.5 ZIF-8 murni dan ZIF-8 hasil sintesis dengan variasi penambahan Al-MCM-41
Selanjutnya, padatan hasil sintesis ditimbang dengan neraca analitik. Diagram per-bandingan massa ZIF-8 yang disintesis dengan variasi Al-MCM-41 ditunjukkan pada Gambar 2.6. Massa terbesar diperoleh pada variasi ZIF-8/AlM200 yaitu 1,2065 g. Hal ini dimungkinkan bahwa penambahan Al-MCM-41 dalam jumlah banyak dapat mengganggu proses nukleasi dan pertumbuhan kristal. Selain itu, struktur dari Al-MCM-41 yang berupa material amorf dimung-kinkan dapat menggangu pertumbuhan kristal dari ZIF-8.
Gambar 2. 6 Massa ZIF-8 dengan penambahan Al-MCM-41
2.2.2 Karakterisasi dengan Difraksi Sinar-X (XRD)
Karakterisasi dengan XRD dilakukan untuk identifikasi kristalinitas ZIF-8 hasil sintesis dengan penambahan Al-MCM-41. Pola difraksi dimoni o pada en ang 2θ = 5 - 50o dengan pan-jang gelombang adiasi C Kα (1,5406 Ǻ) Penentuan kesesuaian struktur kristal dari sampel
dil-0 0.5 1 1.5 Mas sa (g)
16 akukan dengan pencocokkan setiap puncak yang muncul pada difraktogram dengan nilai sudut 2θ referensi. Jika semua sudut 2θ teridentifikasi, maka terdapat kesesuaian struktur kristal hasil sintesis dengan referensi [42]. Difraktogram dari padatan ZIF-8 hasil sintesis memiliki puncak ka ak e is ik 2θ = 7,31°; 10,33°; 12,56°; 16,43°; 17,99° P ncak ka ak e is ik ZIF-8 hasil sintesis tersebut sesuai dengan pola difraktogram ZIF-8 yang disintesis oleh Nguyen dkk. (2012) [43], yai p ncak pada s d 2θ = 7,29° dengan in ensi as k a , p ncak pada s d 2θ = 10,32° dan 12,65° dengan in ensi as sedang, se a p ncak pada s d 2θ = 16,50° dan 18,10° dengan inten-sitas lemah. Kesesuaian difraktogram ZIF-8 hasil sintesis dengan referensi menunjukkan bahwa ZIF-8 telah berhasil disintesis.
Difraktogram ZIF-8 hasil sintesis menunjukkan lebar puncak yang kecil dengan intensitas yang tinggi. Hal ini mengindikasikan bahwa ZIF-8 hasil sintesis mempunyai kristalinitas yang tinggi dan ukuran partikel yang besar. Hal tersebut sesuai dengan yang telah dilaporkan oleh Pra-setyoko (2014), bahwa semakin kecil lebar puncak difraksi, maka semakin besar ukuran partikel kristalnya [44].
Padatan Al-MCM-41 merupakan padatan silika mesopori berbentuk amorf. Berdasarkan penelitian sebelumnya, puncak karakteristik dari Al-MCM-41 m nc l pada s d 2θ = 1,5 - 2°. Puncak tersebut menandakan strutur silika amorf telah terbentuk. Selain itu, terdapat pula puncak ambahan yang m nc l pada s d 2θ diseki a 4° Penelitian lain melaporkan bahwa puncak karakteristik dari difraksi heksagonal MCM-41 e di i da i p ncak k a pada 2θ = 1,8 - 2,4o . Berdasarkan difraktogram pada Gambar 2.7 menunjukkan bahwa ZIF-8/AM50, ZIF-8/AM100 dan ZIF-8/AM200 memiliki puncak karakteristik yang sama dengan ZIF-8 hasil sintesis. Selain itu, tidak terdapat adanya puncak khas dari Al-MCM-41 yang terdeteksi pada diafraktogram ZIF-8. Hal ini sesuai dengan penelitian yang dilakukan oleh Kondo dkk. (2012), bahwa penambahan silika mesopori SBA-15 pada sintesis Cu-BTC tidak menghasilkan puncak baru pada difrak-togram hasil sintesis Cu-BTC/SBA15 [24]. Sehingga dapat disimpulkan bahwa ZIF-8 telah ber-hasil tumbuh pada permukaan Al-MCM-41. Sedangkan pada ZIF-8/AM400 tidak terdapat pun-cak karakteristik dari ZIF-8 sebagaimana yang telah dilaporkan oleh Nguyen dkk. (2012) [43]. Hal ini dimungkinkan karena Al-MCM-41 bersifat amorf, dan penambahan ZIF-8 dalam jumlah besar tidak lagi berfungsi sebagai pedatan pendukung, namun dapat menggsnggu pertumbuhan kristal pada ZIF-8.
17 Gambar 2.7 Difraktogram ZIF-8 hasil sintesis dengan variasi penambahan Al-MCM-41
18
BAB III
METODE PENELITIAN
Secara umum, kegiatan penelitian ini dibagi menjadi tiga, yaitu (1) sintesis Al-ZIF-8 dengan metoda solvotermal, (2) melakukan karakterisasi Al-ZIF-8 hasil sintesis dengan XRD, FTIR dan SEM-EDX untuk mengetahui strukturnya, serta adsorpsi desorpsi N2 untuk mengetahui luas permukaannya. dan (3) menentukan aktivitas katalitik semua material hasil sintesis terhadap reaksi esterifikasi asam lemak bebas.
Berikut ini adalah peralatan untuk preparasi dan instrumen yang digunakan pada penelitian ini, serta kegiatan keseluruhan yang sebagian sudah dikerjakan, dan akan dikerjakan. Selanjutnya juga dijelaskan tahap-tahap penelitian dan luaran yang diharapkan.
Tahap-tahap Penelitian dan Luaran
No Tahap-tahap Penelitian Luaran
1 Sintesis dan Karakterisasi Al-ZIF-8 Nanopori Seminar Nasional, meluluskan maha-siswa S1 (1 orang)
2 Esterifikasi Asam Lemak Bebas dengan Al-ZIF-8 Nanopori
Publikasi pada Seminar Internasional meluluskan mahasiswa S1 (1 orang) 3 Sintesis dan Karakterisasi Al-UiO-66 Nanopori
untuk Adsorben Congo Red Dalam Air
Seminar Nasional, meluluskan maha-siswa S1 (1 orang)
Daftar Peralatan Utama yang Diperlukan
No. Nama Fungsi Jumlah, Lokasi
1 Reaktor solvothermal Sintesis 3, Lab. Kimia Material dan Energi, jurusan Kimia. ITS
2 Sentrifuge Separasi 1, Lab. Kimia Material dan Energi, jurusan Kimia. ITS
3 Hot plate Preparasi 1, Lab. Kimia Material dan Energi, jurusan Kimia. ITS
4 Oven Sintesis 2, Lab. Kimia Material dan Energi, jurusan Kimia. ITS
5 Furnace Preparasi 2, Lab. Kimia Material dan Energi, jurusan Kimia. ITS
6 XRD Karakterisasi 1, Lab. Energi dan Rek ITS 7 Furnace Tubular Sintesis 1, Lab. Energi dan Rek ITS 8 SEM/EDX Karakterisasi 1, Lab. Energi dan Rek ITS
19 Kimia. ITS
10 DTA-TGA Karakterisasi 1, Lab. Kimia Material dan Energi, jurusan Kimia. ITS
11 Micrometric
Quantachrome Adsorpsi N2 1, Lab. Energi dan Rek ITS 12 Micrometric ASAP
2020 Adsorpsi H2 1, Lab. Kimia Fisika, Jurusan Kimia ITB
3.1 Sintesis ZIF-8 Dengan Metoda Solvotermal
Sintesis ZIF-8 dalam penelitian ini dilakukan dengan metode yang digunakan oleh (Ediati dan Firmani, 2017) yaitu menggunakan perbandingan logam: ligan adalah 1:2. Sintesis ZIF-8 di-awali dengan melarutkan 2,091 g (0,008 mol) Zn(NO3)2.4H2O dalam 15 mL DMF, dan 1,313 g (0,016 mol) 2-MeIM dalam 15 mL DMF [19]. Kemudian, larutan Zn(NO3)2.4H2O ditambahkan dengan larutan 2-MeIM didalam botol duran sambil diaduk dengan pengaduk magnet selama 30 menit hingga larutan homogen. Selanjutnya campuran reaksi tersebut dimasukkan kedalam oven pada s h 120˚C selama 24 jam n k p oses solvo e mal Kem dian camp an e seb did-inginkan pada suhu kamar selama 24 jam. Setelah diddid-inginkan terbentuk endapan putih yang kemudian dipisahkan dari filtratnya dengan cara dekantasi. Endapan putih tersebut dicuci menggunakan 15 mL metanol melalui perendaman selama 24 jam. Pencucian dengan metanol dilakukan sebanyak 3x24 jam. Endapan putih yang diperoleh dikeringkan dalam oven pada suhu 100 oC selama 2 jam. Endapan putih yang didapatkan kemudian ditimbang dan diberi label ZIF-8 standar.
3.2. Sintesis ZIF-8 dengan Penambahan γ-Al2O3
Metode sintesis ZIF-8 dengan penambahan γ-Al2O3 sama dengan sintesis ZIF-8. Penam-bahan γ-Al2O3 dilakukan setelah pelarutan 2-MeIM dalam DMF va iasi penambahan masa γ-Al2O3 da i senyawa γ-Al2O3 yaitu 19, 38, dan 76 % w/w.
Sintesis ZIF-8 dengan penambahan γ-Al2O3 dilakukan dengan pelarutan 1,313 g (0,016 mol) 2-MeIM ke dalam 15 mL DMF Di ambahkan γ-Al2O3 (sesuai variasi masa) kedalam laru-tan tersebut sambil diaduk menggunakan magnetic stirrer selama 30 menit. Pada waktu ke 15 menit dilarutkan 2,091 g (0,008 mol) Zn(NO3)2.4H2O ke dalam 15 mL DMF sambil diaduk menggunakan magnetic stirrer selama 15 menit. Setelah itu, larutan Zn(NO3)2.4H2O dit-ambahkan dengan larutan 2-MeIM dan diaduk dengan magnetic stirrer selama 2 jam [24]. Selan-j nya, camp an eaksi dipanaskan pada s h 120˚C didalam oven selama 24 Selan-jam n k p oses solvotermal. Kemudian campuran didinginkan pada suhu kamar selama 24 jam hingga terbentuk endapan putih kekuningan. Kemudian endapan putih kekuningan dipisahkan dari filtartnya
20 dengan cara dekantasi. Endapan putih kekuningan dicuci menggunakan 15 mL metanol dan didi-amkan selama 24 jam. Pencucian dengan metanol diulang sebanyak 3x24 jam. Endapan putih kekuningan yang diperoleh dikeringkan dalam oven pada suhu 100 oC selama 2 jam. Endapan putih yang didapatkan kemudian ditimbang dan diberi label ZIF-8 standar.
3.3. Karakterisasi Hasil Sintesis ZIF-8 3.3.1 X-Ray Diffraction (XRD)
Material hasil sintesis dikarakterisasi struktur kristalnya dengan difraktometer sinar-X. S mbe sina yang dig nakan n k peng k an adalah adiasi C Kα (λ = 1,5406 Å), dengan percepatan tegangan dan arus berturut- 40 kV dan 30 mA Analisis dilak kan pada s d 2θ 5-50° dengan interval scan 0,020°. Hasil karakterisasi berupa data (kurva) antara intensitas pun-cak dif aksi sampel dan s d 2θ Dif ak og am ZIF-8 dan dengan penambahan γ-Al2O3 hasil sin-tesis dibandingkan dengan ZIF-8 referensi.
3.3.2 Fourier Transform Infrared (FTIR)
Analisa keberadaan jenis gugus fungsi pada material ZIF-8 dilakukan dengan instrumen FTIR. Sebelum dikarakterisasi, material hasil sintesis dicampur dengan KBr dengan per-bandingan 1:9. Campuran sampel dan KBr digerus hingga sampel dan KBr tercampur secara merata. Campuran yang telah digerus diletakkan pada cetakan pelet dan ditekan dengan penekan hidrolik sehingga terbentuk pelet. Pelet tersebut selanjutnya diletakkan dalam holder dan dikarak-terisasi dengan spektrofotometer FTIR pada bilangan gelombang 4000–400 cm-1.
3.3.3 Scanning Electron Microscope-Energy Dispersive X-ray (SEM-EDX)
Material hasil sintesis dikarakterisasi untuk mengetahuin struktur morfologi, ukuran partikel dan persebaran unsurnya dengan instrumen SEM-EDX. Preparasi sampel ZIF-8 dan ZIF-8 dengan penambahan γ-Al2O3 dilakukan dengan peletakkan sedikit sampel pada permukaan pan yang te-lah diberi copper tipe. Kemudian dilakukan coating agar permukaan sampel menjadi konduktif. Sampel yang telah dicoating kemudian dimasukkan dalam spesimen chamber untuk dideteksi oleh SEM-EDX.
3.3.4 Thermal Gravimetric Analysis (TGA)
Stabilitas termal ZIF-8 dianalisa dengan instrumen (TGA). Sampel ZIF-8 dan ZIF-8 dengan penambahan γ-Al2O3 hasil sintesis ditimbang sebanyak ± 10 mg lalu dimasukkan dalam holder untuk dipanaskan dengan laju 20 °C/menit pada suhu 30 - 900 °C dengan aliran gas udara.
21
3.3.5 Adsorpsi-Desorpsi Nitrogen
Pengukuran luas permukaan dan distribusi ukuran pori suatu material dilakukan dengan instrumen Surface Area Analyzer. Pengukuran ini dilakukan berdasarkan isotermal adsorpsi-desorpsi menggunakan gas nitrogen. Suhu digesting yang digunakan adalah 200 oC dan akan didapat nilai P/Po dan nilai transformasi BET [1/W(P/Po)] untuk perhitungan luas area.
3.3.6 Atomic Absorption Spectroscopy (AAS)
Analisis kadar logam Cr(III) yang terdeposit didalam material ZIF-8 dan ZIF-8 dengan penambahan γ-Al2O3 dilakukan dengan Atomic Absorption Spectroscopy. Dari hasil analisis AAS ini akan didapatkan data prosentase kadar logam Cr(III) didalam material ZIF-8 dan ZIF-8 dengan penambahan γ-Al2O3..
3.4 Uji aktivitas katalitik ZIF-8 pada reaksi esterifikasi asam oleat
Uji aktifitas katalitik ZIF-8 dilakukan pada reaksi esterifikasi. Katalis tersebut dit-ambahkan kedalam campuran metanol dan PFAD (Palm Fatty Acid Distilled) dengan per-bandingan 30:1 mol dengan presentase katalis sebesar 5% terhadap berat PFAD. Reaktan PFAD yang digunakan merupakaan PFAD dari PT Sinar Mas. Pada penelitian ini reaksi esterifikasi dioperasikan secara batch dan dilengkapi dengan sistem refluks.
Campuran antara katalis dan reaktan kemudian direaksikan pada suhu pemanasan 65 °C dan diaduk menggunakan magnetic stirer selama 2 jam. Hasil reaksi selanjutnya didinginkan dan didekantasi untuk memisahkan katalis dan produk hasil reaksi. Selanjutnya hasil reaksi dimasuk-kan ke dalam corong pemisah dan ditambahdimasuk-kan dengan n-heksana hingga terdapat 2 fasa. Laru-tan hasil reaksi pada bagian fasa atas selanjutnya dilarutkan dengan 5 mL isopropil alkohol dan dititrasi dengan larutan NaOH 0,1 N yang telah distandarisasi dengan asam oksalat 0,1 N. Titrasi dihentikan jika warna larutan berubah dari kuning menjadi menjadi merah muda. Kadar FFA dan konversi FFA pada hasil akhir reaksi dihitung dengan persamaan:
FFA=N NaOH x V NaOH x 25,6
massa sampel x 100 Konve si FFA=FFA awa FFA akhi
massa sampel x 100
Keseluruhan hasil perhitungan % konversi FFA dibandingkan dengan % konversi FFA tanpa katalis. Uji kromatografi gas juga dilakukan pada hasil esterifikasi PFAD. Hal ini dil-akukan untuk menganalisa sampel hasil reaksi esterifikasi. Quinaldin digunakan sebagai standar internal. Ke dalam tiap 1 mL sampel ditambahkan 0,5 mg quinaldin dan dari campuran tersebut diambil 2 µL sampel untuk diinjeksikan ke kromatografi gas.
22
BAB IV
ORGANISASI TIM, JADWAL, DAN ANGGARAN BIAYA
4.1 Organisasi Tim Peneliti 4.1.1 Ketua dan Anggota Tim
Nama/NIP/ Keahl-ian Jurusan/ Fakultas Jabatan da-lam Tim
Tanggung jawab dalam Tim
Drs. Muhammad Nadjib, M.S. 19560127 198803 1001. Kimia Analitik Kimia / FSAD
Ketua Tim Peneliti utama melakukan studi literatur, merancang pekerjaan, mengkoordinasi pekerjaan, memonitor aktivitas pekerjaan di laboratorium, sintesis dan karakterisasi sampel, serta identifikasi hasil
karakterisasi, analisis data, diskusi hasil, menyimpulkan hasil penelitian dan menulis publikasi di jurnal ilmiah, serta membuat laporan keuangan
Dr. Afifah Rosyidah, M.Si. 19730112 199802 2 001 Kimia Anorganik Kimia / FSAD Anggota Tim
Memonitor mahasiswa dan melakukan pekerjaan di laboratorium, identifikasi hasil sintesis dan karakterisasi, analisis data, diskusi hasil, menyimpulkan hasil penelitian dan menulis publikasi di jurnal ilmiah, serta membuat laporan keuangan Dra. Ratna Ediati,
M.S., Ph.D. 19600622 198603 2002 Kimia Anorganik Kimia / FSAD Anggota Tim
Memonitor mahasiswa dan melakukan pekerjaan di laboratorium, identifikasi hasil sintesis dan karakterisasi, analisis data, diskusi hasil, menyimpulkan hasil penelitian dan menulis publikasi di jurnal ilmiah, serta membuat laporan keuangan
4.1.2 Mahasiswa Nama/ NRP Program studi (S3,S2,S1) Jur/Fak Judul Desertasi/Tesis/ Tugas Akhir
Tanggung jawab dalam Tim
Alvin Romadhoni Putra Hidayat 1211640000020 Mahasiswa S1 Kimia / FSAD Sintesis dan Karakterisasi Al2O3/UiO-66 Nanopori dengan Metoda Sol-Melakukan pekerjaan di
laboratorium, analisis data hasil karakterisasi, membuat laporan: Sin-tesis dan Karakterisasi Al-ZIF-8 dan karakterisasinya menggunakan
23 votermal teknik XRD, FTIR, SEM/EDX,
Adsorpsi desorpsi nitrogen dan Studi Reaksi Esterifikasi PFAD
Ratna Metasari 12114000007 Mahasiswa S1 Kimia / FSAD Reaksi Esterifi-kasi PFAD dengan Al-ZIF-8: Aktivitas dan selektivitas Melakukan pekerjaan di
laboratorium, analisis data hasil karakterisasi, membuat laporan: Sin-tesis dan Karakterisasi Al-ZIF-8 dan karakterisasinya menggunakan teknik XRD, FTIR, SEM/EDX, Adsorpsi desorpsi nitrogen dan esterifikasi asam lemak bebas Terry Denisa Syukrie 1211640000128 Mahasiswa S1 Kimia / FSAD Studi Adsorpsi Congo Red dengan Al2O3 -UiO-66 Termod-ulasi: Kinetika dan Isotermal Adsorpsi Melakukan pekerjaan di
laboratorium, analisis data hasil karakterisasi, membuat laporan: Sin-tesis dan Karakterisasi Al2O3 -UiO-66 dan karakterisasinya
menggunakan teknik XRD, FTIR, SEM/EDX, Adsorpsi desorpsi nitrogen dan Studi Congo Red
4.1.3 PLP Nama/ NRP Program studi (S3,S2,S1) Jur/Fak Judul Desertasi/Tesis/ Tugas Akhir
Tanggung jawab dalam Tim
ZAHRO-TUL QOMAH
Kimia / SAINS
- Membantu pekerjaan di
laboratorium, analisis data hasil karakterisasi, membuat laporan: Sin-tesis dan Karakterisasi Al-ZIF-8 dan Al-UiO-6 dan karakterisasinya menggunakan teknik XRD, FTIR, SEM/EDX, Adsorpsi desorpsi nitrogen dan Studi Adsorpsi Cr(II) dan Esterifikasi
4.2 Judul PKM Diusulkan
“Sintesis Adsorben Baru Ramah Lingkungan Al-UiO-66 Untuk Mengurangi Pencemaran Limbah Industri Dengan Pengaplikasiannya Pada Adsorpsi ion Cr3+”
24 oleh Alvin Romadhoni Putra Hidayat
4.3 Jadwal pelaksanaan Aktivitas penelitian
Bulan
1 2 3 4 5 6 7 8
Proposal X X X
Studi Literatur (upgrade)
Persiapan peralatan dan bahan X X X
Sintesis ZIF-8 Secara Solvotermal X X X X X
Sintesis Al-ZIF-8 Secara Solvotermal dengan penambahan Al2O3
X X X X X X Karakterisasi: XRD, spektroskopi FTIR
adsorpsi N2, SEM, DTA-TGA
X X X X X
Pengujian aktivitas katalitik X X X X
Penulisan laporan X
Aktivitas transfer pengetahuan dan
teknologi Seminar nasional / jurnal nasional X Publikasi di jurnal nasional X
Publikasi di jurnal internasional X X X
Pembuatan buku ajar X X X X X X
4.4 Anggaran Biaya
No Komponen Persentase
1. Belanja Bahan Habis: Rp 18.458.000,- 36,9
2. Peralatan Penunjang:
Rp 12.150.000,-
24,4
3. Belanja Perjalanan : Rp 4.900.000,- 9,8
25
5. Lain-lain: Rp 9.392.000,- 18,9
26
RENCANA ANGGARAN BIAYA (RAB)
PENELITIAN DAN PENGABDIAN KEPADA MASYARAKAT TAHUN ANGGARAN 2019
Judul Kegiatan : Aplikasi Komposit Nanopori Baru Alumina-Zeolitic
Imidazolate Frameworks (Al-ZIF-8) dengan Metode
Solvotermal serta Aplikasinya sebagai Katalis dan Adsorben
Skema Pendanaan : Penelitian Laboratorium Ketua Kegiatan : Drs. Muhammad Nadjib, M.S.
NIP : 195601271988031001
Perguruan Tinggi : Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Departemen : Kimia
Fakultas : Fakultas Sains dan Analitika Data Total Dana : Rp. 50000000,- (lima puluh juta rupiah)
1. Bahan Habis
Item Bahan Volume Satuan Harga Satuan Total (Rp)
(Rp)
Botol Vial Duran 50 mL 10 buah 50000 500000
Botol Vial Duran 100 mL 10 buah 75000 750000
Metanol 2 botol 2.5 L 300000 600000
Etanol 1 botol 2.5 L 450000 450000
N,N-dimetilformamida 1 botol 2.5 L 2275000 2275000
Trietilamin 1 botol 500 mL 1960000 1960000
Zn(NO3)2.6H2O 1 botol 500 g 2670000 2670000
Aluminium Oksida teraktivasi 1 botol 100 g 870000 870000
2-Methylimmidazole 1 botol 500 g 2658000 2658000
CTABr 1 botol 100 g 2300000 2300000
Kertas Saring 1 box 300000 300000
Kertas pH Universal 1 box 355000 355000
Aquabides 25 botol 1 L 20000 500000
Asam Oleat 1 botol 1 L 1600000 1600000
Cr(NO3)2 1 botol 500 g 770000 770000
Sub Total (Rp) 18558000
2. Peralatan Penunjang
Item Barang Volume Satuan Harga Satuan Total (Rp)
(Rp)
XRD 20 Sampel 100000 2000000
FT-IR 20 Sampel 50000 1000000
27 SEM/EDX 3 Sampel 450000 1350000 DTA/TGA 3 Sampel 300000 1500000 AAS 30 Sampel 100000 3000000 GC 18 Sampel 150000 2700000 Sub Total (Rp) 12150000 3. Perjalanan
Item Perjalanan Volume Satuan Biaya Satuan Total (Rp) (Rp)
Transport Lokal 2 paket 200000 400000
Perjalanan ke UNS/Solo 2 paket 1000000 2000000
Perjalanan Seminar
Nasion-al/Semarang 1 paket 2500000 2500000
Sub Total (Rp) 4900000
4. Honorarium
Item Honor Volume Satuan Honor/Jam Total (Rp)
(Rp) 1. Zahrotul Istiqomah Laboran PLP NPWP 200 Jam 15000 3000000 2. Slamet Pembantu PLP NPWP 200 Jam 10000 2000000 Sub Total (Rp) 5000000 5. Lain - lain
Item Lain - lain Volume Satuan Biaya Satuan Total (Rp) (Rp)
Alat Tulis Kantor 1 Paket 1000000 1000000
Biaya Publikasi Internasional 1 Paket 6000000 6000000
Biaya Seminar Internasional 1 Paket 1250000 1250000
Biaya Seminar Nasional 1 Paket 500000 500000
Fotokopi dan Jilid 2 Paket 321000 642000
Sub Total (Rp) 9392000
28
DAFTAR PUSTAKA
[1] Choi, J. S., Son, W., J., Kim, J., dan Ahn, W. S. (2008). MetalOrganic Framework MOF-5 Prepared by Microwave Heating: Factors to be Considered. Microporous and
Mesopo-rous Materials. 116. 723-731.
[2] Furukawa, H., Miller, M., & Yaghi, O. (2007). Independent Verification of the Saturation Hydrogen Uptake in MOF-177 and Establishment of a Benchmark for Hydrogen Ad-sorption in Metaleorganic Frameworks. J Mater Chem, 17, 3197-204.
[3] Lewellyn, P., Bourrelly, S., Serre, C., Vimont, A., Daturi, M., &Hamon, L. (2008). High up-takes of CO2 and CH4 in mesoporous metal organic frameworks MIL-100 and MIL- 101. Langmuir, 24, 45-50.
[4] Kuppler, R. J.m Timmons, D. J., Fang, Q.R., Li, J.R., Makal, T.A., Young, M.D., Yuan, D., Zhao, D., Zhuang, W., Zhou, H., C. (2009). Review: Potential Application of Metal Organic Framework. Coordination Chemistry Reviews, 253, 3042-3066.
[5] Park, K., S., Ni, Z., Cote, A., P., Choi, J., Y., Huang, R., UribeRomo, Fernando J., Chae, Hee K , O’Keeffe M , Yaghi, Oma M (2006) Excep ional Chemical and The mal S abil-ity of Zeolitic Imidazolate Frameworks. Proceeding of the National Academy of
Sci-ences, 103, 27.
[6] Huang, Y., Zeng, X., Guo, L., Lan, J., Zhang, L., Cao, D. (2018). Heavy metal ion removal of wastewater by zeolite-imidazolate frameworks. Separation and Purification
Technolo-gy. 194:462-269.
[7] Cravillon, J., Schruder, C.A., Bux, H., Rothkirch, A., Caro.J., Wiebcke, M. (2011). Formate Modulated Solvothermal Synthesis of ZIF-8 Via A Sonochemical Route. Microporous
and Mesoporous Material 169. 180-1.
[8] Li, P. Z., Aranishi, K., & Xu, Q. (2012). ZIF-8 immobilized nickel nanoparticles: highly ef-fective catalysts for hydrogen generation from hydrolysis of ammonia borane.
Chemi-cal Communications, 48(26), 3173-3175.
[9] Zahmakiran, M. (2012). Iridium nanoparticles stabilized by metal organic frameworks (IrNPs@ ZIF-8): synthesis, structural properties and catalytic performance. Dalton
Transactions, 41(41), 12690-12696.
[10] Singh, A. K., & Xu, Q. (2013). Metal–
Nanoparticles as High‐performance Catalysts for Hydrogen Generation from Hydra-zine in Aqueous Solution. ChemCatChem, 5(10), 3000-3004.
29 [11] Wibowo, W., Sunardi, Yulia I., (2007). Studi Reaksi Konversi Katalisis 2-Propanol Mengg nakan Ka alis dan Pend k ng Ka alis γ-Al2O3. Bulletin of Chemical Reaction
Engineering & Catalysis, 2(2-3), 57.
[12] Hermes, S., Zacher, D., Baunemann, A., Wöll, C., dan Fischer, R. A. (2007). Selective growth and MOCVD loading of small single crystals of MOF-5 at alumina and silica surfaces modified with organic self-assembled monolayers, Chemistry of materials,
19(9), 2168–2173.
[13] Xie, Z., Yang, J., Wang, J., Bai, J., Yin, H., Yuan, B., ... & Duan, C. (2012). Deposition of chemically modified α-Al 2 O 3 particles for high performance ZIF-8 membrane on a macroporous tube. Chemical Communications, 48(48), 5977-5979.
[14] Mingchuan Zhou, Haitao Zhang, Hongfang Ma, Weiyong Ying. (2016). The catalytic prop-erties of K modified PtSn/Al2O3 catalyst for acetic acid hydrogenation to ethanol. Fuel
Processing Technology Volume 144, 115–123.
[15] Jifei Jia , Kenta Haraki , Junko N. Kondo , Kazunari Domen, Kenzi Tamaru (2000) Selec-tive Hydrogenation of Acetylene over Au/Al2O3 Catalyst. J. Phys. Chem. B 104 (47), 11153–11156.
[16] Ediati, Ratna dan Devi, N. K. R. (2017). Sintesis Katalis UiO-66/Al2O3-SiO2 Dan
Ap-likasinya Dalam Reaksi Esterifikasi Asam Oleat (Doctoral dissertation, Institut
Teknologi Sepuluh Nopember).
[17] Ordoñez, M.J.C., J. Kenneth., Jr, Balkus., Ferraris, J.P., (2010). Molecular Sieving Realized with ZIF-8/Matrimid Mixed-Matrix Membranes. Journal of Membrane Science 361. 28-37
[18] Venna, S.R., Jasinski, J.B., Carreon, M.A. (2010). Structural Evolution of Zeolitic Imidazo-late Framework-8. Journal of American Chemical Society 132. 18030-18033.
[19] Firmany, A. R. (2017). Sintesis Dan Karakterisasi Zeolitic Imidazolate Framework-8 Pada
Pendukung Silika Mesopori (Doctoral dissertation, Institut Teknologi Sepuluh
Nopem-ber).
[20] Cho, H., Kim J., Kim, S., Ahn W. (2013). High Yield 1-L Scale Synthesis of ZIF-8 Via Sonochemical Route. Microporous and Mesoporous Materials, 169, 180-184.
[21] Bustamante, E. L., Fernández, J. L., & Zamaro, J. M. (2014). Influence of the solvent in the synthesis of zeolitic imidazolate framework-8 (ZIF-8) nanocrystals at room tempera-ture. Journal of colloid and interface science, 424, 37-43.
30 [22] Zhang, Z., Xian,S., Xi,H., Wang,H., Li,Z. (2011). Improvement of CO2 adsorption on ZIF-8 Crystals Modified by Enhancing Basicity of Surface. Chemical Engineering Science 66, 4878-4888.
[23] Song, X., Guan, Q., Cheng, Z., Li, W. (2018). Eco-friendly controllable synthesis of highly dispersed ZIF-8 embedded in porous Al2O3 and its hydrogenation properties after en-capsulating Pt nanoparticles. Applied Catalysis B: Environmental. 227:13-23.
[24] Kondo, A., Takanashi, S., & Maeda, K. (2012). New Insight Into Mesoporous Silica for Nano Metal–Organic Framework. Journal of Colloid and Interface Science, 384, 110-115
[25] Tari, Esmaeilian., Nesa, Azadeh., Tadjarodi, Javad., Tamnanloo, S. F. (2016). Synthesis and Property Modification of MCM-41 Composited with Cu(BDC) MOF for Improvement of CO2 Adsorption Selectivity. Journal of CO2 Utilization, 14, 126-134.
[26] Yaghi, O. M. dan Chen, B., (2010). High Gas Adsorption Metal Organic Framework. Michigan: The Regents of The University of Michigan.
[27] Zhu, Q.L., & Qiang, X. (2014). Metal Organic Framework Coposite. Chem. Soc. Rev, 43, 5468-5512
[28] Qu, X., Wang, F., Shi, C., Zhao, N., Liu, E., He, C., & He, F. (2018). In situ synthesis of a gamma-Al2O3 whisker reinforced aluminium matrix composite by cold pressing and sintering. Materials Science and Engineering: A, 709, 223-231.
[29] Silva-Rodrigo, R., Hernández-López, F., Martinez-Juarez, K., Castillo-Mares, A., Banda, J. M., Olivas-Sarabia, A., ... & Rana, M. S. (2008). Synthesis, characterization and cata-lytic properties of NiMo/Al2O3–MCM-41 catalyst for dibenzothiophene hydrodesulfu-rization. Catalysis today, 130(2-4), 309-319.
[30] Hassan, S.Z. and Vinjamur, M. (2014). Concentration- Independent Rate Constant For Bio-diesel Synthesis From Homogeneous-Catalytic Esterification Of Free Fatty Acid.
Chemical Engineering Science 107 (1), 290–301.
[31] Masduki, Sutijan, Arief Budiman. (2013). Kinetika Reaksi Esterifikasi Palm Fatty Acid
Dis-tilate (PFAD) menjadi Biodiesel dengan Katalis Zeolit-Zirkonia Tersulfatasi Jurnal Rekayasa Proses 7, 2.
[32] Chongkhong S., C. Tongurai, P. Chetpattananondh, C. Bunyakan. (2007). Biodiesel produc-tion by esterificaproduc-tion of palm fatty acid distillate. Biomass and Bioenergy 31, 563–568. [33] Debora, P., Zahrina, I.,Yeni, E. (2008). Konversi Asam Lemak Sawit Distilat Menjadi Bio-diesel dengan menggunakan Zeoli sin esis Si Al7”, P osiding SNTK TOPI, Pekanba-ru.
31 [34] Ramadhan, W. (2010). Konversi PFAD (Palm Fatty Acid Distillate) Menjadi Biodiesel.
Universitas Riau, Pekanbaru.
[35] Mawardi. (2011). Konversi PFAD (Palm Fatty Acid Distillate) Menjadi Biodiesel Dengan Menggunakan Katalis H-Zeolit. Universitas Riau, Pekanbaru.
[36] Cirujano F.H., Corma A., dan i Xamena F.X Llabrés. (2014). Zirconium-containing metal organic frameworks as solid acid catalysts for the esterification of free fatty acids: Synthesis ofbiodiesel and other compounds of interest. Catalysis Today 9226: 8.
[37] Supranto, Ahmad Tawfiequrrahman, Dedi Eko Yinanto. (2015). Determination of The Bio-diesel Production Process from Palm Fatty Acid Distillate and Methanol. Prosiding Semina Nasional Teknik Kimia “Kej angan”
[38] Karunia, A. F. (2012). Esterifikasi Pfad (Palm Fatty Acid Distillate) Menjadi Biodiesel Menggunakan Katalis H-Zeolit Dengan Variabel Suhu Reaksi Dan Kecepatan Penga-dukan. Skripsi. Universitas Riau.
[39] Komariah L. N., Juli Diana , Hardi H. (2008).Pengaruh Rasio Reaktan Dan Jumlah Katalis Terhadap Proses Pembentukan Metil Ester Dari Palm Fatty Acid Distillate (PFAD).
Journal of Chemical Engineering Sriwijaya University 15, 3.
[40] Hambali, E., Mujdalifah, S., Tambunan, A. H., Pattiwiri, A. W., & Hendroko, R. (2007).
Teknologi bioenergi. AgroMedia.
[41] Phan, A., Doonan, C.J., Uribe-Romo, Fe nando J , Knoble , C B , O’Keeffe, M , Yaghi, O.M. (2009). Synthesis, Structure, and Carbon Dioxide Capture Properties of Zeolitic Imidazolate Frameworks. Accounts of Chemical Research 43, 58-67.
[42] West, A. R., (1989). Solid State Chemistry and Its Application. John Willey & Sons, New York.
[43] Nguyen, L. L. (2012). A Zeolitic Imidazolate Frameworks ZIF-8 Catalyst for Friedel-Crafts Acylation. Chinese Journal of Catalyst 33(4), 688-696.
[44] P ase yoko, D , Ni’mah, Y L , Fans i, H , Fadlan, A , (2016) Ka ak e isasi S k Padatan. Yogyakarta: Deepublish
32
LAMPIRAN
Lampiran Biodata Peneliti a. Ketua Peneliti:
IDENTITAS DIRI
Nama : Drs. Muhammad Nadjib, M.S.
NIP/No. Karpeg : 19560127 198803 1 001/E.319390
Kode Dosen : 14100
No. Sertifikat : 101105006674
Tempat dan Tanggal Lahir : Brebes, 27 – 01 – 1956
Jenis Kelamin : Laki-laki
Status Perkawinan : Kawin
Agama : Islam
Golongan / Pangkat : IV/a / Pembina Jabatan Akademik : Lektor Kepala
Perguruan Tinggi : Institut Teknologi Sepuluh Nopember Alamat : Kampus ITS Sukolilo, Surabaya 60111 Telp./HP/Faks. : 031-594 3353/ 085645046330/592 8314
Alamat Rumah : Jl. Teknik Komputer IV/2 Perumahan ITS blok-U/145 RT/RW : 004/002 Surabaya (60111)
Alamat e-mail : nadjib@chem.its.ac.id
RIWAYAT PENDIDIKAN PERGURUAN TINGGI Tahun
Lulus
Program Pendidikan (diploma,
sarja-na, magister, spesialis, dan doctor) Perguruan Tinggi
Jurusan/ Program Studi
1986 Sarjana S1.31001/II/BAAK-ITB/1985 ITB 08-03-1986 Kimia FMIPA 1993 MS 205004/PT07.H14.3/16.04/04/1993 ITB 24-04-1993 Kimia Analitik
PENGALAMAN PENELITIAN Tahun
Judul Penelitian Ketua/Anggota Tim
Sumber Dana
2006 Hubungan kenaikan suhu terhadap degradasi vitamin C
Ketua Penelitian Mandiri 2007 Pemanfaatan indikator phenolphtalein pada
pembuatan tinta nirwarna
Ketua Penelitian Mandiri 2009 Pembuatan dan pengujian bahan penyimpan
gas hidrogen dari abu dasar PLTU
Ketua Penelitian Strate-gis ITS
2012 Sintesis Zeolitic Imidazolate Frameworks-8 (ZIF-8) dan Karbon Bertemplat ZIF-8 se-bagai Material Penyimpan Hidrogen
Ketua Penelitian Labora-torium
2013 Modifikasi Metal Organic Frameworks se-bagai Templat pada Sintesis Karbon
33 nopori untuk Aplikasi Penyimpan Hidrogen
2014
Optimasi Parameter Sintesis ZIF-8 Menggunakan Metoda Taguchi dengan Neural Networks
Ketua Pendukung
Unggulan ITS
2014
Sintesis zeolit A pada permukaan serat gelas sebagai material penyimpan gas CO2
berkapasitas tinggi sebagai upaya untuk menurunkan emisi gas rumah kaca
Anggota Unggulan ITS
2015
Synthesis of Commercial Fragrance Prenyl acetate: New Developments and Applica-tions
Anggota Unggulan ITS
2015
Optimasi Parameter Sintesis ZIF-8 Menggunakan Metoda Taguchi dengan Neural Networks
Ketua Pendukung
Unggulan ITS
2016
Green Chemistry: Sintesis Zeolitic Imidazo-late Frameworks dalam Pelarut Metanol ser-ta Penggunaan Kembali Pelarut
Anggota Unggulan ITS
2017
Sintesis Zeolitic Imidazolate Frameworks Tipe 67 pada Silika Mesopori (ZIF-67/MCM-41)
Ketua Penelitian Labora-torium
2018
Sintesis Komposit Nanopori ZIF-8/ZIF-67 sebagai Adsorben Antibiotik Sulfametoxa-zol dalam Air
Ketua Penelitian Labora-torium
KARYA ILMIAH* B. Buku/Bab Buku/Jurnal
Tahun Judul Penerbit/Jurnal
24-08-2006 Hubungan kenaikan suhu terhadap degradasi vitamin C Acta Kimia 14-08-2007 Pemanfaatan indikator phenolphtalein pada pembuatan
tinta nirwarna
Acta Kimia *termasuk karya ilmiah dalam bidang ilmu pengetahuan/teknologi/seni/desain/olahraga
B. Makalah/Poster
Tahun Judul Penyelenggara
2013 Sintesis dan Karakterisasi Zeolitic Imidazolate Frameworks-8 (ZIF-8) dengan Metoda Solvotermal
Jurusan Kimia FMI-PA ITS
2013 Optimization of Reaction Conditions for Synthesis of MOF-5 Using Solvothermal Method
34
KONFERENSI/SEMINAR/LOKAKARYA/SIMPOSIUM
Tahun Judul Kegiatan Penyelenggara Panitia/Peserta/ Pembicara
2013 Seminar Nasional Kimia XIV Kimia ITS Sura-baya
Pemakalah 2013 Seminar Internasional APTEC 2013 ITS Surabaya Pemakalah 2014 Seminar Internasional ISoC 2014 Kimia ITS di Bali Peserta 2016 Seminar Nasional Kimia UNEJ Jember Pemakalah 2018 Seminar Nasional Kimia Kimia ITS
Sura-baya
Pemakalah
KEGIATAN PROFESIONAL/PENGABDIAN KEPADA MASYARAKAT Tahun Jenis/Nama Kegiatan Tempat
2005 Penataan & Perencanaan Laboratorium Kimia di SMA
Wija-ya Putra SurabaWija-ya Surabaya
2012 Peningkatan Kesejahteraan Masyarakat Desa Alas Kembang Kecamatan Burneh Kabupaten Bangkalan Melalui Pemanfaa-tan Biji Nyamplung Sebagai Bahan Baku Biodiesel
Bangkalan - Madura
PENGHARGAAN/PIAGAM Tahun
Bentuk Penghargaan Pemberi
2004 Satyalancana Karya Satya X tahun Presiden RI
2008 Dwidya Satya Perdana 20 tahun Rektor ITS
Saya menyatakan bahwa semua keterangan dalam Curriculum Vitae ini adalah benar dan apabila terdapat kesalahan, saya bersedia mempertanggungjawabkannya.
Surabaya, 21 Pebruari 2019
(Drs. Muhammad Nadjib, M.S.) NIP.19560127 198803 1 001
![Gambar 2.1 Struktur Kristal ZIF-8: Zn (Polihedral), N (bola), dan C (garis) [20].](https://thumb-ap.123doks.com/thumbv2/123dok/4455822.3233911/15.892.350.564.408.619/gambar-struktur-kristal-zif-zn-polihedral-bola-garis.webp)
