Zeolit Sebagai Katalis

Zeolit merupakan bahan alam yang banyak terdapat di Indonesia, sehingga sangat diperlukan pengetahuan dan penelitian mengenai zeolit alam itu sendiri serta cara-cara pengolahannya. Zeolit merupakan bahan pengemban yang paling sering digunakan dewasa ini. Zeolit terdiri atas gugusan alumina dan gugusan silika-oksida yang masing– masing berbentuk tetrahedral dan saling dihubungkan oleh atom oksigen sedemikian rupa sehingga membentuk kerangka tiga dimensi.

Hamdan (1992), mengemukakan bahwa zeolit merupakan suatu mineral berupa kristal silikaalumina yang terdiri dari tiga komponen yaitu kation yang dapat dipertukarkan, kerangka alumino-silikat dan air. Air yang terkandung dalam pori tersebut dapat dilepas dengan pemanasan pada temperatur 300 oC sampai dengan 400 oC. Dengan pemanasan pada temperatur tersebut air dapat keluar, sehingga zeolit dapat berfungsi sebagai penyerap gas atau cairan (Sutarti dan Rachmawati, 1994).

Jumlah air yang terkandung dalam zeolit sesuai dengan banyaknya pori atau volume pori. Zeolit banyak ditemukan dalam bahan batuan vulkanik dan sedimen serta batuan metamorfose karena pengaruh pemanasan dan pendinginan. Untuk menggambarkan hubungan antara komposisi dan struktur zeolit, Hamdan (1992) menuliskan rumus umum zeolit sebagai berikut, Mx/n {(AlO2)x(SiO2)y}.pH2O di mana ‘M’ adalah kation bermuatan positif n yang dapat dipertukarkan, ‘x’ adalah jumlah Al, ‘y’ adalah jumlah Si, ‘p’ adalah jumlah air kristal, ‘y/x’ = 1 sampai dengan 6, ‘p/x’ = 1 sampai dengan 4, ‘{ }’ merupakan bentuk kerangka dasar struktur alumina-silika. Zeolit alam bercampur dengan mineral lain seperti felspar, sodalit, nephelit dan leusit. Diperkirakan zeolit alam terbentuk dari lava gunung berapi yang membeku menjadi batuan vulkanik, membentuk sedimen sedimen dan batuan metamorfosa dan selanjutnya mengalami proses pelapukan karena pengaruh panas dan dingin membentuk mineral zeolit.

Katalis adalah suatu istilah yang sudah banyak dikenal oleh para peneliti dalam proses kimia. Katalis umumnya diartikan sebagai bahan yang dapat mempercepat proses reaksi kimia dan banyak digunakan dalam industri dan umumnya digunakan katalis heterogen. Katalis heterogen yang digunakan biasanya 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 stabilitas termal yang tinggi, memiliki rongga yang memungkinkan terjadinya adsorpsi, mempunyai kemampuan untuk mengikat logam sebagai katalis, mempunyai luas permukaan yang besar. Kemampuan zeolit sebagai katalis ditentukan oleh struktur dan komposisi zeolit. Keberadaan zeolit dalam reaksi katalitik heterogen menjadi relatif penting karena struktur zeolit yang berpori dan sifat alami dari Al(3+), Si(4+), O(2-) yang saling terikat dengan pola tertentu.

Keasaman zeolit merupakan salah satu faktor yang penting dalam penggunaan zeolit sebagai pengemban dan sebagai katalis. Zeolit yang digunakan secara luas sebagai katalis didasarkan pada produksi situs asam Bronsted dan adanya situs asam Lewis yang terdapat dalam pori zeolit (Smith,1992). Kation-kation dalam kerangka zeolit dapat ditukar dan disubstitusi tanpa merubah struktur kerangka (isomorfis) dapat menimbulkan gradien medan elektronik dalam kanal-kanal dan ruangan-ruangan zeolit (Smith, 1992). Gradien ini akan dialami semua adsorbat yang masuk ke pori zeolit, karena kecilnya diameter pori yang ukurannya beberapa angstrom. Sebagai akibatnya kelakuan-kelakuan zat teradsorpsi seperti tingkat dissosiasi, konduktivitas dan lain-lain akan berbeda dari kelakuan zat yang bersangkutan dalam keadaan normalnya. Molekul yang polar (misalnya : amoniak atau air) akan berinteraksi lebih kuat dengan gradien medan elektronik intrakanal dan gradien medan elektronik intrakristal, dibanding molekul-molekul non polar. Zeolit yang banyak mengalami substitusi kerangka isomorfis (rasio Si/Al rendah) akan memiliki medan elektronik lebih besar dibanding zeolit yang sedikit mengalami substitusi isomorfis, sehingga cenderung memilih molekul-molekul yang polar untuk diadsorpsi. Sebaliknya molekul-molekul non polar lebih suka diserap oleh zeolit dengan rasio Si/Al tinggi.

Ukuran pori merupakan faktor yang cukup penting yang berperan dalam proses adsorpsi. Molekul dengan ukuran besar sulit dapat masuk ke dalam pori atau ruang-ruang yang terdapat dalam zeolit jika ukuran porinya lebih kecil dibanding molekulnya. Molekul dengan ukuran kecil lebih mudah melakukan penetrasi ke dalam pori. Ukuran molekul erat kaitannya dengan bentuk geometri molekul, sehingga bentuk molekul berpengaruh terhadap adsorpsi (Smith, 1992).

Sistem katalis logam pengemban yaitu suatu sistem katalis yang dibuat dengan cara menempatkan komponen aktif logam ke dalam suatu bahan pengemban berpori seperti zeolit. Situs aktif logam diharapkan akan terdispersi secara merata ke seluruh permukaan dan pori- pori pengemban. Kemudian dilakukan aktivasi untuk meningkatkan kinerja katalis. Penempatan logam dalam pengemban merupakan hal yang penting dalam preparasi katalis. Penempelan logam dalam pengemban bertujuan untuk memperluas (memperbanyak) permukaan aktif (situs aktif). Teknik penempelan logam ke dalam pengemban akan berpengaruh terhadap dispersi dan juga sifat interaksi antara logam dengan pengemban, dimana yang biasa digunakan adalah dengan cara impregnasi basah, impregnasi kering dan dengan cara pertukaran ion.

Katalis logam pengemban dibuat dengan cara reduksi garam logam yang telah diembankan/dimasukkan dalam bahan pengemban, kemudian dipanaskan dan dikalsinasi untuk memodifikasi komposisi kimia, kemudian dilanjutkan dengan oksidasi dan reduksi untuk logam yang diembankan. Zeolit digunakan sebagai pengemban karena struktur kristalnya berpori dan memiliki luas permukaan yang besar, tersusun oleh kerangka silika–alumina, memiliki stabilitas termal yang tinggi, harganya murah serta keberadaannya cukup melimpah.

Menurut penelitian yang di lakukan Trisunaryanti, dkk (1996), zeolit alam di Indonesia, ternyata mengandung silika-alumina amorf dan kristal mordenit, yang setelah diaktivasi dan dimodifikasi mempunyai aktifitas yang baik. Berdasarkan kenyataan di atas, maka dimungkinkan untuk membuat katalis dari bahan zeolit alam Indonesia yang relatif murah dan berlimpah, dengan sifat kimia dan fisika yang bervariasi. Dispersi logam aktif ke permukaan pengemban mempunyai tujuan memperluas permukaan katalis dan memperbanyak jumlah situs aktif. Dengan demikian diharapkan kontak antara reaktan dengan katalis akan semakin banyak sehingga reaksi akan semakin mudah dan cepat. Tujuan lain digunakannya pengemban adalah untuk mengatur jumlah logam yang dibutuhkan dan meningkatkan aktivitas katalis serta daya tahan kerja katalis (Anderson dan Boudart, 1981). @_pararaja

2 thoughts on “Zeolit Sebagai Katalis

  1. gak jelassssssssssssssssssssssssssssssssssssssss!bikin pusingggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggg !

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s