STUDI REAKSI HIDROGENASI SENYAWA FURFURAL DENGAN KATALIS Cu/γ-Al2O3

ABSTRAK

Telah dilakukan reaksi hidrogenasi terhadap furfural dengan menggunakan katalis Cu/γ-Al2O3 pada  atmosfer gas  H2. Penelitian ini dilakukan dalam  beberapa  tahap,  yaitu  preparasi  katalis  Cu/γ-Al2O3, karakterisasi katalis, dan reaksi hidrogenasi  furfural dengan katalis  Cu/γ-Al2O3. Katalis dikarakterisasi  dengan X-ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy-Energy Dispersive X-Ray (SEM-EDX), dan Atomic Absorption Spectrometry (AAS), sedangkan produk hasil reaksi hidrogenasi  diidentifikasi  dengan Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR). Berdasarkan analisis menggunakan XRD dan SEM dapat diketahui bahwa Cu telah terimpregnasi pada γ-Al2O3. Analisis AAS menunjukkan persentase  Cu yang terimpregnasi sebesar 4,56%.Uji aktivitas katalis dilakukan pada suhu reaksi 150 dan 180 oC pada waktu 1; 2; 2,5 dan 3 jam. Konversi furfural terbaik didapatkan pada waktu 2 jam dan suhu 150oC sebesar 23,37%. Produk reaksi hidrogenasi yang mengandung gugus hidroksil (-OH) paling banyak didapatkan pada waktu 2,5 jam dan suhu 180 oC sebesar 23,32 ppm.

Kata Kunci:  furfural, katalis Cu/γ-Al2O3, konversi, reaksi hidrogenasi

PENDAHULUAN

}Tongkol jagung merupakan limbah pertanian yang belum dimanfaatkan secara maksimal. Padahal dalam tongkol jagung menurut Hidajati terkandung 13,30 % furfural.

}Furfural merupakan bahan yang dimanfaatkan sebagai bahan baku pembuatan senyawa kimia seperti adiponitril [CN(CN2)4CH], furfuril alkohol dan metil furan.

}Produk reaksi furfural tergantung pada jenis reaksi dan katalis yang digunakan.

}Reaksi hidrogenasi furfural dengan katalis logam akan menghasilkan beberapa produk yang berbeda, karena adanya gugus karbonil C=O dan ikatan C=C pada furfural.

}Reaksi hidrogenasi pada gugus karbonil menghasilkan furfuril alkohol, sedangkan reaksi hidrogenasi pada ikatan C=C dihasilkan  tetrahidrofurfural. Apabila reaksi hidrogenasi terus berlanjut maka akan menghasilkan tetrahidrofurfural alkohol

METODE PENELITIAN 

}Bahan dan Alat

Bahan penelitian yang digunakan adalah metanol  (Merck  pro−analysis),

Cu(NO3).3H2O (Merck),  γ-alumina (Merck), Furfural standart (Sigma-Aldrich  99%), 2-propanol (merck) gas N2 (PT. Tira Austenite Tbk), dan gas H2 (PT. Tira Austenite Tbk).

Untuk alat penelitian yang digunakan adalah neraca analitik Ohaus Precision Advanced, tanur

modifikasi [7],  rotary evaporator vacuum,  oven, reaktor  autoclave  modifikasi, pompa

vacuum, magnetic stirer, SEM Hitachi TM3000, XRD XPRET PROPAnalytical, AAS AA-6800 dan FT-IR Shimadzu 8400S.

}Prosedur

Preparasi katalis Cu/γ-Al2O3 Sebanyak 5,57 gram Cu(NO3)2.3H2O dilarutkan kedalam 100 mL metanol, ditambahkan  dengan 8,5 gram γ-Al2O3 dan diaduk dengan magnetik stirer selama 24 jam. Setelah itu metanol diuapkan dengan rotary evaporator vacum pada suhu  90 °C. Kemudian katalis dikeringkan dalam oven dengan suhu 110 °C selama lima jam. Setelah itu katalisdikalsinasi pada suhu 400 °C dengan dialiri gas N2 (30 mL/menit) selama empat jam. Selanjutnya katalis direduksi dengan mengalirkan gas H2 (30 mL/menit) pada suhu 400 °C selama 4 jam

HASIL DAN PEMBAHASAN

}Karakterisasi Katalis Cu/γ-Al2O3

Berdasarkan analisis XRD,  katalis  Cu/γ-Al2O3 mempunyai bentuk kristanilitas yang tinggi karena dijumpai puncak-puncak yang tajam pada pola difraksinya. Sedangkan impregnasi Cu kedalam γ-Al2O3 telah berhasil dilakukan yang ditandai dengan terdeteksinya puncak 2θ = 43,28o; 50,43o; 74,05o pada katalis Cu/γ-Al2O3. Namun CuO belum tereduksi sempurna menjadi Cu0 selama proses reduksi karena masih terdeteksinya puncak khas CuO pada 2θ = 35,5º. Hasil analisis SEM menunjukkan bahwa oksida penyangga γ-Al2O3 setelah terimpregnasi oleh logam Cu sehingga mempunyai ukuran partikel yang lebih kecil. Hal ini menyebabkan luas permukaan katalis Cu/γ-Al2O3 menjadi lebih luas. Hasil pengukuran AAS menunjukkan bahwa logam Cu yang terimpregnasi kedalam γ-Al2O3 adalah 4,56 %.

KESIMPULAN

}Berdasarkan   penelitian yang telah dilakukan diketahui bahwa katalis Cu/γ-Al2O3 memberikan aktivitas terhadap reaksi hidrogenasi furfural menghasilkan furfuril alkohol, tetrahidrofurfural, dan tetrahidrofurfuril alkohol. Hasil analisis menunjukkan bahwa konversi furfural terbaik didapatkan pada reaksi dengan suhu 150o C dalam waktu 2 jam sebesar 23,37%. Hasil pembentukan produk yang mengandung gugus -OH paling besar didapatkan pada suhu reaksi 180o C dengan waktu reaksi selama 2,5 jam sebesar 23,32 ppm.