uji aktivitas nanofotokatalis lacr mo o yang …digilib.unila.ac.id/28782/2/skripsi tanpa bab...

UJI AKTIVITAS NANOFOTOKATALIS LaCr0,98Mo0,02O3 YANGDIIRADIASI SINAR-UV UNTUK KONVERSI NANOSELULOSA

MENJADI GULA ALKOHOL

(Skripsi)

Oleh

Lindawati

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAMUNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG2017

ABSTRAK

UJI AKTIVITAS NANOFOTOKATALIS LaCr0,98Mo0,02O3 YANG DIIRADIASISINAR-UV UNTUK KONVERSI NANOSELULOSA MENJADI GULA

ALKOHOL

Oleh

Lindawati

Telah dilakukan preparasi nanokatalis LaCr0,98Mo0,02O3 menggunakan metode solgel dengan pektin sebagai agen pengemulsi. Setelah proses Freeze-dry prekursordikalsinasi pada suhu 700oC. Selanjutnya uji aktifitas fotokatalitik untuk konversinanoselulosa menjadi gula alkohol dengan variasi waktu penyinaran (30, 45, dan60 menit). Karakterisasi nanokatalis meliputi analisis struktur kristalmenggunakan difraksi sinar-X (XRD), analisis keasaman menggunakan metodegravimetri dan FTIR, dan analisis morfologi katalis (TEM). Kemudian, hasil ujifotokatalitik konversi nanoselulosa dianalisis menggunakan Kromatografi CairKinerja Tinggi (KCKT). Analisis XRD dari katalis LaCr0,98Mo0,02O3 menunjukkanbahwa fasa kristalin La2Mo2O9 dan LaCrO3 terbentuk dengan ukuran partikel yangdihasilkan dari persamaan Scherrer sebesar 55,90 nm. Hasil analisis keasamannanokatalis LaCr0,98Mo0,02O3 sebesar 12,638 mmol/g katalis dengan jenis situsasam Lewis. Hasil analisis morfologi menunjukkan adanya aglomerasi, danbentuk kristal persegi panjang serta diperoleh ukuran rata-rata partikel denganmengambil enam spot yaitu sebesar 51,30 nm. Hasil uji fotokatalitik menyatakanbahwa nanoselulosa telah terkonversi menjadi gula alkohol berupa sorbitol yaitusebanyak 4,33, 7,53, dan 2,02% dengan variasi waktu penyinaran berturut-turut30, 45, dan 60 menit.

Kata kunci: nanokatalis, nanoselulosa, gula alkohol

ABSTRACT

THE ACTIVITY TEST OF LaCr0.98Mo0.02O3 NANOPHOTOCATALYSTIN CONVERTING NANOCELLULOSE TO ALCOHOL-SUGAR

IRRADIATED BY UV-LIGHT

By

Lindawati

This research has been done on the preparation of nanocatalyst LaCr0.98Mo0.02O3

with pectin as an emulsifier agents using sol gel method. After Freeze-dryingprocess precursor was calcined at 700°C. Then, a photocatalytic test forconverting nanocellulose to alcohol-sugar with variation in irradiation time 30,45, dan 60 minute. Characterization have been done to nanocatalyst preperedwere XRD, FTIR, and TEM. Furthermore, the results photocatalytic test wereanalyzed using High Performance Liquid Chromatography (HPLC). The XRDresult poved that sample nanocatalyst has a crystalline phase of both La2Mo2O9

and LaCrO3, and has an avarage crystallite size of 55.90 nm, calculated byscherrer equation. The result of acidity analysis of LaCr0.98Mo0.02O3 nanocatalystwas 12.638 mmol/g catalyst with Lewis acid site. The TEM result showed thatthere were aglomeration and average grain size of 51.30 nm. The photocatalytictest proved that LaCr0.98Mo0.02O3 is active to convert nanocellulose into alcoholsugar (sorbitol) with result convertion of 4.33, 7.53, and 2.02% with variations inradiation time of 30, 45, and 60 minutes respectively.

Key words: nanocatalyst, nanocellulose, alcohol sugar

UJI AKTIVITAS NANOFOTOKATALIS LaCr0,98Mo0,02O3 YANG DIIRADIASISINAR-UV UNTUK KONVERSI NANOSELULOSA MENJADI GULA

ALKOHOL

Oleh

Lindawati

Skripsi

Sebagai Salah Satu Syarat untuk Mencapai GelarSARJANA SAINS

Pada

Jurusan KimiaFakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Universitas Lampung

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAMUNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG2017

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Palembang pada tanggal 01 Januari

1994, anak ketiga bersaudara dari empat bersaudara, yang

merupakan buah hati dari pasangan ayahanda Damin dan

Ibunda Surami..

Penulis menyelesaikan pendidikan Sekolah Dasar di SD Negeri 01 Bandar

Surabaya pada tahun 2007, dan Sekolah Menengah Pertama di SMP Negeri 01

Bandar Surabaya pada tahun 2010. Pendidikan Sekolah Menengah Atas di SMA

Negeri 01 Seputih Surabaya pada tahun 2013. Penulis diterima sebagai

mahasiswa Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Universitas Lampung pada tahun 2013 melalui jalur Seleksi Bersama Masuk

Perguruan Tinggi Negeri (SBMPTN).

Selama menjadi mahasiswa, penulis pernah aktif dalam organisasi Himpunan

Mahasiswa Kimia (HIMAKI) Fakultas MIPA periode 2014-2015 dan 2015-2016

sebagai anggota bidang Sosial dan Kemasyarakatan. Badan Eksekutif Mahasiswa

(BEM) Fakultas MIPA periode 2014-2015 sebagai anggota Advokasi

Kesejahteraan Masyarakat (ADKESMA) dan pada periode 2015-2016 sebagai

Staf Bendahara Eksekutif. Penulis pernah menjadi asisten praktikum Kimia Dasar

dan Kimia Fisik untuk Fakultas Pertanian Universitas Lampung serta kimia Fisik

untuk Jurusan Kimia FMIPA. Pada bulan Juli tahun 2016 penulis melakukan

Praktek Kerja Lapangan di Laboratorium Kimia Fisik Anorganik dengan judul

“PREPARASI DAN KARAKTERISASI NANOKATALIS LaCr0,98Mo0,02O3

DENGAN METODE SOL-GEL”.

MOTTO HIDUP

“Karena sesunguhnya sesudah kesulitan itu adakemudahan ( Al-Insyirah: 5)

“Allah tidak membebani seseorang kecuali sesuai dengan bataskemampuannya ( Albaqoroh : 287) .”

“Siapapun yang berhenti belajar akan cepat menjadi tua, meskipun iabaru berumur 20-an. Tapi orang yang suka belajar akan tetap muda.

Hal terbesar dalam hidup ini adalah memelihara pikirankita tetap muda (Henry Ford)”

“Allah merencanakan apa yang tidak pernah direncanakanhambanya”

“When Allah is your strngth, nothing can break you”

Alhamdulillahirobbil a’lamiin........

Atas Rahmat Allah SWT, kupersembahkan karya Sederhana ini teruntuk......

Bapak dan Mamak tercinta yang telah memberikan do’a, cinta, kasih sayang,

dukungan dan bimbingan kepada ananda selama ini.

Saudaraku tesayang

Ayuk Tutik Wahyuni, Mas Aris, Ayuk Lia Mariana, Mas Harjianto dan Adik

Fitri Handayani yang selalu menyayangi, mendoakan, memberikan senyuman

terhangat dan menjadi pelengkap di dalam hidup ananda.

Keponakan-keponakanku tersayang

Noviana Faiqotul Khasanah, Harning Septiana, Daffa Hafidz Alfatir dan

Affan Yusuf Alfarizi, yang selalu memberikan keceriaan. Senyum dan canda

tawa kalian menjadi semangat ananda.

Keluarga Kimia 2013 yang telah memberikan dukungan dan motivasi kepada

penulis.

Teruntuk Almamaterku tercinta Unila.

SANWACANA

Alhamdulillahirabbil ‘alamin, segala puji hanya bagi Allah, Rabb semesta alam

yang telah memberikan nikmat-Nya kepada penulis sehingga penulis dapat

menyelesaikan skripsi yang berjudul UJI AKTIVITAS NANOFOTOKATALIS

LaCr0,98Mo0,02O3 YANG DIIRADIASI SINAR-UV UNTUK KONVERSI

NANOSELULOSA MENJADI GULA ALKOHOL. Shalawat dan salam tak

lupa semoga tetap tercurahkan kepada Nabi Muhammad SAW yang memberikan

syafa’atnya kepada seluruh umatnya di dunia dan di akhirat, Aamiin.

Teriring do’a yang tulus, penulis mengucapkan terimakasih yang sebesar-

besarnya kepada :

1. Kedua Orang Tua penulis bapak dan mamak yang telah membesarkan,

merawat, dan mendidik penulis dengan segala cinta, kasih sayang, dan

kesabaran yang tulus. Saudaraku ayuk Tuti Wahyuni, mas Aris, ayuk Lia

Mariana, mas Har dan adikku Fitri Handayani yang telah memberikan do’a,

semangat, dukungan, dan keceriaan kepada penulis, semoga barokah Allah

selalu menyertai mereka. Keponakanku Noviana Faiqotul Khasanah, Harning

Septiana, Daffa Hafidz Alfatir, dan Affan Yusuf Alfarizi yang selalu

memberikan keceriaan kepada penulis.

2. Bapak Dr. Rudy T.M Situmeang, M.Sc. selaku pembimbing utama yang telah

banyak membimbing penulis, memberikan banyak ilmu pengetahuan, arahan,

saran dan kritik dengan rasa sabar yang begitu besar selama penyusunan

skripsi ini.

3. Bapak Prof. Wasinton Simanjuntak, Ph.D. selaku pembimbing II penulis yang

telah membimbing penulis dengan penuh kesabaran dan keikhlasan sehingga

skripsi ini dapat terselesaikan.

4. Bapak Mulyono, Ph.D. selaku pembahas penulis yang telah memberikan

bimbingan, arahan, dan nasihat kepada penulis sehingga skripsi ini dapat

terselesaikan. Semoga Allah membalasnya dengan keberkahan.

5. Bapak Prof. Sutopo Hadi, Ph.D. selaku pembimbing akademik penulis yang

telah memberikan motivasi, arahan, dan nasihat sehingga penulis dapat

menempuh pendidikan dengan baik di Jurusan Kimia FMIPA Unila. Semoga

Allah selalu memberikan rahmat kepadanya.

6. Bapak Prof. Warsito, D.E.A., Ph.D. selaku dekan Fakultas Matematika dan

Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Lampung.

7. Bapak Dr. Eng. Suripto Dwi Yuwono, M.T. selaku Ketua Jurusan Kimia

FMIPA Unila dan seluruh Bapak/Ibu dosen Jurusan Kimia FMIPA Unila.

8. Mbak Liza, Pak Gani, Bu Ani, dan Mbak Wiwit.

9. Sahabat terbaikku dari SMA Siti Zulaiha dan Galuh Isnaena Setya Putri yang

selalu memberikan dukungan dan nasehat selama penulis menyelesaikan

skripsi ini. Semoga Allah selalu memberikan keberkahan kepada kalian.

10. Teruntuk sahabat-sahabatku Anita Sari, Nur Padila, Khalimatus Sa’diah dan

Renita Susanti yang telah meluangkan waktu untuk membantu dan

memberikan semangat ketika penulis sedang merasa lelah dalam penyelesaian

skripsi ini.

11. Sahabatku Fathania Sejati, Sinta Dewi Oktariani dan Nessia Kurnia yamg

selalu memberikan semangat, dukungan dan masukan ketika penulis sedang

merasa lelah dalam menyelesaikan skripsi ini.

12. Partner penelitianku Kimia Fisik Renita Susanti, Mega Mawarti, Dewi

Rumondang C.P.S., Widya Aryani M. Esti Sandra Pertiwi, dan Siti Nabilla

Shofa yang telah menemani memberikan semangat dan dukungan kepada

penulis, semoga Allah selalu memberikan kelancaran kepada mereka.

13. Kakak-kakakku semua Mbak Surtini, Mbak Ana, Kak Febi, yang telah

memberikan arahan, wejangan, dan motivasi kepada penulis.

14. Keluargaku tercinta kimia 2013 yang selalu memberikan keceriaan dan kasih

sayang kepada penulis. Semoga Allah membalasnya dengan keberkahan.

15. Adik-adik bimbinganku

16. Semua pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.

Akhir kata, penulis memohon maaf kepada semua pihak apabila skripsi ini masih

terdapat kesalahan dan kekeliruan, semoga skripsi ini dapat berguna dan

bermanfaat sebagaimana mestinya, Aamiin.

Bandar Lampung, 15 Oktober 2017Penulis

Lindawati

DAFTAR ISI

DAFTAR ISI................................................................................................... i

DAFTAR GAMBAR...................................................................................... iv

DAFTAR TABEL .......................................................................................... vi

I. PENDAHULUAN............................................................................... 1

A. Latar Belakang ............................................................................... 1

B. Tujuan Penelitian ........................................................................... 6

C. Manfaat Penelitian ......................................................................... 6

II. TINJAUAN PUSTAKA ..................................................................... 7

A. Gula Alkohol .................................................................................. 7

1. Sorbitol ..................................................................................... 8

2. Manitol ..................................................................................... 9

3. Xylitol....................................................................................... 9

B. Selulosa .......................................................................................... 10

C. Pektin ............................................................................................. 12

D. Reaksi Fotokatalitik........................................................................ 14

E. Kromatografi Cair Kinerja Tinggi (KCKT) ................................... 16

F. Senyawa Perovskite........................................................................ 18

G. Katalis............................................................................................. 20

H. Material Nanopartikel .................................................................... 22

I. Metode Preparasi Katalis ............................................................... 24

1. Sol-Gel .................................................................................... 24

ii

2. Freeze dry................................................................................. 25

3. Kalsinasi ................................................................................... 26

J. Karakterisasi Katalis ..................................................................... 27

1. Analisis Keasaman ................................................................... 27

a. Metode Gravimetri ............................................................ 28

b. Spektroskopi Inframerah (FTIR)....................................... 29

2. Analisis Fasa Kristalin Katalis ................................................. 31

3. Analisis Ukuran Partikel Katalis .............................................. 33

4. Analisis Morfologi Katalis ....................................................... 36

III.METODELOGI PENELITIAN........................................................ 38

A. Tempat dan Waktu Penelitian ........................................................ 38

B. Alat dan Bahan ............................................................................... 38

C. Prosedur Penelitian......................................................................... 39

1. Preparasi Nanoatalis ................................................................. 39

2. Karakterisasi Katalis ................................................................ 40

a. Analisis Keasaman Katalis................................................. 40

b. Analisis Struktur Katalis dengan XRD .............................. 41

c. Analisis Morfologi Katalis ................................................. 42

d. Analisis Ukuran Partikel .................................................... 42

3. Uji Aktivitas (Fotokatalitik) .................................................... 43

a. Reaksi Fotokatalitik...................................................... 43

b. Analisis Menggunakan Kromatografi Cair Kinerja Tinggi

(KCKT) ........................................................................ 44

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ......................................................... 45

A. Preparasi nanokatalis ....................................................................... 45

B. Karakterisasi katalis......................................................................... 47

1. Analisis struktur kristalin............................................................ 47

2. Analisis keasaman....................................................................... 49

iii

3. Analisis morfologi katalis ........................................................... 52

4. Analisis ukuran partikel katalis................................................... 53

5. Uji aktifitas (fotokatalitik) .......................................................... 55

V. KESIMPULAN DAN SARAN ......................................................... 63

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

DAFTAR TABEL

Gambar Halaman

1. Puncak-puncak representatif dari masing-masing acuan pada katalis

LaCr0,98Mo0,02O3 ....................................................................................... 48

2. Puncak-puncak representatif dari difraktogram katalis

LaCr0,98Mo0,02O3 ....................................................................................... 49

3. Hasil produk dari konversi selulosa dengan katalis

LaCr0,98Mo0,02O3 ....................................................................................... 59

4. Perbandingan hasil konversi selulosa menjadi sorbitol dengan katalis yang

berbeda ...................................................................................................... 60

5. Data 2θ dan nilai FWHM Difaktogram Fasa Kristalin ............................. 76

6. Data PengukuranJumlah Situs Asamn Katalis.......................................... 77

7. Data Analisa Spektrum FTIR katalis yang mengadsorbsi piridin ............ 78

8. Data Hasil Distribusi Ukuran Partikel ...................................................... 79

9. Data Hasil konversi nanoselulosa menggunakan katalis

LaCr0,98Mo0,02O3 ....................................................................................... 81

10. Data hasil analisis KCKT sampel dengan sorbitol standar ....................... 82

11. Hasil produk konversi selulosa menjadi sorbitol dan selektivitasnya ...... 84

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

1. Struktur Gula Alkohol............................................................................... 7

2. Reaksi pembentukan sorbitol dari selulosa............................................... 8

3. Reaksi pembentukan manitol dari selulosa............................................... 9

4. Reaksi pembentukan xylitol dari selulosa................................................. 10

5. Struktur selulosa........................................................................................ 11

6. Struktur pektin .......................................................................................... 13

7. Skema proses fotokatalitik ........................................................................ 15

8. Diagram skematik alat KCKT ................................................................. 17

9. Struktur umum Perovskite ABO3.............................................................. 19

10. Skema instrumen FTIR ............................................................................. 29

11. Spektra inframerah.................................................................................... 31

12. Difraktogram XRD ................................................................................... 33

13. Prinsip kerja PSA...................................................................................... 34

14. Skema Kerja TEM .................................................................................... 36

15. Gel LaCr0,98Mo0,02O3 ................................................................................ 46

16. Serbuk padatan LaCr0,98Mo0,02O3.............................................................. 47

17. Difraktogram nanokatalis LaCr0,98Mo0,02O3 ............................................. 48

v

18. Spektrum inframerah nanokatalis LaCr0,98Mo0,02O3 yang telah mengadsorbsi

piridin ........................................................................................................ 50

19. Mikrograf TEM katalis suhu kalsinasi 700oC (a) LaCrO3 (b) La2Mo4O9

(c)LaCr0,98Mo0,02O3 ............................................................................. ..... 52

20. Distribusi partikel nanokatalis LaCr0,98Mo0,02O3 ...................................... 54

21. Hasil uji fehling konversi nanoselulosa menggunakan katalis

LaCr0,98Mo0,02O3 dengan variasi waktu penyinaran (a)30 (b) 45 dan (c) 60

menit ......................................................................................................... 56

22. Presentase % konversi nanoselulosa katalis LaCr0,98Mo0,02O3 ................. 56

23. Kromotograf sorbitol standar .................................................................... 57

24. Kromotograf hasil konversi nanoselulosa menggunakan katalis

LaCr0,98Mo0,02O3 dengan variasi waktu penyinaran (a) 30, (b) 45dan (c) 60

menit ........................................................................................................ 58

25. Tahapan reaksi konversi selulosa menjadi gula alkohol

(sorbitol dan manitol)................................................................................ 61

26. Skema Prosedur Sintesis Katalis LaCr0,98Mo0,02O3 .................................. 74

27. SkemaProsedur Uji Fotokatalitik .............................................................. 75

28. Difaktogram XRD katalis LaCr0,98Mo0,02O3 (700oC) ............................... 76

29. Spektrum FTIR katalis LaCr0,98Mo0,02O3(700oC) .................................... 78

30. Kromatogram sorbitol standar .................................................................. 82

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Konsumsi sukrosa sebagai pemanis makanan sekarang mulai dikurangi dan

digantikan. Mengkonsumsi sukrosa berlebih dapat menimbulkan karies gigi,

karena sukrosa cepat difermentasi menjadi asam oleh mikroorganisme dalam

rongga mulut dan kalorinya cukup tinggi. Sehingga perlu adanya pengganti dari

sukrosa. Bahan pengganti dari gula ini yaitu harus memiliki rasa manis, tidak

toksik, tidak mahal, berkalori dan tidak menyebabkan plak pada gigi serta dapat

dihasilkan secara industrial. Salah satu alternatif untuk menggantikan sukrosa

yaitu gula alkohol (Soesilo dkk. 2005).

Gula alkohol atau poliol merupakan turunan dari sakarida yang gugus keton atau

aldehidnya diganti dengan gugus hidroksil. Poliol adalah poli karbohidrat atau

gula alkohol karena strukturnya menyerupai gula dan bagian ini mirip alkohol,

tetapi senyawa ini bukan gula dan juga bukan alkohol. Poliol memiliki rasa dan

kemanisan hampir sama dengan sukrosa, bahkan beberapa jenis lebih manis.

Senyawa ini sangat penting karena memiliki banyak manfaat yaitu sebagai

pengganti gula yang aman dikonsumsi oleh penderita diabetes yang tidak mampu

memproduksi insulin, stabilizer pada suplemen dan makanan, menjaga kesehatan

gigi dengan cara menghambat pembentukan karies dan plak pada gigi, menekan

2

keasaman plak serta mempercepat proses pembentukan mineral gigi. Contoh

gula alkohol yang banyak dimanfaatkan adalah sorbitol, manitol dan xylitol

(Hansen et al., 2006).

Gula alkohol dapat diperoleh dengan mereduksi selulosa dengan bantuan suatu

katalis. Di alam, selulosa banyak dijumpai sebagai selulosa natif, yaitu selulosa

tidak murni yang masih berikatan dengan senyawa lain seperti lignin dan

hemiselulosa. Selulosa dapat dengan mudah terdegradasi pada temperatur tinggi

(>180 oC) menjadi senyawa furfural, 5-hydroxymethyl furufural (HMF), asam

asetat, asam levulinat dan asam formiat, juga dapat membentuk Carboxy Methyl

Celulose (CMC) yaitu senyawa turunan dari selulosa yang berfungsi sebagai

sumber karbon pada Aspergillus niger untuk produksi bioethanol (Antony, 2012).

Konversi selulosa menjadi gula alkohol telah dilakukan pada penelitian

sebelumnya yaitu menggunakan katalis NixFe2-xO4 dengan variable x = 0,5 pada

suhu 120 ºC dan variable x = 1 pada suhu 140 ºC, hasil uji katalitik menunjukkan

bahwa katalis dapat mengkonversi selulosa menjadi sorbitol, manitol, dan xilitol

(Amalia, 2013). Fukuoka et al (2011) dengan katalis logam Pt(N))/BP2000

menghasilkan sorbitol sebesar 39% dan manitol sebesar 4% dengan waktu 24 jam

pada temperatur reaksi 190 ºC, konversi selulosa menjadi manitol dengan

rendemen sebesar 68,07% menggunakan katalis Ni4,63Cu1Al1,82Fe0,79 pada

temperatur reaksi 215 ºC berhasil dilakukan oleh Zhang et al., 2014. Peneliti

lainnya, Palkovits et al (2011) berhasil mengubah selulosa menjadi xylitol sebesar

11,3% menggunakan katalis Ru/C pada suasana asam (H2SO4) selama 3 jam pada

temperatur reaksi 160 ºC.

3

Beberapa penelitian di atas, menunjukkan hasil dari konversi masih belum

optimum. Sehingga pada penelitian ini selulosa akan dibuat menjadi ukuran

nanoselulosa yang kemudian akan di konversi menjadi gula alkohol.

Nanoselulosa merupakan selulosa yang memiliki ukuran diameter dalam

nanometer (2–20 nm) dan panjangnya antara ratusan sampai ribuan nanometer.

Partikel selulosa yang dirubah menjadi nanoselulosa mengalami perubahan, yaitu

berupa peningkatan kristalinitas, luas permukaan, peningkatan dispersi dan

biodegradasi. Dengan adanya perubahan dari selulosa menjadi nanoselulosa

menyebabkan terjadinya perubahan sifat dari selulosa. Perubahan sifat dari

selulosa juga mempengaruhi bentuk dari struktur nanoselulosa (Isdin, 2010).

Ditinjau dari strukturnya, nanoselulosa mempunyai kelarutan yang besar dalam air

karena banyaknya kandungan gugus hidroksil yang dapat membentuk ikatan

hidrogen dengan air. Akan tetapi tidak demikian karena nanoselulosa tidak larut

dalam air tetapi juga dalam pelarut lain. Penyebabnya ialah struktur dari

nanoselulosa yang kompleks dan kuat serta bagian amorf yang hilang pada proses

hidrolisis oleh asam. Faktor ini menjadi penyebab kristalinitas yang tinggi dari

serat selulosa. Selain tingkat kristalinitas, nanoselulosa juga memiliki

peningkatan luas permukaan, kemampuan dispersi, dan biodegrasi. Selulosa

dengan ukuran nano diharapkan akan lebih mudah dan banyak menghasilkan gula

alkohol dibandingkan dengan mengkonversi selulosa yang memiliki ukuran lebih

besar.

Beberapa penelitian telah menunjukkan kinerja katalis padatnya untuk

mengkonversi selulosa. Fukuoka dan Dhepe 2006, melaporkan bahwa konversi

4

selulosa menggunakan katalis Pt/Al2O3 dengan perolehan rendemen sorbitol 32%

dan manitol 6,6%. Selain itu, HPMo juga dapat mengkatalisis konversi selulosa

menjadi asam glikolat dengan rendemen 49,3% dan katalis MoO3 dengan

rendemen 24,5% pada temperatur 180 ºC dan di aliri gas O2 0,5 MPa selama 1 jam

menggunakan pelarut air (Han et al., 2013). Konversi selulosa menjadi sorbitol

menggunakan katalis Ru/ AC-SO3H dengan porolehan rendemen sebesar 71,1 %

pada temperatur reaksi 165 ºC (Lee and Han, 2012). Serta katalis LaCrO3 juga

berhasil mengkonversi selulosa sebesar 16,66% pada temperatur 140 ºC selama 6

jam (Kahar, 2015).

Beberapa hasil penelitian katalis yang disebutkan di atas masih belum

menunjukkan hasil yang optimum. Hal tersebut menunjukkan bahwa masih perlu

adanya pengembangan sistem katalis dan perlunya menggunakan selulosa dengan

ukuran nano agar hasil konversi lebih optimum. Sehingga pada penelitian ini

akan dilakukan konversi nanoselulosa menjadi gula alkohol dengan menggunakan

LaCr0,98Mo0,02O3 sebagai katalis.

Banyak sekali metode yang telah digunakan untuk mengkonversi selulosa menjadi

sumber bahan bakar dan turunan bahan kimia, seperti fermentasi (Mota et al.,

2011), pyrolisis (Lu et al., 2014), gasifikasi-uap (Zhang and Zhao, 2009) dan

super-kritis (Asghari and Yoshida, 2010). Namun demikian, semua metode

tersebut masih menggunakan energi yang cukup tinggi, peralatan yang digunakan

mahal dan menghasilkan limbah. Sehingga masih perlu di cari metode yang

ramah lingkungan dan ekonomis. Salah satu metode yang dapat digunakan yaitu

5

pemanfaatan sinar matahari (sinar UV) untuk mengkonversi selulosa menjadi

bahan bakar dan turunan bahan kimia (Zhang et al., 2016).

Sinar UV mempunyai rentang panjang gelombang 100-400 nm atau rentang

energi sebesar 3,1-12,4 eV. Sedangkan selulosa dengan ikatan β -1,4 – gliosidik

memerlukan energi sebesar 2-14 kJ/mol untuk memutuskan ikatan O-

glikosidiknya per molekul selulosa (Sorensen et al., 2015). Hal ini telah terbukti

dengan konversi fruktosa dan xylosa menjadi asam organik menggunakan lampu

UV 400 W, λ = 365 nm selama 120 menit pada temperatur 30ºC dengan konversi

sebesar 50-70% (Puttipat et al., 2014). Hasil konversi tersebut dapat ditingkatkan

dengan pemilihan nanokatalis yang tepat untuk mengabsorbsi sinar UV, sehinga

perlu digunakan katalis yang baik untuk menghasilkan hasil konvesi yang lebih

banyak.

Adanya kaitan antara ukuran katalis dengan hasil kerja ini yang menjadi acuan

penggunaan nanokatalis dalam penelitian ini. Aktivitasi optimal dari suatu katalis

dapat meningkatkan uji katalitik pada proses konversi. Katalis dengan ukuran

nanopartikel akan memiliki aktifitas yang jauh lebih baik sebagai katalis karena

memiliki luas area permukaan yang cukup tinggi dengan rasio atom-atom yang

menyebar merata pada permukaan sehingga memudahkan transfer massa reaktan

untuk dapat berdifusi sampai masuk ke dalam situs aktif katalis di dalam pori-pori

(Widegren et al., 2003).

Oleh karena itu, pada penelitian ini akan dilakukan preparasi nanokatalis

LaCr0,98Mo0,02O3 dengan metode sol-gel. Kemudian akan dilakukan freez dry dan

kalsinasi dengan suhu 700 oC, serta dilakukan karakterisasi. Katalis

6

LaCr0,98Mo0,02O3 tersebut akan digunakan dalam proses konversi nanoselulosa

menjadi gula alkohol seperti sorbitol, manitol, dan xylitol.

B. Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini yaitu sebagai berikut :

1. Mempelajari preparasi nanokatalis LaCr0,98Mo0,02O3 dengan metode sol-gel.

2. Mengkarakterisasi nanokatalis LaCr0,98Mo0,02O3 yang telah di sintesis dengan

metode sol-gel.

3. Menganalisis potensi uji aktivitas dari nanokatalis LaCr0,98Mo0,02O3 dalam

mengkonversi nanoselulosa menjadi gula alkohol.

C. Manfaat Penelitian

Adapun manfaat dari penelitian ini adalah memberikan informasi mengenai

kemampuan nanokatalis LaCr0,98Mo0,02O3 dalam menguji aktivitas katalis tersebut

pada proses konversi nanoselulosa menjadi sorbitol, manitol, dan xylitol.

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Gula Alkohol

Gula alkohol merupakan gula yang komposisi kimianya memiliki tiga atau lebih

kelompok hidroksil (Goldberg, 1994). Secara kimia disebut sebagai gula alkohol

karena bagian strukturnya mirip dengan alkohol dan rasanya menyerupai gula

tebu. Rasa manis yang dimiliki menjadikan gula alkohol sebagai pemanis yang

rendah kalori, sehingga sering digunakan sebagai pemanis untuk penderita

diabetes karena tidak menaikkan kadar glukosa darah. Senyawa drai gula alkohol

diantaranya yaitu sorbitol, manitol, xylitol, erythritol, maltitol, laktitol, dan

platinit. Struktur dari sorbitol, manitol dan xylitol ditunukkan pada Gambar 1.

(a) (b) (c)

Gambar 1. Struktur gula alkohol (a) sorbitol, (b) manitol, (c) xylitol.

8

1. Sorbitol

Sorbitol adalah salah satu gula alkohol yang terdiri dari enam karbon dengan

rumus kimia C6H14O6. Sorbitol banyak digunakan sebagai pengganti gula karena

bahan dasarnya mudah diperoleh dan murah. Selain itu karena sifatnya yang tidak

reaktif dan tidak hidroskopis, sorbitol digunakan untuk eksipien pada produksi

tablet kunyah dan granulasi serbuk. Di indonesia sorbitol diproduksi dari umbi

tanaman singkong (Manihot utillissima pohl). Sorbitol juga terdapat pada alga

merah sekitar 13,6 %, pada tanaman berri dari spesies Sorbus amiricana sebanyak

10 % dan terdapat juga pada famili Rosaceae seperti buah pir, apel, ceri, prune,

peach, dan aprikot. Selain terdapat pada tanaman, jaringan tubuh juga

memproduksi sorbitol melalui hasil katalisasi dari D-glukosa oleh enzim aldose

reductase yang mengubah struktur aldehid (CHO) pada glukosa menjadi alkohol

(CH2OH) (Garrow and james, 1993). Produksi sorbitol secara komersial

dilakukan dengan hidrogenasi glukosa menggunakan katalis nikel dengan tekanan

tinggi. Reaksi pembentukan sorbitol secara umum yaitu sebagai berikut:

Gambar 2. Reaksi pembentukan sorbitol dari selulosa

Sebelum terbentuk glukosa, selulosa mengalami hidrolisis sehingga terbentuk

monomer-monomernya yaitu glukosa. Kemudian glukosa mengalami reaksi

9

hidrogenasi dengan bantuan katalis logam yang bertekanan tinggi. Penambahan

gas hidrogen yang di katalis dengan logam seperti platinum, palladium, nikel dan

rhodium akan meningkatkan temperatur sehingga produk yang dihasilkan akan

lebih banyak (Marhusari, 2009).

2. Manitol

Manitol adalah gula alkohol seperti sorbitol yang memiliki enam karbon dengan

rumus kimia C6H14O6 , berat molekulnya 182,17 g/mol dan memiliki kelarutan

lebih kecil dibandingkan dengan sorbitol yaitu 22 g manitol didalam 100 ml air

(25 ºC). Manitol memiliki tingkat kemanisan 0,5 sampai dengan 0,7 kali tingkat

kemanisan sukrosa. Manitol tidak bersifat sebagai pereduksi sebab tidak memiliki

gugus aldehid bebas. Secara alami manitol terdapat pada nanas, asparagus, ubi

jalar, wortel dan alga coklat. Manitol adalah hasil reduksi dari manosa dimana

gugus aldehid pada atom C1 diubah menjadi gugus CH2OH. Mekanisme

pembentukan manitol secara umum adalah sebagai berikut.

Gambar 3. Reaksi pembentukan manitol dari selulosa

3. Xylitol

Xylitol adalah gula alkohol yang memiliki rumus kimia C5H12O5 dengan berat

molekul 152,15 g/mol dan kelarutan xylitol 169 g didalam 100 ml air (20 ºC),

10

serta memiliki pH 5-7 di dalam air. Tingkat kemanisan xylitol relatif sama

dengan sukrosa, tetapi lebih tinggi daripada sorbitol (Bar, 1991). Karena tingkat

kemanisannya sama dengan sukrosa sehingga xylitol banyak digunakan dalam

industri makanan seperti industri coklat, permen, es krim, selai, jus juga pada

produksi roti dan minuman. Xylitol banyak terdapat dalam sayuran dan buah-

buahan juga diproduksi oleh mikroorganisme yeast dan bakteri serta dapat

diproduksi di dalam tubuh manusia dewasa.

Sama halnya dengan sorbitol dan mannitol, xylitol juga dapat dikonversi dari

bahan lignoselulosa khususnya hemiselulosa atau xilan. Melalui proses hidrolisis

xilan akan membentuk xilosa dan arbinosa yang kemudian dapat dihidrogenasi

menjadi xylitol.

Gambar 4. Reaksi pembentukan xylitol dari selulosa

B. Selulosa

Selulosa merupakan biomassa yang paling berlimpah di alam, umumnya selulosa

banyak terdapat pada kayu dan dinding sel tanaman bisa mencapai 40-50%

(Fukuoka and Dhepe, 2009). Selulosa merupakan polimer karbohidrat yang

tersusun dari β D-glukopironosa dengan ikatan β 1,4-glikosida dan terdiri dari tiga

11

gugus hidroksi per anhidro glukosa. Selulosa memiliki rumus empiris (C6H10O5)n

dengan n menunjukkan derajat polimerisasi yakni jumlah satuan glukosa.

Kedudukan β dari gugus OH pada atom C1 membutuhkan pemutaran unit glukosa

melalui sumbu C1-C4 cincin piranosa (Mathur and Mathur, 2001).

Gambar 5. Struktur Selulosa

Selulosa banyak ditemukan pada limbah hasil pertanian, antara lain sekam padi

sekitar 58%, kulit batang sagu 56,86%, tongkol jagung 44,9%, kayu kertas 40-

45%, kayu lunak 38-49%, tandan kosong kelapa sawit 36-42%, rumput esparto

33-38%, ampas tebu 32-44%, jerami gandum 29-37%, jerami padi 28-36% dan

bambu sekitar 26-43% (Akgul and Kirci, 2009).

Selulosa dapat dihidrolisis menjadi gula reduksi (glukosa, fruktosa, selbiosa)

dengan menggunakan media air dan dibantu dengan katalis asam atau enzim

(Huber et al., 2006), degradasi dengan supercritical water, depolimerisasi dalam

cairan ionik (Rinaldi et al., 2010), dan pirolisis suhu tinggi dengan atau tanpa

katalis (Carlson et al., 2008). Hasil hidrolisis selulosa dapat dikonversi menjadi

gula alkohol (sorbitol, mannitol, xylitol) serta glukosa anhidrat. Dimana hasil

konversi ini dapat dipergunakan lebih lanjut sebagai produksi bahan kimia atau

bahan produksi biofuel karena memiliki banyak manfaat lainnya (Hansen et al.,

2006).

12

Selulosa dengan ukuran nano atau nanoselulosa merupakan material baru,

memiliki ukuran diameter dalam nanometer (2–20 nm) (Helbert et al., 1996) yang

mengalami perubahan, perubahan ini berupa peningkatan kristalinitas, luas

permukaan, peningkatan dispersi dan biodegradasi. Dengan adanya perubahan

dari selulosa menjadi nanoselulosa menyebabkan terjadinya perubahan sifat dari

selulosa dapat dimanfaatkan sebagai filler penguat polimer, aditif untuk produksi

biodegradable, penguat membran, pengental untuk dispersi, dan media pembawa

obat (Ioelovich, 2012). Selain itu perubahan dari selulosa tersebut akan

memudahkan dalam proses konversi nanoselulosa menjadi gula alkohol.

Konversi dipengaruhi oleh berbagai faktor lain seperti indeks kristalinitas, tingkat

polimerisasi, dan fraksi gugus ujung yang terikat dengan substrat. Indeks

kristalinitas merupakan faktor utama dalam proses konversi selulosa. Hal ini

dikarenakan struktur kristal yang dimiliki selulosa sebagai hasil ikatan jaringan

hidrogen yang luas, mampu membuat selulosa tahan terhadap reaksi enzimatik.

Jika struktur kristal yang dimiliki selulosa semakin kristalin, maka katalis akan

semakin sulit untuk berinteraksi dengan situs inti kristal pada selulosa (Zang et

al., 2010).

C. Pektin

Pektin merupakan suatu polimer dari polisakarida yang memiliki bobot molekul

tinggi dan terkandung dalam lamella tengah dinding sel pada tumbuhan darat.

Komponen utama pektin adalah molekul asam galakturonat yang dihubungkan

dengan unit-unit yang sama melalui ikatan α – 1,4 – glikosidik. Komponen lain

13

yang merupakan komponen minor meliputi L-arabinosa, D-xilosa, D-galaktosa

dan L-rhamnosa. Sebagian gugus karboksil pektin teresterifikasi oleh metil

alkohol (Towle and Christensen, 1973).

Pada umumnya larutan pektin bersifat asam, hal ini dikarenakan adanya gugus

karboksil pada rantai panjang struktur pektin. Namun, sebagian dari gugus

karboksil tersebut secara alami juga termetoksilasi menjadi gugus metoksil

(Yujaroen et al., 2008). Struktur pektin ditunjukkan pada Gambar 6.

Gambar 6. Struktur pektin

Pektin merupakan serbuk halus atau sedikit kasar, berwama putih dan hampir

tidak berbau. Bobot molekul pektin bervariasi antara 30.000-300.000. Kelarutan

pektin berbeda-beda, sesuai dengan kadar metoksilnya. Pektin dengan kadar

metoksi tinggi (7-9%) akan mudah larut di dalam air sedangkan pektin dengan

kadar metoksi rendah (3-6%) mudah larut di dalam alkali dan asam oksalat.

Pektin tidak larut di dalam alkohol dan aseton. Kadar metoksi merupakan jumlah

metanol di dalam 100 mol asam galakturonat. Kadar metoksi berperan dalam

menentukan sifat fungsional dan mempengaruhi struktur serta tekstur dari gel

pektin (Erika, 2013).

13


















13


















14

Pembentukan gel pada pektin terjadi melalui ikatan hidrogen antara gugus

karbonil bebas dengan gugus hidroksil. Pektin dengan kandungan metoksi tinggi

membentuk gel dengan gula dan asam pada konsentrasi gula 58-70% sedangkan

pektin dengan metoksi rendah tidak mampu membentuk gel dengan asam dan

gula tetapi dapat membentuk gel dengan adanya ion-ion kalsium.

Saat ini pektin telah banyak digunakan sebagai komponen fungsional pada

industri makanan karena kemampuannya dalam membentuk gel dan menstabilkan

protein (May, 1990). Selain itu, melalui pembuluh darah pektin dapat

memperpendek waktu koagulasi darah untuk mengendalikan pendarahan (Farobie,

2006). Pektin pada penelitian ini digunakan untuk sintesis katalis, yang berfungsi

sebagai penghelat yang dapat mengikat ion.

D. Reaksi Fotokatalitik

Fotokatalitik merupakan kombinasi proses fotokimia dan katalitik. Dalam hal ini

diperlukan cahaya dan katalis untuk melangsungkan (mempercepat) reaksi kimia

(Linsebigler et.,al 1995). Sehingga dapat dikatakan, reaksi fotokatalitik adalah

reaksi yang berlangsung karena pengaruh cahaya dan katalis secara bersama-

sama. Katalis ini mempercepat fotoreaksi melalui interaksinya dengan subtrat

baik dalam keadaan dasar maupun keadaan tereksitasinya, atau fotoproduk

utamanya, yang bergantung pada mekanisme fotoreaksi tersebut. Secara umum,

fotokatalitik terbagi menjadi dua jenis, yaitu fotokatalik homogen dan fotokatalitk

heterogen. Fotokatalitik homogen adalah reaksi fotokatalitik dengan bantuan

oksidator seperti ozon dan hydrogen peroksida, sedangkan fotokatalitik heterogen

15

merupakan teknologi yang didasarkan pada irradiasi sinar UV pada

semikonduktor (Qodri, 2011).

Semikonduktor mempunyai struktur elektronik yang berbeda dari bahan lain,

yaitu dengan adanya conduction band (bagian teratas dari semikonduktor yang

tidak terisi elektron) dan valence band (bagian terbawah dari semikonduktor yang

terisi elektron). Dua jenis band ini dipisahkan oleh bandgap yang nilainya

ditunjukkan oleh bandgap energy (Eg). Bandgap energy inilah yang menjadi

salah satu faktor penentu efisiensi reaksi fotokatalitik. Mekanisme proses

fotokatalitik di tunjukkan pada Gambar 7.

Gamabar 7. Skema Proses Fotokatalitik

Mekanisme fotokatalitik dimulai absorbsi foton oleh semikonduktor, yang

menyebabkan terjadinya pemisahan muatan atau fotoeksitasi dalam

semikonduktor. Elektron (e-) akan tereksitasi ke pita konduksi dengan

meninggalkan lubang positif (h+) pada pita valensi. Proses redoks kemudian

terjadi jika ada senyawa yang teradsorbsi pada permukaan semikonduktor.

Elektron pada pita konduksi akan beraksi dengan akseptor elektron dan lubang

16

(hole) positif pada pita valensi akan akan beraksi dengan donor elektron.

Senyawa-senyawa polutan organik umumya adalah donor elektron dan jika berada

dalam air dapat teroksidasi.

Hole akan memecah air membentuk suatu hidroksi radikal. Hidroksi radikal

tersebut kemudian akan bereaksi dengan molekul organik dan memecah senyawa

organik tersebut menjadi senyawa intermediet lain yang akan mengalami reaksi

lebih lanjut. Elektron yang tereksitasi akan bereaksi dengan oksigen yang

membentuk spesi anion super oksida. Anion super oksida akan bereaksi dengan

senyawa hasil pemecahan molekul organik membentuk produk. Siklus ini akan

terus berulang sampai reaksi selesai (Putera, 2008).

E. Kromatografi Cair Kinerja Tinggi (KCKT)

Kromatografi merupakan salah satu metode pemisahan komponen-komponen

campuran dalam keadaan kesetimbangan diantara dua fase yaitu fase diam yang

dapat menahan cuplikan dan fase gerak yang dapat membawa cuplikan.

Kromatografi berdasarkan fase geraknya dapat dibedakan menjadi dua, yaitu

kromatografi gas dan kromatografi cair (Day & Underwood 2002). Kromatografi

Cair Kinerja Tinggi (KCKT) merupakan salah satu teknik kromotografi yang

menggunakan cairan sebagai fase geraknya. Sampel yang digunakan dapat

berbentuk cairan atau padatan yang dilarutkan dalam pelarutnya. Sampel

dialirkan pada suatu kolom kromotografi dengan bantuan fase gerak. Pemisahan

terjadi dengan adanya interaksi anatara fase gerak dan fase diam. Interaksi yang

terjadi dapat berupa adsorbsi padat-cair, partisi cair-cair, penukar ion, maupun

17

eksklusi ukuran (Harvey, 2000).

KCKT merupakan salah satu contoh kromatografi cair yang menggunakan zat

cair sebagai fase gerak. Selain untuk pemisahan, metode ini juga dapat

digunakan untuk analisis kualitatif dan kuantitatif. Keuntungan menggunakan

KCKT antara lain jumlah sampel yang diperlukan sangat (beberapa mikroliter),

waktu yang diperlukan oleh suatu komponen untuk mencapai detektor atau

waktu retensinya hanya dalam beberapa menit, dan batas deteksinya sampai

nanogram perliter. Instrumen dasar KCKT terdiri dari pompa, sistem pemasukan

sampel, kolom, detektor, dan rekorder (Hendayana et al., 1994). Diagram

skematik alat KCKT ditunjukkan pada Gambar 8.

Gambar 8. Skema Alat KCKT.

Pada Kromatografi Cair Kinerja Tinggi (KCKT) ada 2 tipe pemisahan yaitu :

1. Pemisahan dengan Fasa Normal

Pemisahan yang dilakukan jika Fasa diamnya bersifat lebih polar

dibandingkan dengan fasa geraknya.

2. Pemisahan dengan Fasa Terbalik

17

















17

















18

Pemisahan yang dilakukan jika fasa diamnya bersifat kurang non polar


Prinsip kerja KCKT pada dasarnya sama dengan kromatografi lapis tipis dan

kromatografi kolom, yang membedakan adalah pada kolom (fasa diam) KCKT

memperbolehkan ukuran butir partikel yang lebih kecil sehingga memberi luas

permukaan yang lebih besar untuk molekul-molekul yang lewat berinteraksi

dengan fasa diamnya. Hal ini membuat keseimbangan antar fasa menjadi lebih

baik dan efisien. Tekanan tinggi menyebabkan fasa gerak berdifusi menjadi

sekecil-kecilnya karena gerakan yang begitu cepat. Sehingga akan didapatkan

hasil pemisahan komponen-komponen dari campuran yang sebaik-baiknya.

Metode ini dapat digunakan pada senyawa yang tidak tahan terhadap panas dan

berbobot molekul besar.

Waktu yang dibutuhkan oleh senyawa untuk bergerak melalui kolom menuju

detektor disebut waktu retensi. Waktu retensi diukur berdasarkan waktu dimana

sampel diinjeksikan sampai satu senyawa keluar di prosesor unit pengolah data

yang ditunjukkan oleh ketinggian puncak yang maksimum dari senyawa itu.

Waktu retensi yang dihasilkan oleh tiap senyawa akan berbeda-beda.

F. Senyawa Perovskite

Oksida logam yang membentuk struktur perovskite dengan rumus umum ABO3

telah menjadi perhatian yang menarik selama dua dekade terakhir karena

mempunyai aplikasi komersil yang potensial sebagai katalis untuk dekomposisi

NOx, sel elektroda bahan bakar, dan sensor deteksi gas. Senyawa ABO3 memiliki

19

struktur yang sangat sederhana, dimana struktur idealnya membentuk kubus

dengan kation besar (A) dikelilingi oleh dua anion dan kation yang lebih kecil (B)

dikelilingi oleh enam anion. Contoh struktur umum perovskite pada Gambar 9.

Gambar 9. Struktur umum perovskite ABO3 .

Perubahan struktur dapat terjadi pada beberapa perovskite. Misalnya atom A atau

B tidak berada dalam ukuran yang benar dalam menyerang situs yang dihasilkan

oleh sisa struktur. Struktur oksida yang ideal adalah struktur kubik perovskite

yang panjang ikatannya berhubungan dengan ukuran unit sel a dengan,

a = BAr _2 = OBr _2

Derajat perubahan perovskite diberikan dengan faktor toleransi,

t =OB

OA

r

r

_

_

2

2

Pada prakteknya, ada beberapa fleksibilitas dari panjang ikatan dan biasanya

perovskite kubik terbentuk dengan t dalam rentang 0.9 < t < 1.0. Jika t > 1, sisi B

lebih besar dari yang dibutuhkan. Jika t sedikit lebih besar dari 1.0 maka struktur

berubah namun masih struktur dasar perovskite seperti BaTiO3 dengan t = 1,06.

Untuk perbedaan yang lebih besar dari t = 1, ion B menempati sisi yang lebih

20

kecil dengan bilangan koordinasi yang lebih rendah dan struktur berubah

seluruhnya seperti pada BaSiO3 dengan Si tetrahedral. Untuk faktor toleransi

yang lebih kecil 0,85 < t < 0,90 terjadi perubahan struktur yang berbeda seperti

GdFeO3, kation A terlalu kecil untuk sisi tersebut. Untuk t < 0,85, perubahan

struktur perovskite tidak stabil dalam waktu lebih lama dan kation A menempati

sisi yang lebih kecil, contoh adalah pada LiNbO3 dan FeTiO3.

Perovskite dapat diberikan dengan rumus umum A1A2B1B2O3 dimana A1 adalah

yang terpilih diantara Lantanida (umumnya La, namun kadang-kadang Ce, Pr atau

Nd) dan A2 adalah diantara logam alkali tanah (Ca, Ba, Sr) posisi B1 dan B2

ditempati oleh logam transisi (Co, Mn, Fe, Cr, Cu, V) atau logam mulia. A2 dan

B2 berhubungan dengan subtitusi sebagian dari ion A1 dan B1. Metode preparasi

perovskite dapat dilakukan dengan metode etilen glikol dengan prekursor garam

oksalat, atau dengan metode karbonil dengan prekursor garam asetat, dan metode

sitrat dengan prekursor garam nitrat (Irusta et al., 1998). Katalis oksida tipe

perovskite dapat memberikan aktivitas katalitik yang baik untuk oksidasi CO dan

reduksi NO (Deremince, 1995).

G. Katalis

Katalis merupakan suatu zat yang mampu meningkatkan laju suatu reaksi, tanpa

mengalami perubahan apapun dan secara termodinamika tidak akan

mempengaruhi nilai ketetapan kesetimbangan. Sebenarnya dalam suatu reaksi,

katalis ikut terlibat membentuk ikatan dengan molekul yang ada untuk saling

bereaksi membentuk produk yang kemudian pada akhir reaksi akan kembali ke

21

bentuk semula. Maka dari itu, katalis tidak memberikan tambahan energi pada

sistem, tapi menurunkan energi aktivasi, yang menyebabkan reaksi berlangsung

lebih cepat. Penurunan energi aktivasi tersebut terjadi akibat adanya interaksi

antara reaktan dengan situs-situs aktif yang terdapat pada katalis (Anderson et al.,

1976).

Katalis mempercepat reaksi dengan cara menurunkan energi aktivasi reaksi.

Penurunan energi aktivasi tersebut terjadi sebagai akibat dari interaksi antara

katalis dan reaktan. Katalis menyediakan situs-situs aktif yang berperan dalam

proses reaksi. Situs-situs aktif ini dapat berasal dari logam-logam yang terdeposit

pada pengemban atau dapat pula berasal dari pengemban sendiri. Logam-logam

tersebut umumnya adalah logam-logam transisi yang menyediakan orbital d

kosong atau elektron tunggal yang akan disumbangkan pada molekul reaktan

sehingga terbentuk ikatan baru dengan kekuatan ikatan tertentu (Campbell, 1998).

Pada umumnya katalis memiliki sifat-sifat yaitu sebagai berikut :

1. Aktivitas

Katalis harus memiliki kemampuan untuk dapat aktif bereaksi. Keaktifan

tersebut dapat dibuktikan dari hasil kerja katalis dalam mengubah bahan baku

menjadi produk baru yang diinginkan. Katalis dikatakan memiliki aktivitas

yang baik, jika katalis mampu menuju kesetimbangan dengan waktu yang

sangat singkat.

2. Selektivitas

Katalis harus memiliki kemampuan untuk dapat menghasilkan produk yang

diinginkan. Selektivitas diperlukan dalam pemilihan setiap material yang akan

digunakan. Hal ini dikarenakan dalam suatu proses reaksi, terdapat zat yang

22

berperan dalam meningkatkan laju reaksi, namun juga dapat menjadi

penghambat pada proses lainnya. Katalis dikatakan memiliki selektivitas yang

baik, jika katalis mampu secara efektif meningkatkan jumlah produk yang

diinginkan.

3. Stabilitas

Katalis harus memiliki kemampuan untuk dapat menghadapi racun atau zat lain

yang mungkin dapat merusak kinerja dari katalis itu sendiri. Stabilitas katalis

dalam proses reaksi akan berpengaruh pada produk yang dihasilkan.

4. Kekuatan mekanik

Katalis harus memiliki kemampuan untuk dapat digunakan dalam kondisi

apapun, meskipun dalam tekanan dan temperatur tinggi (Nasikin dan Susanto,

2010).

H. Material Nanopartikel

Material nanopartikel menarik banyak peneliti karena material nanopartikel

menunjukkan sifat fisika dan kimia yang spesifik dibanding dengan bulk

materialnya, seperti kekuatan mekanik, elektronik, magnetik, kestabilan termal,

katalitik dan optik (Deraz et al., 2009). Nanopartikel merupkan suatu partikulat

yang terdispersi atau partikel-partikel padatan dengan ukuran partikel berkisar 10

– 100 nm (Mohanraj and Chen, 2006; Sietsma et al., 2007 ).

Material nanopartikel lebih unggul dibandingkan dengan material besarnya (bulk).

Pertama, ukuran yang sangat kecil, menyebabkan material nanopartikel memiliki

angka perbandingan yang besar antara luas permukaan dan volumenya. Sehingga

23

bersifat lebih reaktif, karena hanya atom-atom di permukaan saja yang akan saling

bersentuhan langsung dengan material lain. Kedua, perubah sifat, seperti sifat

kekuatan mekanik, transparansi, konduktifitas listrik dan magnetisasi pada

material nanopartikel yang berkaitan dengan fenomena kuantum akibat pengaruh

keterbatasan ruang gerak. Sedangkan perbandingan jumlah atom yang menempati

luas permukaan dan volume berkaitan dengan perubahan sifat seperti titik leleh,

titik didih dan reaktivitas kimia dari material nanopartikel tersebut (Abdullah,

2008).

Material nanopartikel menunjukkan potensi sebagai katalis karena material

nanopartikel memiliki area permukaan yang luas dan rasio-rasio atom yang

tersebar secara merata pada permukaanya, sifat ini menguntungkan untuk transfer

massa di dalam pori-pori dan juga menyumbangkan antar muka yang besar untuk

reaksi-reaksi adsorpsi dan katalitik (Widegren and Finke, 2003). Selain itu,

material nanopartikel telah banyak dimanfaatkan sebagai katalis untuk

menghasilkan bahan bakar dan zat kimia serta katalis untuk mengurangi

pencemaran lingkungan (Sietsma et al., 2007).

Nanopartikel dalam bidang katalis telah banyak peneliti yang mampu

menghasilkan nanokatalis dengan metode nanopartikel yang umum digunakan,

seperti metode hidrotermal (Ohara et al., 2004), metode simple heating (Abdullah,

2008), metode combustion, metode sintesis koloid (Soderlind, 2008), metode

kopresipitasi (Kanade et al., 2006) dan metode sol-gel (Ismunandar, 2006).

24

I. Metode Preparasi katalis

Karakteristik katalis sangat dipengaruhi oleh setiap proses preparasi katalis yang

dilakukan. Pemilihan metode preparasi katalis yang tepat dan sesuai akan

memberikan karakteristik katalis yang diinginkan seperti mempunyai aktivitas,

selektivitas dan stabilitas yang tinggi. Tujuan utama dari metode preparasi katalis

adalah mendapatkan struktur definit, stabil, mempunyai luas permukaan yang

tinggi dan situs aktif yang lebih terbuka.

Beberapa jenis metode preparasi katalis adalah sebagai berikut :

1. Sol Gel

Sol gel adalah suatu suspensi koloid dari partikel yang digelkan ke bentuk

padatan. Proses sol gel dapat digunakan untuk pembuatan gelas yang tidak

melibatkan suatu proses peleburan. Proses ini melibatkan evolusi jaringan-

jaringan anorganik melalui polimerisasi kondensasi untuk kemudian membentuk

suspensi yang disebut sol (Sopyan dkk., 1997). Sol adalah suspensi dari partikel

koloid pada suatu cairan atau larutan molekul polimer (Rahaman, 1995). Di

dalam sol ini terlarut partikel halus dari senyawa hidroksida atau senyawa oksida

logam. Proses tersebut kemudian dilanjutkan dengan proses gelasi dari sol

tersebut untuk membentuk jaringan dalam suatu fasa cair yang kontinyu, sehingga

terbentuk gel (Sopyan dkk., 1997).

Preparasi katalis heterogen dengan proses sol-gel melibatkan tahapan

pembentukan sol dan kemudian menjadi gel. Sol gel adalah suatu suspensi

koloid dari partikel yang digelkan ke bentuk padatan. Sol adalah suspensi cair

25

dari partikel padat dengan ukuran 1 nm – 1 mikron, dapat diperoleh dari

hidrolisis dan kondensasi parsial prekursor seperti sebuah garam anorganik atau

logam. Kondensasi lebih lanjut dari partikel sol menjadi jaringan tiga dimensi

yang berbentuk gel, yang merupakan material fasa ganda dengan enkapsulat

padat dan pelarut. Keunggulan dari metode sol-gel antara lain, proses

berlangsung pada temperatur rendah, bisa diaplikasikan dalam segala kondisi

(versatile), menghasilkan produk dengan kemurnian dan kehomogenan yang

tinggi jika parameternya divariasikan. Dimana bisa dilakukan kontrol terhadap

ukuran dan distribusi pori yang merubah rasio molar air/prekursor, tipe katalis

atau prekursor, suhu gelasi, pengeringan dan proses stabilisasi. Selain itu pada

proses sol-gel tidak terjadi reaksi dengan senyawa sisa, kehilangan bahan akibat

penguapan dapat diperkecil, dan mengurangi pencemaran udara (Delfinas, 2014).

2. Freeze Dry

Pada preparasi katalis dengan metode konvensional seperti pengeringan dalam

oven (drying) dapat menyebabkan molekul-molekul pelarut terperangkap dalam

pori-pori katalis. Hal ini akan berdampak pada berkurangnya situs aktif katalis

sehingga aktivitas katalis dalam suatu reaksi tidak optimal. Molekul-molekul

pelarut tersebut dapat dikeluarkan dengan pemanasan pada temperatur tinggi

(kalsinasi), tetapi pemanasan pada temperatur yang tinggi dapat menyebabkan

kerusakan terhadap pembentukan kisi kristal katalis yang teridentifikasi melalui

kadar fasa kristalin dan luas permukaannya. Maka diperlukan metode lain yang

lebih baik untuk mengatasi permasalahan tersebut. Freeze drying merupakan

suatu metode yang memiliki efektivitas tinggi yang dapat digunakan untuk

26

mengeluarkan molekul-molekul air dalam pori-pori prekursor katalis atau

pendukung tanpa merusak kisi kristal molekul katalis itu sendiri.

Freeze drying adalah suatu proses yang telah umum dikenal dalam bidang biologi,

farmasi dan makanan. Metode ini cocok untuk senyawa yang sensitif terhadap

panas, virus dan mikroorganisme. Proses yang terjadi adalah mengubah air yang

terperangkap dalam rongga bahan katalis mejadi uap air tanpa melalui intermediet

cair. Dasar sublimasi ini melibatkan absorpsi panas oleh sampel beku guna

menguapkan air, pemindahan dan pengumpulan uap air ke dalam suatu kondesor,

menghilangkan panas sebagai akibat pembentukan es, dari kondensor melalui

sistem refrigerator. Intinya proses freeze-dry adalah keseimbangan antara panas

yang diadsorpsi oleh sampel untuk menguapkan air dan memindahkan panas dari

kondensor untuk mengubah uap air menjadi es. Dalam katalis, metode ini

digunakan untuk menghilangkan air hidrat dalam rongga bahan katalis tanpa

merusak struktur jaringan bahan tersebut (Labconco, 1996).

3. Kalsinasi

Kalsinasi merupakan proses pemanasan suatu zat padat pada suhu tinggi dibawah

titik lelehnya yang dilakukan secara bertahap dengan laju dan derajat kenaikan

yang konstan. Kalsinasi dibutuhkan pada zat padat seperti katalis untuk dapat

mengubah kristal-kristal yang ada sehingga diperoleh ukuran partikel yang lebih

optimum. Perubahan ini terjadi karena atom-atom karbon, hidrogen dan oksigen

dapat teruapkan menjadi air dan karbon dioksida.

Peristiwa yang terjadi pada proses kalsinasi yaitu :

27

1. Dekomposisi komponen prekursor pada pembentukan spesi oksida. Proses

pertama terjadi pelepasan air bebas (H2O) dan terikat (OH) berlangsung

sekitar suhu 100o dan 300o C.

2. Pelepasan gas CO2 yang berlangsung sekitar suhu 600o C, terjadi

pengurangan berat secara berarti dan terjadi reaksi antara oksida yang

terbentuk dengan penyangga.

3. Sintering komponen prekusor. Pada proses ini struktur kristal sudah

terbentuk namun ikatan diantara partikel serbuk belum kuat dan mudah

lepas.

J. Karakterisasi Katalis

Karakterisasi katalis ini digunakan untuk memperoleh informasi mengenai

katalis yang dibuat yaitu sifat kimia dan sifat fisika. Pada karakterisasi kimia

untuk mengetahui jumlah kandungan logam dalam katalis, keasaman, ikatan

kimia dan kristalinitas. Sedangkan karakterisasi fisika untuk mengetahui luas

permkaan, diameter pori, volume pori, kekerasan dan distribusi logam pada

katalis.

1. Analisis Keasaman

Analisis keasaman dilakukan dengan metode gravimetri untuk mengetahui

jumlah situs asam selanjutnya dianalisis menggunakan instrumentasi Fourier

Transform Infra Red (FTIR) untuk mengetahui jenis situs asam pada katalis.

28

a. Metode Gravimetri

Keasaman katalis merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi aktivitas dari

katalis. Aktivitas katalis dipengaruhi oleh besarnya keasaman dari katalis tersebut.

Semakin banyak jumlah situs asam suatu katalis, maka situs aktif yang terkandung

dalam katalis.juga semakin banyak. Sehingga aktivitas katalitik katalis juga

semakin meningkat. Penentuan jumlah situs asam dalam katalis dapat dilakukan

dengan menggunakan metode gravimetri dengan cara menghitung jumlah basa

yang teradsorpsi secara kimia (kemisorpsi) dalam fase gas (ASTM, 2005).

Basa yang digunakan dalam metode gravimetri yaitu seperti amonia, piridin,

piperidin, quinolin, trimetil amin, dan pirol yang teradsorbsi pada situs asam

dengan kekuatan adsorbsi yang proporsional dengan kekuatan asam (Richardson,

1989). Namun, basa yang sering digunakan dalam metode ini yaitu piridin.

Penentuan jumlah situs asam menggunakan piridin sebagai basa adsorbat

merupakan penentuan jumlah situs asam yang terdapat pada permukaan katalis,

dengan asumsi bahwa ukuran molekul piridin yang relatif besar sehingga hanya

dapat teradsorbsi pada permukaan katalis (Rodiansono et al., 2007). Berikut

merupakan cara mengukur keasaman atau menghitung banyaknya jumlah mol basa

yang teradsorpsi pada permukaan katalis menggunakan piridin sebagai basa

adsorban.

= ( − )( − ) × /Dimana, w1 = Berat wadah

w2 = Berat wadah + sampelw3 = Berat wadah + sampel yang

telah mengadsorpsi piridinBM = Berat molekul piridin

29

b. Fourier Transform Infra Red (FTIR)

Penetuan jenis situs asam pada katalis dapat ditentukan menggunakan

spektroskopi infra merah (FTIR) dari katalis yang telah mengadsorpsi basa

adsorbat. FTIR merupakan salah satu instrumen yang menggunakan prinsip

spektroskopi. FTIR merupakan suatu metode analisis yang mengamati interaksi

antar atom-atom dalam molekul berdasarkan perubahan vibrasi-vibrasi yang

terbentuk pada saat sampel teradsorpsi dengan energi khusus dan dilewati oleh

sinar inframerah (Ayyad, 2011). Sinar inframerah ini berada pada jangkauan

panjang gelombang 2,5 – 25 µm atau jangkauan frekuensi 2000 – 400 cm-1. Hal

ini karena di daerah jangkauan antara 2000 – 400 cm-1 adalah daerah khusus yang

berguna untuk identifkasi gugus fungsional.

Instrumen FTIR menggunakan sistem yang disebut dengan interferometer untuk

mengumpulkan spektrum. Interferometer terdiri atas sumber radiasi, pemisah

berkas, dua buah cermin, laser dan detektor. Skema lengkap dari instrumentasi

FTIR ditunjukan oleh Gambar 10.

Gambar 10. Skema instrumentasi FTIR.

30

Energi inframerah di emisikan dari sumber bergerak melalui celah sempit untuk

mengontrol jumlah energi yang akan diberikan ke sampel. Di sisi lain, berkas

laser memasuki interferometer dan kemudian terjadi “pengkodean spektra”

menghasilkan sinyal interferogram yang kemudian keluar dari interferogram.

Berkas laser kemudian memasuki ruang sampel, berkas akan diteruskan atau

dipantulkan oleh permukaan sampel tergantung dari energinya, yang mana

merupakan karakteristik dari sampel. Berkas akhirnya sampai ke detektor dan

untuk mendapatkan spektrum inframerah, sinyal detektor dikirim ke komputer dan

suatu algoritma yang disebut fourier, mengubah penampilan interferogram

menjadi spektrum berkas tunggal. Spektrum referensi atau ”background”

dikumpulkan tanpa menggunakan sampel. Perbandingan antara berkas tunggal

yang melalui sampel dan referensi menghasilkan spektrum. Spektrum inframerah

tersebut dihasilkan dari pentrasmisian cahaya yang melewati sampel, pengukuran

intensitas cahaya dengan detektor dan dibandingkan dengan intensitas tanpa

sampel sebagai fungsi panjang gelombang. Spektrum inframerah yang diperoleh

kemudian diplot sebagai intensitas fungsi energi, panjang gelombang (µm) atau

bilangan gelombang (cm-1) (Anam, 2007).

Pada hasil analisis FTIR, adsorpsi molekul piridin dapat terjadi pada situs-situs

asam dipermukaan katalis. Pada situs asam Bronsted-Lowry, piridin akan

berinteraksi dengan situs asam melalui ikatan hidrogen membentuk ion piridinium

dan ditandai dengan puncak hasil serapan pada bilangan gelombang 1485-1500,

~1620, dan ~1640 cm-1, sedangkan pada situs asam Lewis, piridin akan

berinteraksi secara koordinasi dengan situs aktif (logam transisi) yang akan

bertindak sebagai spesies asam Lewis dengan menerima pasangan elektron dari

31

piridin dan ditandai dengan puncak hasil serapan pada bilangan gelombang 1447-

1460, 1488- 1503, ~1580, dan 1600- 1633 cm-1 (Tanabe, 1981).

Pada penelitian ini nanokatalis LaCr0,98Mo0,02O3 yang telah diuji keasaman dengan

metode gravimetri dan selanjutnya diketahui serapan basa yang terikat pada

katalis asam untuk mengidentifikasi jenis situs asam yang terbentuk dengan

menggunakan spektrofotometer FTIR yang akan terlihat jelas dari spektrum IR

yang diperoleh.

Gambar 11. Spektra IR dari katalis: (a) NiFe2O4, (b) Co3O4, dan (c)Co3O4/NiFe2O4

Pada Gambar 11 hasil puncak serapan katalis menunjukkan bahwa situs asam

Bronsted-Lowry lebih dominan daripada situs asam Lewisnya (Fransisca, 2011).

2. Analisis Fasa Kristalin Katalis

Analisi fasa kristalin katalis dilakukan dengan menggunakan instrumentasi

difraksi sinar-X (X-Ray Difractional/XRD). XRD merupakan salah satu metode

karakterisasi material yang paling tua dan paling sering digunakan hingga saat

32

ini. Teknik ini digunakan untuk mengidentifikasi suatu material berdasarkan

fasa kristalin dalam material dengan cara menentukan parameter kisi serta untuk

mendapatkan ukuran partikel suatu material menggunakan persamaan Debye-

Scherrer (Auda, 2009).

cosk

D

dimana: D= diameter rata-rata partikel (nm)k = konstanta dari instrumen yang digunakanλ = panjang gelombang sinar-X yang digunakan (nm)β = pelebaran puncak (radian)θ = sudut Bragg (radian)

Metode XRD didasarkan pada fakta bahwa pola difraksi sinar-X untuk masing-

masing material kristalin adalah khas. Dengan demikian, bila pencocokan yang

tepat dapat dilakukan antara pola difraksi sinar-X dari sampel yang tidak

diketahui dengan standar yang telah diketahui, maka identitas dari sampel dapat

diketahui (Skoog dan Leary, 1992). Difraksi sinar-X terjadi pada hamburan

elastis foton-foton sinar-X oleh atom dalam sebuah kisi periodik. Hamburan

monokromatis sinar-X dalam fasa tersebut memberikan interferensi yang

konstruktif.

Dasar dari penggunaan XRD untuk mempelajari kisi kristal adalah berdasarkan

persamaan Bragg (Ismunandar, 2006). Berdasarkan persamaan Bragg, jika

seberkas sinar-X dijatuhkan pada sampel kristal, maka bidang kristal itu akan

membiaskan sinar-X yang memiliki panjang gelombang yang sama dengan

jarak antar kisi dalam kristal tersebut. Sinar yang dibiaskan akan ditangkap oleh

detektor, kemudian diterjemahkan sebagai puncak difraksi. Semakin banyak

33

bidang kristal yang sama terdapat dalam sampel, maka semakin kuat intensitas

pembiasan yang dihasilkan. Tiap puncak yang muncul pada pola XRD

mewakili satu bidang kristal yang memiliki orientasi tertentu dalam sumbu tiga

dimensi (Auda, 2009).

Gambar 12. Perbandingan antara difraktogram katalis sebelum dansesudah uji aktifitas. (a) Difraktogram sebelum ujiaktifitas, (b) Difraktogram setelah uji aktifitas(Sukmawibowo, 2010).

Pada Difraktogram Gambar 12, menunjukan bahwa reduksi yang terjadi hanya

pada bagian tertentu saja, tidak menyeluruh, karena fase kristal dari α-Fe2O3

masih terdapat dan menjadi fase kristal yang lebih mendominasi dibandingkan

fase kristal Fe3O4 (Sukmawibowo, 2010).

3. Analisis Ukuran Partikel Katalis

Analisis ukuran partikel katalis dilakukan menggunakan instrumentasi Particle

Size Analyzer (PSA). PSA merupakan salah satu metode karakterisasi yang tidak

hanya dapat digunakan untuk mengetahui ukuran partikel dari suatu material,

34

namun juga dapat menginformasikan besaran distribusi ukuran partikel tersebut.

Sehingga dapat diasumsikan bahwa hasil pengukuran tersebut merupakan

gambaran keseluruhan dari kondisi sampel. Alat ini mampu mengukur ukuran

partikel dan molekul dalam rentang 0,15 nm sampai 10 µm.

PSA berkerja berdasarkan prinsip Dinamyc Light Scattering (DLS) dengan

memanfaatkan hamburan inframerah yang ditembakkan oleh alat ke sampel

sehingga sampel akan merespon dengan menghasilkan gerak Brown. Gerak

Bown berupa gerak acak dari partikel yang sangat kecil dalam cairan akibat

benturan dengan molekul-molekul yang ada dalam zat cair. Gerak inilah yang

akan di analisis, semakin kecil ukuran partikel maka semakin cepat gerakannya.

Metode LAS ideal untuk menentukan partikel berukuran nanometer dan

biomaterial. Kisaran ukuran partikel yang dapat dianalisis yaitu antara 0,1 nm

hingga 10 µm. Distribusi ukuran partikel dianalisis dan diolah menggunakan

statistik dengan parameter mean (ukuran rata-rata), median (nilai tengah), dan

modulus (ukuran dengan frekuensi tinggi) (Rawle, 2012). Prinsip kerja PSA

ditunjukkan pada Gambar 13.

Gambar 13. Prinsip kerja PSA

34


















34


















35

PSA terbagi dalam dua metode, terdiri atas:

a. Metode kering (Dry Dispersion Unit)

Metode ini memanfaatkan aliran udara sebagai media pelarut partikel yang

akan dianalisis. Metode ini lebih baik digunakan pada material yang

berukuran besar atau kasar, karena hubungan yang terjadi antar partikel cukup

lemah dan kecil kemungkinan partikel saling beraglomerasi.

b. Metode basah (Wet Dispersion Unit)

Metode ini memanfaatkan media cair untuk mendispersi partikel yang akan

dianalisis. Pada umumnya metode ini lebih baik digunakan pada material

yang berukuran nano dan submikron, karena akan besar kemungkinan untuk

partikel saling beraglomerasi.

Pengukuran partikel dengan menggunakan PSA biasanya menggunakan metode

basah. Metode ini dinilai lebih akurat jika dibandingkan dengan metode kering

ataupun pengukuran partikel dengan metode ayakan dan analisa gambar.

Terutama untuk sampel-sampel dalam orde nanometer dan submikron yang

biasanya memiliki kecendrungan aglomerasi yang tinggi. Hal ini dikarenakan

partikel didispersikan ke dalam media sehingga partikel tidak saling

beraglomerasi (menggumpal). Dengan demikian, ukuran partikel yang terukur

adalah ukuran dari single particle. Selain itu hasil pengukuran dalam bentuk

distribusi, sehingga hasil pengukuran dapat diasumsikan sudah menggambarkan

keseluruhan kondisi sampel (Rawle, 2010).

36

4. Analisis Morfologi Katalis

Analisis morfologi kristalin katalis dilakukan menggunakan instrumentasi

Transmission Electron Microscopy (TEM). Transmission Electron Microscopy

(TEM) adalah alat untuk mengamati bentuk, struktur, serta distribusi pori padatan.

Prinsip kerja TEM sama seperti proyektor slide dimana elektron ditransmisikan ke

dalam obyek pengamatan dan hasilnya diamati melalui layar. Mekanisme kerja

dari TEM yaitu pistol elektron berupa lampu tungsten dihubungkan dengan

sumber tegangan tinggi (100–300 kV) ditransmisikan pada sampel yang tipis,

pistol akan memancarkan elektron secara termionik maupun emisi medan magnet

ke sistem vakum. Interaksi antara elektron dengan medan magnet menyebabkan

elektron bergerak sesuai aturan tangan kanan, sehingga memungkinkan

elektromagnet untuk memanipulasi berkas elektron. Skema kerja dari TEM


Gambar 14. Skema Kerja dari TEM

36















36















37

Penggunaan medan magnet akan membentuk sebuah lensa magnetik dengan

kekuatan fokus variabel yang baik. Selain itu, medan elektrostatik dapat

menyebabkan elektron didefleksikan melalui sudut yang konstan. Dua pasang

defleksi yang berlawanan arah dengan intermediete gap akan membentuk arah

elektron yang menuju lensa yang selanjutnya dapat diamati melalui layar pospor

(Jie et al., 2003).

Analisis TEM juga dapat melihat perbesaran dengan resolusi tinggi hingga diatas

perbesaran 500000 kali. Analisis ini dapat melihat perbesaran sampai kristal

ataupun kolom atom suatu molekul sehingga penglihatan perbesaran dapat

dilakukan secara tembus gambar. Karakterisasi TEM dapat meningkatkan

penggambaran sehingga jika terjadi penumpukan pada perbesaran sampel tetap

dapat dilihat ukuran dan bentuknya (Harahap, 2012).

III. METODELOGI PENELITIAN

A. Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Kimia Anorganik Fisik Universitas

Lampung. Analisis jenis situs asam katalis dilakukan di Laboratorium Pusat

Teknologi Bahan Industri Nuklir (PTBIN) Batan Serpong. Analisis XRD

dilakukan di Laboratorium Pusat Teknologi Bahan Industri Nuklir (PTBIN) Batan

Serpong, PSA dilakukan Balai Besar Paska Panen Bogor, dan analisis TEM

dilakukan di Univeristas Gajah Mada. Serta uji aktifitas dari reaksi fotokatalitik

katalis dilakukan di Akademik Analis Kimia Bogor. Penelitian ini dilakukan dari

bulan Februari 2017 sampai dengan bulan Juni 2017.

B. Alat dan Bahan

Alat-alat yang akan digunakan adalah peralatan gelas, termometer, desikator,

Freezer merek LG, Magnetic Strirrer merek Stuart heat-stir CB162, oven

merek Fischer Scientific (SEA) Pie Ltd, neraca digital merek Kern ABT 220-

4M, ultrasonikasi merek Bandelin Sonorex Technik, Magnetic Strirrer, Freeze

Dry merek ModulyoD Freeze Dryer , reaktor katalitik, Fourier Transform Infra

Red (FTIR) merek SHIMADZU PRESTIGE 21, Particle Size Analyzer (PSA)

merek FRITSCH GmbH, Transmission Electron Microscopy (TEM) merek

39

TEM JEOL JEM 1400, X- ray Difraction (XRD) Type Miniflex 600 Merek

Rigaku. dan High Performance Liquid Chromatography (HPLC) merek Waters

Alliance 2695.

Bahan-bahan kimia yang digunakan dalam penelitian ini antara lain, serbuk

pektin, lantanum nitrat La(NO3)2.6H2O (Merck, 99%), kromium nitrat

Cr(NO3)2.9H2O (Merck, 99%), ammonium molibdat (NH4)6.Mo7O24.4H2O

(Merck, 99%), piridin, aquadest, amoniak, nanoselulosa (Widiarto et al., 2017)

dan gas hidrogen (BOC 99,99%).

C. Prosedur Penelitian

Prosedur penelitian ini akan dilakukan beberapa tahap yang dilakukan yaitu

preparasi nanokatalis, karakterisasi nanokatalis, pembuatan nanoselulosa dan uji

aktifitas nanokatalis.

1. Preparasi Nanokatalis

Nanokatalis LaCr0,98Mo0,02O3 dibuat dengan melarutkan 8 gram pektin

kedalam 400 ml aquadest. Larutan tersebut diaduk menggunakan

magnetik stirrer pada suhu ruang sampai homogen + 3 jam dan

kemudian ditambahkan 50 mL amoniak pekat. Selanjutnya ditambahkan

tetes demi tetes secara perlahan dan bersamaan larutan La nitrat

La(NO3)2.6H2O 3,61084 gram dalam 200 mL aquades, amonium

molibdat (NH4)6Mo7O24.4H2O 0,2061 gram dalam 100 mL aquades dan

larutan kromium nitrat Cr(NO3)3.9H2O 3,26961 gram dalam 300 mL

40

aquades, sambil diaduk menggunakan heating magnetic stirrer hingga

diperoleh larutan homogen. Larutan yang telah homogen dipanaskan

pada suhu 100ºC sampai terbentuk gel dengan volume 200 mL.

Kemudian gel tersebut di frezee dry sampai kering untuk menghilangkan

molekul air dalam gel yang telah kering dimasukkan dalam cawan yang

akan dikalsinasi sampai suhu 700ºC. Proses kalsinasi dilakukan secara

bertahap dengan laju suhu 5ºC /menit. Setelah itu, bubuk katalis

LaCr0,98Mo0,02O3 yang diperoleh di gerus kembali sampai halus

menggunakan mortar agate kemudian di timbang untuk dilanjutkan ke

tahap karakterisasi katalis.

2. Karakterisasi Katalis

a. Analisis Keasaman

Penentuan jumlah situs asam pada material dilakukan dengan metode

gravimetri. Sebanyak 0,1 gram material katalis dimasukkan ke dalam

wadah dan di letakkan ke dalam desikator bersama dengan basa piridin.

Desikator ditutup selama 24 jam, sampel dikeluarkan dan dibiarkan selama

2 jam di tempat terbuka. Selanjutnya ditimbang dan ditentukan

keasamannya dengan persamaan berikut.

41

= ( − )( − ) × /Dimana, w1 = Berat wadah

w2 = Berat wadah + sampelw3 = Berat wadah + sampel yang telah mengadsorpsi

piridinBM = Berat molekul piridin

Selanjutnya, penentuan situs asam Bronsted-Lowry dan situs asam lewis

dari katalis, dilakukan dengan cara bahan katalis hasil uji keasaman secara

gravimetri dianalisis dengan menggunakan FTIR. Sebelumnya sampel

katalis dicampur dengan KBr, lalu sampel diukur menggunakan FTIR

dilakukan pada rentang bilangan gelombang 4000-400 cm-1 (Pary,1963;

Ryczkowski, 2001). Daerah serapan IR padatan dibawah 1000 cm-1 selalu

menunjukan ion dalam bentuk kisi kristal (Brabers et al., 1969).

b. Analisis Struktur Kristal dengan XRD

Analisis struktur kristal pada sampel dilakukan menggunakan difraksi

sinar-X (XRD), disesuaikan dengan penelitian yang dilakukan oleh Maiti

et al (1973) yaitu menggunakan radiasi CuKα (1,5425 Ǻ) . Puncak-puncak

yang terdapat pada difraktogram kemudian diidentifikasi menggunakan

metode Search Match dengan standar file data yang terdapat dalam

program Macth Crystal Impact. Ukuran partikel dihitung menggunakan

persamaan Scherrer sebagai berikut :

42

cosk

D

Dimana: D= ukuran partikel (nm)k = konstanta (0,94)λ = 1,5425 Åβ = radian (FWHM)θ = lebar puncak

c. Analisis Morfologi Katalis

Penentuan morfologi katalis dilakukan menggunakan instrumentasi

Transmission Electron Microscop (TEM). Persiapan sampel untuk uji

morfologi dapat dilakukan dengan beberapa tahapan yaitu :

1. Sampel digerinda sampai ketebalan 20 µm.

2. Sampel yang akan di analisis ditembalkan dengan ion argon sampai

berlubang.

3. Elektron ditembakkan, berkas yang menembus sampel akan dibaca

oleh detektor dan diolah menjadi gambar (Bendersky and Gayle,

2001).

d. Analisis Ukuran partikel

Sampel katalis akan di analisis menggunakan PSA untuk dapat mengetahui

ukuran partikel dari katalis. Karakterisasi biasanya dilakukan dengan

pengukuran wet dispersion unit. Metode ini memanfaatkan air atau aliran

air untuk melarutkan partikel dan membawanya ke sensing zone.

Pengukuran sampel dilakukan beberapa kali, hingga diperoleh dua data

yang memiliki selisih kurang dari 0,0120 μm. Dari kedua data tersebut

43

kemudian diolah secara bertahap dalam menentukan hasil terbaik (Rawle,

2010).

3. Uji Aktifitas (Fotokatalitik)

a. Reaksi Fotokatalitik

Katalis LaCr0,98Mo0,02O3 yang telah di hasilkan sebelumnya akan

dilakukan uji aktifitas dengan reaksi fotokatalitik yaitu konversi selulosa

menjadi gula alkohol. Reaksi fotokatalitik dilakukan dengan

mensuspensikan sebanyak 0,5 gram selulosa dalam 100 mL aquades

kemudian disonifikasi selama 30 menit. Selanjutnya dimasukkan katalis

LaCr0,98Mo0,02O3 sebanyak 0,1 gram dalam suspensi. Kemudian larutan

dialirkan gas hidrogen dengan laju 10 ml per menit dan dipasangkan

lampu UV sebesar 125 W. Posisi lampu UV diletakkan dengan rentang

jarak 10-15 cm ke permukaan reaktor (Manurung et al., 2015). Dilakukan

variasi waktu penyinaran sinar UV pada proses konversi nanoselulosa

yaitu 30, 45, dan 60 menit. Ketiga sampel tersebut didiamkan selama 2

hari dan disaring untuk memisahkan filtrat dan endapan. Endapan yang

diperoleh ditimbang dan dihitung persentase nanoselulosa yang

terkonversi oleh katalis LaCr0,98Mo0,02O3 melalui iradiasi sinar UV. Pada

setiap sampel diambil sebanyak 10 mL dan selanjutnya di analisis

menggunakan Kromatografi Cair Kinerja Tinggi (KCKT).

44

b. Analisis menggunakan Kromatografi Cair Kinerja Tinggi (KCKT)

Hasil dari uji aktivitas yaitu konversi selulosa menjadi gula alkohol akan

dianalisi menggunaka Kromatografi Cair Kinerja Tinggi (KCKT).

Analisis KCKT dilakukan dengan parameter fasa gerak asetonitril air.

Sealin itu parameter kolom Carbohydrate High Performance (4,6 x 250

mm), detektor indeks refraksi, laju alir 1,4 mL/ menit, dan suhu pada

kolom 35ºC. Parameter tersebut digunakan bertujuan untuk mengetahui

kandungan alkohol yang terkandung dalam senyawa tersebut.

Analisis kualitatif dilakukan untuk membuktikan bahwa adanya

kandungan gula alkohol dalam senyawa tersebut, sedangkan analisis

kuantitatif dilakukan untuk mengetahui konsentrasi gula alkohol. Untuk

uji kualitatif dilakukan dengan cara membandingkan waktu retensi (Rf)

dari sampel terhadap pembanding. Apabila senyawa dalam pembanding

terkandung dalam uji, maka waktu retensi puncak larutan uji sama dengan

waktu retensi puncak larutan standar. Analisis kuantitatif dilakukan

dengan cara membandingkan intensitas gula alkohol (manitol, xylitol, dan

sorbitol) standar dengan intensitas sampel pada kromotograf.

V. KESIMPULAN DAN SARAN

A. KESIMPULAN

Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, maka dapat diambil kesimpulan

bahwa :

1. Penelitian ini dapat menghasilkan katalis LaCr0,98Mo0,02O3 dengan ukuran

partikel skala nano dengan metode sol gel menggunakan pektin sebagai agen

pengemulsi.

2. Hasil analisis difraksi sinar-X (XRD) menunjukan terbentuknya struktur

katalis LaCr0,98Mo0,02O3 dengan fasa kristalin La2Mo2O9 dan LaCrO3

3. Katalis LaCr0,98Mo0,02O3 memperlihatkan pita serapan yang menunjukkan

jenis situs asam Lewis.

4. Katalis LaCr0,98Mo0,02O3 suhu kalsinasi 700oC memiliki jumlah situs asam

yaitu 12, 638 mmol/ g katalis.

5. Hasil analisis TEM (Transmission Electron Microscope) nanokatalis

LaCr0,98Mo0,02O3 menunjukkan bahwa morfologi permukaan mengalami

aglomersi dan tidak merata serta kristal berbentuk persegi panjang.

6. Katalis LaCr0,98Mo0,02O3 suhu kalsinasi 700oC aktif dalam mengkonversi

nanoselulosa menjadi gula akohol berupa sorbitol dengan variasi waktu (30,

45, dan 60 menit).

64

B. SARAN

Berdasarkan hasil penelitian yang diperoleh, maka pada penelitian selanjutnya

disarankan untuk :

1. Melakukan uji fotokatalitik dengan daya lampu UV lebih besar dari 125W

dan memvariasikan waktu penyinaran lebih banyak agar diperoleh hasil

konversi nanoselulosa yang optimal

2. Mengoptimalkan aliran gas H2 pada saat konversi berlangsung, agar hasil dari

konversi nanoselulosa lebih optimal.

3. Melakukan karakterisasi energi band-gab, sehingga dapat diketahui dengan

pasti panjang gelombang yang harus digunakan untuk reaksi konversi

selulosa tersebut.

DAFTAR PUSTAKA

Abdullah, M., V. Yudistira, Nirmin dan Khairurrijal. 2008.Sintesis Nanomaterial.Journal Nanosains dan Nanoteknologi.1: 33–36.

Akgul, M. And H. Kirci. 2009. An Enviromentally Frienly Organosolv (Etanol-Water) Palping of Poplar Wood. Journal of Enviromental Biology. 30: 735-740.

Amalia, R. 2013. Studi Pendahuluan Konversi Selulosa Menjadi Gula Alkoholdengan Katalis NixFe2-xO4 dengan Variabel x=0,5; 0,8 dan 1.Skripsi.Universitas Lampung. Bandar Lampung. 47-49.

Anam, Choirul. Sirojudin dkk. 2007. Analisis Gugus Fungsi pada Sampel Uji,Bensin dan Spritus Menggunakan Metode Spektrokopi FTIR. BerkalaFisika. 10: 79-85.

Anderson, B. Robert and Peter, T. Dawson. 1976. Experimental Methods InCatalytic Research. Academic Press. New York. 235-256.

Antony. 2012. Produksi Enzim Selulase.Skripsi. Fakultas Teknologi Industri,Institut Teknologi Bandung. Bandung. 1-33.

Asghari, F. S., and Yoshida, H. 2010. Convertion of Japanese Red Pine Wood(Pinus densiflora) into Valuable Chemicals Under Subcritical WaterCondutions.Carbohydrate Research.35: 124-131.

ASTM D4824-03. 2005. Test Method for Determination of Catalyst Acidity byAmmonia Chemisorption. Annual Book of ASTM.

Auda, H. Y. 2009. Analisa Pola-PolaDifraksi Sinar-X Pada Material SerbukNd6Fe13Sn, Nd6Fe13Ge, Nd6Fe13Si Menggunakan Metode RietveldGSAS.Skripsi. Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret. Surakarta.57-67.

66

Ayyad, O.D . 2011 . Novel Strategies The Synthesis of Metal Nanoparticle andNanostructure.Thesis. Univesitas de Barcelona. Barcelona. 67-76.

Bai, Renbi and D.Deng.2004. Removal Oftrivalent and Hexavalentchromium withAminated Polyacrylonitrile Fibers: Performance and Mechanisms. WaterResearch. 38: 2423–2431.

Bar, A. In Nabors, L.O.and Gelardi, R. C. 1991.Xylitol Alternative Sweetener. 2nd

Edition. N.Y., Basel. Hongkong. Marcel Dekker Incorporated. 349- 376.

Bendersky, L. A. and F. W. Gayle. 2001. Elektron Difraction using TransmissionElectron Microscopy.National Institute of Standards and Tecnology.Gaithersburg. 106: 20899-8554.

Brabers, VAM. 1969.Infrared Spectra of Cubic and Tetragonal ManganeseFerrites. Physica Status Solidi.33: 563–572.

Campanati, M., G. Fonsari and A. Vaccari. 2003. Fundementals in ThePreparation of Heterogeneous Catalyst. Catalysis Today. 77: 299-314.

Campbell, I.M. 1988. Catalyst at Surface. Chapman and Hall. New York.1-3.

Carlson. T , T.Vispute, G. Huber. 2008. Green Gasoline by Catalytic FastPyrolysis of Solid Biomass Derived Compounds.ChemicalSustainableChemistry. 1: 37–40.

Cheng H,WangH.,Liang L.,Zhou L.,andDong Q. 2008. Facile synthesisof

La2Mo2O9NanoparticlesViaan EDTAComplexing Approach.Rare Metals.

27:340-344.

DayRA, andUnderwood AL. 2002.AnalisisKimiaKuantitatif.Erlangga.Jakarta.396-404.

Delfinas, V. 2014. Studi Pelapisan Nanokristal TiO2-SiO2/ Kitosan pada KatunTekstil dan Aplikasinya sebagai Senyawa Anti Bakteri Staphylococcusaureus.Skripsi. Universitas Andalas Padang. Sumatera Barat. 33- 46.

Deraz, N. M., M. M. Selim, and M. Ramadan. 2009. Processing and Properties ofNanocrystalline Ni and NiO Catalysts. Materials Chemistry and Physics.113:269–275.

67

Deremince, V. Mathieu, J.B. Nagy dan J.J. Verbist. 1998. Structure and CatalyticActivity of Mixed Oxides of Perovskite Structure. Catalysis andAutomotive Pollution Control III. 96: 393-404.

Erika, C. 2013. Ekstraksi Pektin dari Kulit Kakao (Theobroma cacao l.)menggunakan Amonium Oksalat.Journal Teknologi dan Industri PertanianIndonesia. 5:1-5.

Farobie, O. 2006. Pembuatan dan Pencirian Pektin Asetat. Skripsi. IPB. Bogor.1-3.

Fessenden, R.J. and J.S. Fessenden. 1986. Kimia Organik Dasar Edisi Ketiga.Jilid 1. Terjemahan oleh A.H. Pudjaatmaka. Erlangga. Jakarta. 409-411.

Fukuoka, A and Dhepe, P.L. 2006. Catalytic Conversion of Cellulose into SugarAlcohols. Angewandte Chemie. 45:5161-5163.

Fukuoka, A., H.Kobayashi,Y.Ito, T. Komanoya,Y. Hosaka, P.L. Dhepe,K.Kasai and K.Hara. 2011. Synthesis of SugarAlcohols byHydrolyticHydrogenation of Cellulose OverSupported Metal Catalysts. GreenChemistry.13:326-333.

Fransisca, N. 2011. Konversi Glukosa dengan Katalis Co3O4/NiFe2O4yangDipreparasi Melelui Sol-gel.Skripsi. Fakultas Matematika dan IlmuPengetahuan Alam, Universitas Lampung. Bandar Lampung. 53-68.

Garrow, J. S. And James, W.P.T. 1993. Human Nutrition and Dietetics. 9th

Edition. Longman Singapore. Singapore.570.

Goldberg, I.1994. Functional Foods. Chapmann. New York.37-219.

Hendayana S, Kadarohman A, Sumarna A. A, Supriatna A. 1994. KimiaAnalitikInstrumen. IKIPSemarangPress.Semarang. 187-203.

Han, Y., J. Zhang.,andX.Liu. 2014. Molybdenum-ContainingAcidicCatalyststo Convert Cellulosic Biomass to GlycolicAcid.United States Patent, US8,846,974 B2.

Hansen, T. S., A. Boisen, J. M. Woodley, S. Pedersen and A. Riisager. 2006.Production of HMF from Aqueous Fructose– A Microwave Study.https://www.researchgate.net/publication/266359321.

68

Harahap, Y. 2012. Preparasi dan Karakterisasi Nanopartikel Kitosan denganVariasi Asam. Skripsi. Fakultas Teknik Kimia, Universitas Indonesia. Jakarta.28.

Herbert W.; Cavaille J. Y.; Dufresne A. 1996.Thermoplastic NanocompositesFilled with Wheat Starw Cellulose Whiskers. Part 1: Processing andMechanical behavior.Polymers Composite. 17:604-611.

Huber,G. W., S. Iborra, A. Corma, 2006. Synthesis of Transportation Fuels fromBiomass Chemistry Catalysts and Engineering. Chemical Reviews.106:4044-4098.

Irusta, S; M. P. Pinna, M. Menendes & J. Santamaria. 1998. Catalytic Combustionof Volatil Compounds Over La-Based Perovskites. Journal of Catalysis.179: 400-412.

Isdin, O.2010.Nanoscienceinnature: Cellulose Nanocrystals.Study UndergraduateReseachers at Guelph. 3.

Ismunandar. 2006. Padatan Oksida Logam: Struktur, Sintesis dan Sifat-Sifatnya.Penerbit ITB. Bandung.8-23.

Israel, E Wachs. 1995. Infrared Spectroscopy of Supported Metal Oxide Catalysts.Physicochemical and Engineering Aspects. 105:143-149.

Jie, Wei, Li Yubao. 2003. Tissue Engineering Scaffold Material of Nano-ApatiteCrystals and Polyamide Composite. European Polymer Journal. 40: 509-515.

Kahar, L. N. A. 2015. Studi Pendahuluan Konversi Selulosa Mnjadi Gula AlkoholMenggunakan Nanokatalis LaCrO3. Skripsi. Fakultas Matematika dan IlmuPengetahuan Alam, Universitas Lampung. Bandar Lampung. 57-61.

Kanade, K.G., Kale, B.B., Aiyer, R.C., Das, B.K. 2005. Effect of Solvents on TheSynthesis of Nano-Size Zinc Oxide and Its Properties. Materials ResearchBulletin. 41:590-600.

Labconco. 1996. Manual Book of Freeze Dry. USA.1–2.

Lee, H. and J. W. Han. 2012. Direct Conversion of Cellulose intoSorbitolusing Dual-FunctionalizedCatalyst inNeutralAqueousSolution.Catalysis Communications.19: 115-118.

69

Linsebigler A.L. 1995. Photocatalysis on TiO2 surfaces : Principles, Mechanism,and Selected Results. Chemical Reviews. 95: 735-758.

Li-Yun C., Chuan-bo Z., Jiang-feng H., 2005. Influence of Temperature, [Ca2+]Ca/P Ratio and Ultrasonic Power on The Crystalinity and Morphology ofHydroxyapatite Nanoparticles Prepared with a Novel Precipitation Method.Material Letters. 59: 1902-1906.

Ioelovich, M. 2012. Optimal Conditions for Isolation of Nanocrystalline CelluloseParticles.Nanoscience and Nanotechnology. 2: 9-13.

Lu, Q., Ye, X. N., Zhang, Z. B., Dong, C. Q., and Zhang, Y. 2014. Catalyst FastPyrolysis of Cellulose Biomass to Produce Levo-Glucocenone UsingMagnetic SO4

2- / TiO2 – Fe3O4 . Bioresource Technology. 171: 10-15.

Marhusari, R. 2009. Bentonit Terpilar TiO2 sebagai Katalis Sembuatan Hidrogendalam Pelarut Air pada Hidrogenasi Glukosa menjadi Sorbitol dengankatalis Nikel.Skripsi. Universitas Sumatera Utara. Medan. 5-9.

Mathur, N.K and V. Mathur. 2001. Chemical Weekly. July Edition. 155.

May, C. D. 1990. Industrial Pectins: Sources, Production andApplication.Carbohydrate Polymers. 12: 79-84.

Mohanraj, V.J. and Y. Chen. 2006. Nanoparticles a Review. Tropical journal ofPharmaceutical Research. 5: 561-573.

Mota, N., Alvarez- Galvan, C., Navarro, R.M., and Fierro, J. L. G. 2011. Biogasas Source of Renewable Syngas Production : Advances andChallenges.Biofuels.2: 325-343.

Nasikin, M. dan Susanto, B.2010.Katalis Heterogen.UI Press. Jakarta. 12-52.

Palkovits, R., K. Tajvidi,A. Ruppert and J. Procelewska. 2011. HeteropolyAcidsas EfficientAcid Catalysts in TheOne-Step Conversion Cellulose to SugarAlcohols. ChemicalCommunications.47: 576-578.

Parry, E. P. 1963. An Infrared Study of Pyridine Adsorbed on Acidic SolidsCharacterization of Surface Acidity. Journal ofCatalysis. 2: 371-379.

Perego, C., P. Villa. 1997. Catalyst Preparation Methods. CatalysisToday.34:281-305.

70

Poinern, G.E., Brundavanam R.K., Mondinos N., Jiang Z., 2009. Synthesis andCharacterization of Nanohydroxy Apatite Using an Ultrasound AssistedMethod. Ultrasonics Sonochemistry. 16: 469-474.

Putera, D.D. 2008. Sintesis Fotokatalisis CuO/ZnO untuk Konversi MetanolMenjadi Hidrogen. Skripsi. Program Studi Kimia Fakultas Matematika danIlmu Pengetahuan Alam, Institut Teknologi Bandung. Bandung. 9-10.

Puttipat, N., Payormhorm, J., Chiarakorn, S., Laosiripojana, N., and Chuangchote,S. 2014. Conversion of Sugar to Organic Acids Using TiO2PhotocatalystsSynthesized by Hydrotermal Process. 3rd International Conference onEnvironment Energy and Biotechnology, IPCBEE.70: 119-122.

Putz, H., Schon, J. C., and Jansen, M. 2001.Combined Method for ab InitioStructure Solution from Powder Diffraction Data.Journal of AppliedCrystallography. 32: 864-870.

Qodri, A. A. 2011. Fotodegradasi Zat Warna Remazol YellowFG denganFotokatalis Komposit TiO2/SiO2. Skripsi. Universitas Sebelas Maret.Surakarta. 7-8.

Rahaman, M.N. 1995. Ceramics Pressing and Sintering. Departement ofCeramics Engineering University of Missouri-Rolla Missouri. Columbia.214-219.

Rawle,A. 2010. Basic Principles of Particle Size Analysis. Technical paper ofMalvern Instruments. Worcestershire, United Kingdom. 2-9.

Rawle, A. 2012. A Basic Guide to Particle Characterization. Malvern InstrumentLimited. Malaysia. 1-8.

Richardson, T. James. 1989. Principles of Catalyst Development. Plenum Press.New York and London. 171.

Rodiansono, W dan Triyono. 2007. Pembuatan, Karakterisasi dan Uji AktifitasKatalis NiMo/Z dan NiMo/Z-Nb2O5 pada Reaksi Hidrorengkah FraksiSampah Plastik Menjadi Fraksi Bensin. BerkalaMIPA. 17: 44-54.

R. Rinaldi., N. Meine, J. Stein, R. Palkovits, F. Schüth, 2010. Which Controls theDepolymerization of Cellulose in Ionic Liquids: The Solid Acid Catalyst orCellulose.Chemical Sustainable Chemistry. 3: 266-276.

Ryczkowski, J. 2001. IR Spectroscopy in Catalysis. Catalysis Today. 68: 263-381.

71

Sietsma, J. R. A., J. D. Meeldijk, J. P. den Breejen, M. Versluijs-Helder, A. J. vanDillen, P. E. de Jongh, and K. P. de Jong. 2007. The Preparation ofSupported NiO and Co3O4 Nanoparticles by the Nitric Oxide ControlledThermal Decomposition of Nitrates. Angewandte Chemie.46: 4547-4549.

Skoog, D.A and J. J. Leary. 1996. Fundamentals of Analytical Chemistry7th

edition. Saunders College Publishing. USA. 44.

Soderlind, F. 2008. Colloidal Synthesis of Metal Oxide Nanocrystals and ThinFilms. Dissertation. Linkoping. Sweden. Linkoping University. 30.

Soesilo, Diana, Rinna Erlyawati Santoso, Indeswati Diyatri. 2005. PerananSorbitol dalam Mempertahankan Kestabilan pH Saliva pada ProsesPencegahan Karies.Fakultas Kedokteran Gigi. Universitas Airlangga.Surabaya. 46-58.

Sopyan, I., Winarto, D. A. and Sukartini. 1997. Pembuatan Bahan KeramikMelalui Teknologi Sol Gel. Bidang Pengembangan TeknologiBPPT. 137-143.

Sorensen, T. H., Cruys-Bagger, N., Borch, K., and Westh, P. 2015. Free EnergyDiagram for the Heterogeneous Enzymatic Hydrolysis of Glycosidic Bondsin Cellulose. Journalof Biological chemistry. 290: 22203-22211.

Sukmawibowo. 2010. Preparasi dan KarakterisasiKatalis Fe2O3untuk ReaksiHidrogenasiKatalitik CO2. Skripsi. Universitas Lampung.Lampung. 40-45.

Tanabe, K., 1981. Solid Acid andBaseCatalyst in Catalysis Science andTechnology. Springer-Link. Berlin. 231-273.

Towle, G. A. and O. Christensen. 1973. Pectin in R.L Whistler (ed.). IndustrialGum. Academic Press. New York.429.

Widegren, J., R.Finke and J. Mol. 2003. Preparation of A Multifunctional Core-Shell Nanocatalyst and Its Characterization. Journal Of Molecular CatalysisA: Chemical. 191: 187.

Widiarto, S., Yuwono, S.D., Rochliadi., Arcana, IM. 2017. Preparation andCharacterization of Cellulose and Nanocellulose from Argo-industrialWaste- Cassava Peel. IOP Conference. Series: Materials Science andEngineering. 176: 1-6.

Xiang, Qian. 2003. Heterogeous Aspects of Acid Hydrolysis of α-Cellulose.Applied Biochemistry and Biotechnology.107: 1-3.

72

Ye, L. M., Duan, X. P., Lin, H. Q., and Yuan, Y. Z. 2012. Improved Performanceof Magnetically Recoverable Ce-Promoted Ni/ Al2O3 Catalyst for Aqueous-Phase Hydrogenolysis of Sorbitol to Glycol.Catalysis Today.183: 65-71.

Yujaroen P, Supjaroenkul U, Rungrodnimitchai S. 2008. Extraction of PectinFrom Sugar Palm Meat. Thammasat International Journal of Science andTechnology. 13: 44-47.

Zhang, G., Ni, C., Huang, X., Welgamage, A., Lawton, L. A., Robertson, Peter,K. J., and Irvine, John, T. S. 2016. Simultaneous Cellulose Conversion andHydrogen Production Assisted by Cellulose Decomposition Under UVLight Photocatalysts. Chemical Communications. 52: 1673-1676.

Zhang, J., S. Wu and Y. Liu. 2014. DirectConversion of Cellulose intoSorbitol OveraMagnetic Catalyst inAn ExtremelyLow ConcentrationAcid System. Energy Fuels. 28: 4242– 4246.

Zhang, T.,Ding N. L., Wang Q., Zheng. M. Y.2010. Selective Transformation ofCellulose into Sorbitol by Using a BifunctionalNickelPhosphide.ChemicalSustainable Chemistry. 3: 818-821.

Zhang, Z. H., Zhao, Z. K. 2009. Solid acid and microwave-assisted hydrolysis ofcellulose in ionic liquid.Carbohydrate Research. 344: 2069-2072.

uji aktivitas nanofotokatalis lacr mo o yang …digilib.unila.ac.id/28782/2/skripsi tanpa bab...

Documents