PENGARUH VARIASI RASIO Mg/Al PADA SINTESIS HIDROTALSIT DENGAN METODE KOPRESIPITASI HIDROTERMAL

Transkripsi

1 PENGARUH VARIASI RASIO Mg/Al PADA SINTESIS HIDROTALSIT DENGAN METODE KOPRESIPITASI HIDROTERMAL PENGARUH VARIASI RASIO Mg/Al PADA SINTESIS HIDROTALSIT DENGAN METODE KOPRESIPITASI HIDROTERMAL Sri Handayani, Cahyorini Kusumawardani, Kun Sri Budiasih Fakultas Sri Handayani, Matematika dan Cahyorini Ilmu Pengetahuan Kusumawardani, Alam Universitas Kun Negeri Sri Budiasih Yogyakarta Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Yogyakarta Abstrak Katalis Abstrak terbagi menjadi dua yaitu katalis homogen dan heterogen. Katalis yang sekarang terus berkembang adalah katalis heterogen karena mudah dipisahkan dan dapat digunakan kembali. Tujuan Katalis terbagi penelitian menjadi ini adalah dua yaitu sintesis katalis dan homogen karakterisasi dan heterogen. Hidrotalsit Katalis Mg/Al yang sebagai sekarang salah terus satu katalis berkembang heterogen adalah yang katalis dapat heterogen digunakan karena dalam mudah reaksi dipisahkan kondensasi dan aldol. dapat Cara digunakan yang digunakan kembali. untuk Tujuan sintesis penelitian Hidrotalsit ini adalah adalah sintesis metode dan kopresipitasi karakterisasi hidrotermal. Hidrotalsit Mg/Al Sintesis sebagai hidrotalsit salah Mg/Al satu diawali katalis heterogen dengan optimasi yang dapat suhu digunakan hidrotermal. dalam Selanjutnya reaksi kondensasi dilakukan aldol. variasi Cara mol yang Mg/Al digunakan dengan rasio untuk 1-4 sintesis pada Hidrotalsit suhu hidrotermal adalah optimal metode dan kopresipitasi dikalsinasi hidrotermal. pada C. Sintesis Karakterisasi hidrotalsit dilakukan Mg/Al menggunakan diawali dengan FTIR optimasi untuk suhu analisis hidrotermal. gugus fungsional Selanjutnya serta dilakukan XRD untuk variasi melihat mol Mg/Al strukturnya. dengan Hasil rasio 1-4 karakterisasi pada suhu hidrotalsit hidrotermal sintesis optimal menunjukkan dan dikalsinasi bahwa pada kondisi C. Karakterisasi terbaik diperoleh dilakukan pada perbandingan menggunakan mol FTIR Mg/Al untuk sebesar analisis 3:1. gugus fungsional serta XRD untuk melihat strukturnya. Hasil karakterisasi hidrotalsit sintesis menunjukkan bahwa kondisi terbaik diperoleh pada Kata perbandingan kunci: hidrotalsit, mol Mg/Al kopresipitasi, sebesar 3:1. katalis heterogen Abstract Kata kunci: hidrotalsit, kopresipitasi, katalis heterogen Catalyst Abstractare divided into two kinds, homogeneous and heterogeneous catalysts. The catalys tthat constantly developed isa heterogeneous catalyst because could be separated easily and reuseable. Catalyst are The divided purpose into of two this kinds, research homogeneous were synthesis and heterogeneous and characterization catalysts. of hydrotalcite The catalys Mg/Al tthat constantly as a heterogeneous developed isa catalyst heterogeneous which can catalyst be use because din the could aldol be condensation separated easily reaction. and Synthesis reuseable. hydrotalcite The purpose was of this conducted research by were hydrothermal synthesis and coprecipitation characterization method. of hydrotalcite Synthesis performed Mg/Al as a with heterogeneous variations mol catalyst Mg/Alat which a can temperature be use din hydrothermal aldol condensation C for 15 reaction. hours. Hydrotalcite Synthesis hydrotalcite as a heterogeneouscatalyst was conducted by preparation hydrothermal was coprecipitation done by calcinationat method. Synthesis C. Characterization performed with variations of synthesized mol hydrotalcyte Mg/Alat a temperature was performed hydrothermal by FTIR to 100 identified 0 C for functional 15 hours. group Hydrotalcite and XRD as analysis a heterogeneouscatalyst to characteriz edits preparation structure. The was results done showed by calcinationat that the optimum C. conditions Characterization for the of synthesized synthesized hydrotalcite hydrotalcyte was was obtained performed atmole by ratio FTIR Mg/Al3:1. to identified functional group and XRD analysis to characteriz edits structure. The results showed that the optimum Keywords: conditions for hydrotalcite, the synthesized coprecipitation, hydrotalcite heterogeneous was obtained catalysts atmole ratio Mg/Al3:1. Keywords: hydrotalcite, coprecipitation, heterogeneous catalysts PENDAHULUAN PENDAHULUAN Beberapa peneliti telah mengembangkan reaksi Beberapa kondensasi peneliti aldol telah silang mengembangkan reaksi homogen kondensasi baik basa aldol (Handayani silang dengan and dengan katalis Arty, katalis 2008) homogen atau baik asam basa (Sardjiman, (Handayani 2000; and Pudjono Arty, 2008) et.al., atau 2008). asam (Sardjiman, Selain beberapa 2000; katalis Pudjono homogen et.al., tersebut, 2008). Selain dewasa beberapa ini telah dikembangkan katalis homogen pula tersebut, penggunaan dewasa ini katalis telah heterogen. dikembangkan Katalis pula heterogen penggunaan yang katalis dapat heterogen. Katalis heterogen yang dapat digunakan pada reaksi kondensasi aldol adalah digunakan hidrotalsit pada (Guida reaksi et kondensasi al., 1997; Perez aldol et adalah al., 2004). hidrotalsit (Guida et al., 1997; Perez et al., 2004). Hidrotalsit telah banyak diaplikasikan sebagai Hidrotalsit katalis telah dalam banyak proses diaplikasikan sebagai karena katalis dalam memiliki proses beberapa katalitik heterogen katalitik kelebihan heterogen antara karena lain memiliki memiliki beberapa luas permukaan kelebihan tinggi, antara mudah lain dipreparasi memiliki luas dan murah, permukaan mudah tinggi, dipisahkan mudah dari dipreparasi produk hasil dan murah, mudah dipisahkan dari produk hasil 75

2 Jurnal Penelitian Saintek, Vol. 19, Nomor 1, April 2014 reaksi, meminimalkan limbah hasil reaksi dan memungkinkan untuk diregenerasi (Cavani etal., 2001). Karakter tersebut membuat material hidrotalsit cukup menjanjikan untuk aplikasi komersial. Beberapa modifikasi hidrotalsit terbukti menunjukkan aktivitas katalis pada reaksi kondensasi aldol beberapa aldehid dan keton (Koteswara etal., 1998; Roelofs etal. 2000; Suzuki dan Ono, 2004). Material hidrotalsit yang biasa digunakan sebagai katalis pada reaksi kondensasi aldol yaitu Mg/Al hidrotalsit (rasio mol Mg/Al pada kisaran 2,1 3,6) dengan anion karbonat dan nitrat pada ruang antarlapisan. Hidrotalsit merupakan lempung anionik yang strukturnya diturunkan dari struktur brucite. Formula umum hidrotalsit sebagai lempung anionik adalah [M 1- x 2+ M 3+ x (OH) 2 ] b- [A n- ] b/n.mh 2 O. Material hidrotalsit yang biasa digunakan sebagai katalis pada reaksi kondensasi aldol yaitu Mg/Al hidrotalsit (rasio mol Mg/Al pada kisaran 2,1 3,6) dengan anion karbonat dan nitrat pada ruang antarlapisan. Sebagian besar katalis hidrotalsit dipreparasi dengan metode ko-presipitasi, dengan berbagai modifikasi metode kopresipitasi yang dilakukan antara lain melibatkan proses titrasi (Negron et al., 2003), presipitasi pada larutan jenuh (high supersaturation) (Kustrowski et al., 2005) ataupun encer (low supersaturation) dan metode presipitasi melalui peningkatan ph. Metode titrasi merupakan metode yang paling mudah dan sederhana, tetapi pertukaran kation pada hidrotalsit hasil preparasi sulit dilakukan karena anion yang sangat penuh pada ruang antarlapis. Metode presipitasi pada larutan encer dapat menghasilkan material dengan kristalinitas yang lebih tinggi daripada pada larutan jenuh karena laju pertumbuhan kristal lebih tinggi dibandingkan laju nukleasi sehingga partikel dengan ukuran kecil dapat segera terbentuk. Luas permukaan katalis yang tinggi diperoleh dari partikel berukuran kecil, sehingga metode ini lebih dipilih sebagai metode preparasi katalis meskipun belum banyak dilakukan. Selain aktivitas dan selektivitas katalitik yang tinggi pada reaksi tersebut, regenerasi material katalis setelah digunakan dan reproduksibilitas katalis juga merupakan faktor penting untuk dapat diaplikasikan lebih luas dan komersial. Tujuan riset ini adalah untuk mengembangkan metode kopresipitasi hidrotermal untuk mempreparasi katalis hidrotalsit Mg-Al NO 3 -CO 3 dengan optimasi suhu hidrotermal dan ariasi perbandingan Mg/Al =

3 Pengaruh Variasi Rasio (Sri Handayanidkk) METODOLOGI PENELITIAN METODOLOGI Bahan utama PENELITIAN yang digunakan dalam penelitian Bahan ini utama antara yang lain: digunakan Al(NO 3 ) 3 9H dalam 2 O penelitian dari Merck, ini Mg(NO antara 3 lain: ) 2.6HAl(NO 2 O dari 3 ) 3 Merck, 9H 2 O dari NaOH Merck, dari Merck, Mg(NO Na 32 ) CO 2.6H 3 2 dari O dari Aldrich Merck, dan NaOH gas nitrogen. dari Merck, Seluruh Na 2 CObahan 3 dari Aldrich digunakan dan gas tanpa nitrogen. pemurnian Seluruh lebih lanjut. bahan digunakan tanpa pemurnian Alat utama lebih yang lanjut. digunakan dalam penelitian Alat ini utama antara yang lain: digunakan peralatan dalam gelas, penelitian pengaduk magnet, ini antara oven lain: untuk peralatan hidrotermal gelas, pengaduk dan kalsinasi. magnet, Instrumen oven untuk yang hidrotermal dibutuhkan dan untuk kalsinasi. karakterisasi Instrumen hasil dan yang uji dibutuhkan aktivitas untuk antara karakterisasi lain: Difraksi hasil dan Sinar uji X, aktivitas dan antara Spektroskopi lain: Infra Difraksi Red. Sinar X, dan Spektroskopi Penelitian Infra dilakukan Red. dengan mereaksikan magnesium Penelitian nitrat dilakukan (Mg(NO dengan 3 ) 2.6Hmereaksi- kan aluminium magnesium nitrat nitrat (Al(NO (Mg(NO 3 ) 3 9H 3 ) 2.6H O) 2 O) dengan dan 2 O) dan aluminium perbandingan nitrat mol (Al(NO 3:1. 3 Magnesium ) 3 9H 2 O) dengan nitrat perbandingan sebanyak 8,626 mol g 3:1. dan Magnesium aluminium nitrat sebanyak 3,783 g masing-masing 8,626 g dan aluminium dilarutkan dalam nitrat 3,783 akuades g sampai masing-masing volume 100 dilarutkan ml lalu dalam dialiri akuades gas N 2 dan sampai diaduk volume menggunakan 100 ml lalu pengaduk dialiri gas magnet N 2 dan selama diaduk 15 menggunakan menit. Keduanya pengaduk magnet dicampur dalam selama labu 15 leher menit. tiga dengan Keduanya tetap dicampur dialiri gas dalam N 2 dan labu leher diaduk tiga menggunakan dengan tetap dialiri pengaduk gas magnet N 2 dan selama diaduk 30 menit. menggunakan Natrium pengaduk hidroksida magnet (NaOH) selama 0,07030 mol menit. yaitu Natrium 0,280 g hidroksida dilarutkan (NaOH) menggunakan 0,070 mol akuades yaitu 0,280 sampai g dilarutkan volume 100 menggunakan ml, dialiri gas akuades N 2 dan sampai diaduk volume menggunakan 100 ml, pengaduk dialiri gas magnet N 2 dan selama diaduk 15 menggunakan menit, ditambahkan pengaduk ke magnet dalam labu selama leher 15 menit, tiga. Selama ditambahkan reaksi ke berlangsung dalam labu leher tetap tiga. Selama reaksi berlangsung tetap dilakukan pengadukan dan dialiri dengan dilakukan gas N 2 selama pengadukan 2 jam. Nilai dan ph dialiri larutan dengan dicek gas menggunakan N 2 selama 2 jam. indikator Nilai ph ph larutan universal. dicek menggunakan Campuran tersebut indikator dimasukkan ph dalam universal. botol Campuran teflon untuk tersebut selanjutnya dimasukkan dilakukan dalam proses botol teflon pemanasan untuk pada selanjutnya temperatur dilakukan 100 C selama proses pemanasan 15 jam. Padatan pada temperatur yang diperoleh 100 C dari selama hasil 15 hidrotermal jam. Padatan dipisahkan yang diperoleh menggunakan dari hasil hidrotermal sentrifuge selama dipisahkan 15 menit menggunakan dengan sentrifuge kecepatan 2500 selama rpm 15 kemudian menit dengan dicuci kecepatan dengan akuades Variasi rpm kemudian suhu hidrotermal dicuci dengan dilakukan akuades. pada 100, Variasi 120, suhu 14 dan hidrotermal C. dilakukan Variasi rasio pada Mg/Al 100, 120, dilakukan 14 dan dengan C. Variasi memvariasi rasio jumlah Mg/Al mol dilakukan precursor dengan Mg memvariasi terhadap Al jumlah sehingga mol diperoleh precursor rasio Mg terhadap Mg/Al= 1 Al sehingga 4. Hasil diperoleh yang diperoleh rasio Mg/Al= dipanaskan 1 dalam 4. oven Hasil pada yang temperatur diperoleh 60 dipanaskan C selama dalam 12 jam. oven Persiapan pada temperatur HT sebagai 60 C katalis selama heterogen 12 jam. dilakukan Persiapan dengan HT sebagai cara katalis kalsinasi heterogen pada suhu dilakukan tinggi (400 C). dengan cara kalsinasi Struktur pada suhu produk tinggi (400 C). dikarakterisasi menggunakan Struktur X-ray produk difraktometer dikarakterisasi (XRD) menggunakan dan spektroskopi X-ray inframerah difraktometer (IR). Produk (XRD) dan hidrotalsit spektroskopi Mg-Al inframerah kering dikarakterisasi (IR). Produk hidrotalsit secara fisik Mg-Al menggunakan kering dikarakterisasi XRD dengan secara kisaran sudut fisik 2 menggunakan = 2-70 dan XRD laju scanning dengan kisaran 2 0,02 /detik. sudut 2 = 2-70 dan laju scanning 2 0,02 /detik. HASIL DAN PEMBAHASAN HASIL Sintesis DAN PEMBAHASAN hidrotalsit (HT) Mg/Al dilakukan Sintesis dengan hidrotalsit metode (HT) kopresipitasi Mg/Al dilakukan hidrotermal dengan pada suhu metode antara kopresipitasi o C. hidrotermal pada suhu antara o C. 77

4 Jurnal Penelitian Saintek, Vol. 19, Nomor 1, April 2014 Hasil sintesis berupa padatan (powder) Hasil berwarna sintesis putih. Jika berupa dikehendaki padatan hidrotalsit (powder) berwarna dengan anion putih. nitrat, Jika dikehendaki kemungkinan hidrotalsit adanya dengan anion lain anion seperti nitrat, karbonat kemungkinan dihindarkan adanya anion dengan lain bubbling seperti gas karbonat nitrogen. dihindarkan Dalam jumlah dengan yang bubbling cukup gas inert nitrogen. N 2 ini mampu Dalam jumlah mendorong yang dan cukup menghilangkan gas inert N 2 ion ini karbonat mampu mendorong dan dibebaskan dan menghilangkan sebagai CO 2. Untuk ion karbonat membatasi dan dibebaskan interaksi dengan sebagai CO CO 2 dari 2. Untuk udara membatasi dari atmosfer, interaksi sintesis dengan HT CO 2 Mg/Al dari udara dilakukan bebas bebas dari dengan atmosfer, wadah sintesis tertutup HT dan Mg/Al mengalirkan dilakukan gas dengan nitrogen wadah secara terus tertutup menerus. dan mengalirkan gas nitrogen Hidrotalsit secara terus hasil menerus. penelitian dikarakterisasi dengan Hidrotalsit difraktometer hasil penelitian sinar dikarakteri- X (X Ray sasi diffraction, dengan XRD). difraktometer Pola difraksi sinar X sinar (X Ray X hidrotalsit diffraction, pada XRD). rasio Pola Mg/Al difraksi 3 sinar dan X 2 hidrotalsit ditunjukkan pada rasio Gambar Mg/Al 1, pola 3 difraksi dan 2 ditunjukkan pada Gambar 1, pola difraksi hidrotalsit pembanding disajikan pada hidrotalsit Gambar 2, sedangkan pembanding data disajikan FTIR disajikan pada pada Gambar Gambar 2, sedangkan 3. Hasil analisis data FTIR menunjukkan disajikan pada tiga puncak Gambar dengan 3. Hasil intensitas analisis tertinggi menunjukkan yaitu tiga pada puncak harga 2 dengan sebesar intensitas 11,66 tertinggi (bidang 003), yaitu pada 23,45 harga (bidang 2 sebesar 006), 11,66 dan 34,57 (bidang (bidang 003), 23,45 110) yang (bidang merupakan 006), dan karakteristik 34,57 (bidang dari 110) senyawa yang hidrotalsit. merupakan karakteristik dari senyawa Pola hidrotalsit. difraksi sinar X dari HT pembanding Pola (Klopproge, difraksi sinar 2002) X menunjuk- dari HT pembanding kan adanya (Klopproge, 4 puncak karakteristik 2002) menunjuk- yang kan menunjukkan adanya 4 sampel puncak karakteristik bersifat kristalin/ yang menunjukkan terkristal dengan sampel sempurna. bersifat Keempat kristalin/ terkristal puncak tersebut dengan menunjukkan sempurna. bidang Keempat (003) puncak (006)(110) tersebut dan (113) menunjukkan yang menunjukkan bidang (003) sifat (006)(110) mineral clay dan HT (113) yang memiliki menunjukkan struktur sifat mineral berlapis. clay HT yang memiliki struktur berlapis. Gambar 1. Difraktogram HT pada Suhu Hidrotermal 100 C Gambar 1. Difraktogram HT pada Suhu Hidrotermal 100 C 78

5 Pengaruh Variasi Rasio (Sri Handayanidkk) Gambar 2. Pola Difraksi Sinar X dari HT Pembanding, = CO Gambar 2. 3 (a) dan NO - Pola Difraksi 3 (b) (Klopproge, 2002) Sinar X dari HT Pembanding, = CO 3 (a) dan NO - 3 (b) (Klopproge, 2002) Gambar 3. Spektra FTIR HT pada Suhu Hidrotermal C Gambar 3. Spektra FTIR HT pada Suhu Hidrotermal C Dari dua spektra pada Gambar 1 terlihat Mg/Al 3:2. Oleh karena itu, untuk selanjutnya Dari bahwa kedua spektra rasio mol pada tersebut Gambar memberikan 1 terlihat pada 3:2. Oleh optimasi karena itu, suhu untuk hidrotermal selanjut- Mg/Al bahwa hasil yang kedua hampir rasio mol sama. tersebut Kutrowski memberikan et al. nya digunakan pada rasio optimasi Mg/Al 3:2. suhu hidrotermal hasil (2006) yang melaporkan hampir sama. bahwa Kutrowski hasil optimal et al. (2006) sintesis melaporkan hidrotalsit diperoleh bahwa hasil pada optimal rasio sintesis hidrotalsit diperoleh pada rasio digunakan Hasil rasio optimasi Mg/Al 3:2. suhu hidrotermal dengan Hasil rasio optimasi Mg/Al 3:1 suhu disajikan hidrotermal pada dengan rasio Mg/Al 3:1 disajikan pada 79

6 Jurnal Penelitian Saintek, Vol. 19, Nomor 1, April 2014 Gambar 4. Dari Gambar 4 terlihat bahwa Gambar suhu hidrotermal 4. Dari Gambar terbaik 4 diperoleh terlihat bahwa pada suhu 100 C. hidrotermal Jika suhu terbaik hidrotermal diperoleh di pada atas suhu 100 C 100 C. maka Jika akan suhu hidrotermal merusak struktur di atas 100 C hidrotalsit maka yang ditandai akan merusak dengan munculnya struktur hidrotalsit puncak yang yang tidak ditandai diinginkan. dengan munculnya puncak yang tidak diinginkan. Variasi Rasio Mg/Al Variasi Rasio Berdasarkan Mg/Al penelitian dari Alnavis (2010), Berdasarkan Mg-Al dengan penelitian rasio dari 2:1 Alnavis pada difraktogram (2010), Mg-Al XRD dengan memiliki rasio tiga 2:1 pada puncak difraktogram dengan intensitas XRD tertinggi, memiliki yaitu tiga puncak pada harga dengan 2 sebesar intensitas 11,66, tertinggi, 23,45, yaitu dan pada 34,57 harga yang 2 merupakan sebesar 11,66, karakteristik 23,45, dari dan 34,57 senyawa yang hidrotalsit. merupakan Hasil karakteristik percobaan dari senyawa menunjukkan hidrotalsit. fakta yang Hasil serupa percobaan yang menunjukkan diperoleh dari proses fakta hidrotermal yang serupa pada yang suhu diperoleh dari proses hidrotermal pada suhu 80 C. Semakin tinggi suhu hidrotermal, 80 C. intensitas Semakin puncak tinggi difraktogram suhu hidrotermal, hidrotalsit intensitas semakin menurun. puncak difraktogram hidrotalsit semakin Berkaitan menurun. dengan proses kalsinasi, ada berbagai Berkaitan aspek dengan yang proses dapat kalsinasi, diamati. ada Kalsinasi berbagai memberikan aspek yang pengaruh dapat terhadap diamati. Kalsinasi kapasitas memberikan serapan Hidrotalsit pengaruh terhadap sebagai kapasitas adsorben. HT serapan yang dikalsinasi Hidrotalsit pada sebagai suhu adsorben. tinggi, yaitu HT sekitar yang dikalsinasi 500 C menunjukkan pada suhu tinggi, kapasitas yaitu absorbsi sekitar yang 500 C paling menunjukkan besar kapasitas dibanding yang absorbsi tidak yang dikalsinasi paling (Liang, besar dibanding 2008). yang tidak dikalsinasi (Liang, 2008). Suhu kalsinasi biasanya bervariasi antara Suhu kalsinasi K. Kalsinasi biasanya dapat bervariasi secara antara efektif merusak K. Kalsinasi struktur dapat hidrotalsit. secara efektif Hidrotalsit merusak terkalsinasi struktur atau hidrotalsit. calcined hydrotalcite Hidrotalsit (C-HT) terkalsinasi dapat dikembalikan atau calcined ke hydrotalcite (C-HT) dapat dikembalikan ke Gambar 4. Difraktogram HT Mg/Al 3:1 dengan Variasi Suhu Hidrotermal Gambar 4. Difraktogram HT Mg/Al 3:1 dengan Variasi Suhu Hidrotermal 80

7 Pengaruh Variasi Rasio (Sri Handayanidkk) struktur semula dengan penambahan air dan struktur anion. Air semula dan anion dengan dapat penambahan diserap ke air dalam dan anion. antarlapis. Air dan Anion anion dapat yang diserap ke dalam tidak antarlapis. selaluharus Anion sama dengan yang anion diserap asalnya, tidak selaluharus misalnya nitrat sama dapat dengan diganti anion asalnya, dengan misalnya karbonat atau nitrat hidroksida. dapat Kondisi diganti ini dengan dapat karbonat menjadi atau sebuah hidroksida. efek Kondisi memori ini dapat yang menjadi berguna sebuah untuk efek menghilangkan memori yang atau berguna menyerap anion untuk tertentu menghilangkan seperti polutan atau menyerap berbahaya, baik anion organik tertentu maupun seperti anorganik. polutan berbahaya, Efek memori baik organik juga dapat maupun dimanfaatkan anorganik. Efek untuk aplikasi memori katalisis. juga dapat dimanfaatkan untuk aplikasi Anion katalisis. yang terdapat dalam antarlapis Anion memberikan yang terdapat perbedaan dalam antarlapis karakteristik. Stabilitas memberikan termal perbedaan dari HT karakteristik. dengan anion oksalat Stabilitas lebih termal tinggi daripada HT dengan karbonat. anion Masing oksalat masing lebih tinggi memiliki daripada suhu karbonat. dekomposisi Masing 523 masing K dan memiliki 473 K. Sifat suhu dekomposisi basisitas anion 523 antarlapis K dan 473 adalah K. faktor Sifat basisitas kunci dari anion proses antarlapis dehidroksilasi. adalah faktor Jika basisitas kunci rendah dari proses lebih dehidroksilasi. stabil secara termal, Jika basisitas atau lebih rendah tahan lebih terhadap stabil secara pemanasan termal, atau (Roelofs, lebih 2002). tahan terhadap pemanasan (Roelofs, Fungsi 2002). penting dari aplikasi hidrotalsit Fungsi (HT) penting adalah sebagai dari aplikasi katalis. hidrotalsit Sebelum (HT) digunakan adalah sebagai katalis, katalis. Sebelum hidrotalsit hasil digunakan sintesis sebagai perlu dipreparasi katalis, hidrotalsit dan dioptimasi hasil sintesis untuk perlu mendapatkan dipreparasi dan kualifikasi dioptimasi katalis yang untuk dibutuhkan. mendapatkan Salah kualifikasi satu tahap aktivasi katalis hidrotalsit yang dibutuhkan. sebagai katalis Salah satu adalah tahap proses aktivasi kalsinasi. hidrotalsit Setelah sebagai katalis proses adalah kalsinasi proses diperlukan kalsinasi. Setelah rekonstruksi proses kalsinasi diperlukan rekonstruksi struktur Ht dengan rehidrasi. Beberapa proses struktur preparasi Ht dengan katalis rehidrasi. kondensasi Beberapa aldol proses dipersiapkan preparasi untuk katalis aplikasi kondensasi reaksi. aldol dipersiapkan Salah untuk satu aplikasi hal yang reaksi. menarik dari efek kalsinasi Salah satu pada hal hidrotalsit yang menarik adalah, dari efek terdekomposisinya kalsinasi pada menjadi hidrotalsit campuran adalah, terdekomposisinya oksida setelah dikalsinasi menjadi pada campuran K. oksida Calcinatedhidrotalcite setelah dikalsinasi (CHT) pada memiliki luas K. Calcinatedhidrotalcite area permukaan yang (CHT) besar memiliki dengan luas area karakteristik permukaan basa yang Lewis. besar Kondisi dengan ini karakteristik menjadi peluang basa yang Lewis. baik untuk Kondisi digunakan ini menjadi sebagai peluang katalis (Roelofs, yang baik 2002). untuk digunakan Difrakto- sebagai gram XRD katalis dari (Roelofs, HT hasil 2002). sintesis Difrakto- sebelum gram dan sesudah XRD dari dikalsinasi HT hasil sintesis disajikan sebelum pada dan Gambar sesudah 5, sebagai dikalsinasi pembanding disajikan adalah XRD pada Gambar dari Kutrowski 5, sebagai et al. pembanding (2005) yang adalah disajikan XRD dari pada Kutrowski Gambar 6. et al. (2005) yang disajikan pada Gambar Berdasarkan 6. penelitian Rao (1998) hidrotalsit Berdasarkan yang tidak penelitian dikalsinasi Rao (1998) tidak hidrotalsit memiliki aktivitas yang tidak katalisis. dikalsinasi HT dengan tidak memiliki kalsinasi 723 aktivitas K yang katalisis. diikuti HT rehidrasi dengan kalsinasi dengan uap 723 air K pada yang suhu diikuti kamar memiliki rehidrasi dengan sifat katalis uap air yang pada baik. suhu kamar Hidrotalsit memiliki ini sifat dipakai katalis dalam yang katalisis baik. reaksi Hidrotalsit kondensasi ini dipakai aldol dari dalam benzaldehid katalisis dan reaksi aseton kondensasi pada suhu aldol kamar. dari Hasil benzaldehid aldol yang dan terbentuk aseton pada lebih suhu dari kamar. 85% pada Hasil aktivasi aldol yang optimum. terbentuk Aktivitas lebih yang dari 85% lebih pada tinggi aktivasi pada optimum. HT yang Aktivitas direhidrasi yang lebih memberikan tinggi kesimpulan pada HT yang bahwa direhidrasi aldolisasi memberikan dalam fasa heterogen kesimpulan dikatalisis bahwa aldolisasi oleh ion dalam hidroksida fasa (OH heterogen - ). dikatalisis oleh ion hidroksida (OH - ). 81

8 Jurnal Penelitian Saintek, Vol. 19, Nomor 1, April 2014 Gambar 5. Difraktogram HT Hasil Sintesis: a) Sebelum Kalsinasi; b) Setelah Kalsinasi Gambar 5. Difraktogram HT Hasil Sintesis: a) Sebelum Kalsinasi; b) Setelah Kalsinasi 82 Gambar 6. Difraktogram HT Sebelum dan Sesudah pada 450 dan 600 C sebagai Pembanding (Kutrowski et al., 2005) Gambar 6. Difraktogram HT Sebelum dan Sesudah pada 450 dan 600 C sebagai Pembanding (Kutrowski et al., 2005)

9 Pengaruh Variasi Rasio (Sri Handayanidkk) Dua metode rehidrasi adalah fasa cair dan Dua gas metode kondensasi rehidrasi aldol. adalah Campuran fasa cair oksida dan Mg Al gas kondensasi yang direhidarasi aldol. dengan Campuran fasa oksida gas (HT Mg Al RG) memberikan yang direhidarasi hasil dengan yang lebih fasa gas tinggi (HT dibandingkan RG) memberikan dengan hasil yang HT lebih yang tinggi direhidrasi dibandingkan dengan fasa dengan cair HT (RGRL). yang direhidrasi Keduanya memiliki dengan sifat fasa tekstur cair yang (RGRL). jauh Keduanya berbeda yang memiliki memberi sifat tekstur efek pada yang jauh sifat berbeda katalisisnya. yang Efek memberi memori efek mempengaruhi pada sifat katalisisnya. derajat rekonstruksi Efek memori dari struktur mempengaruhi lamelar derajat saat oksida rekonstruksi direhidrasi dari dengan struktur fase lamelar gas, saat lebih oksida kukat dari direhidrasi dengan fasa cair. fase Sifat gas, lebih katalis kukat banyak dari ditentukan rehidrasi oleh fasa karakter cair. Sifat basa katalis (Lewis) banyak dari ditentukan tepi/antarmuka oleh karakter hidrotalsit basa (Lewis) (Abello, 2005). dari tepi/antarmuka hidrotalsit (Abello, Dari 2005). spektra FTIR antara HT dan HT terkalsinasi Dari spektra pada Gambar FTIR antara 7 dan HT 8 dan dapat HT terkalsinasi dilihat bahwa pada semakin Gambar tinggi 7 suhu dan kalsinasi 8 dapat dilihat bahwa semakin tinggi suhu kalsinasi maka serapan dengan puncak melebar pada maka daerah serapan dengan cm -1 puncak semakin melebar berkurang pada daerah intensitasnya Pita cm ini -1 adalah semakin hasil berkurang vibrasi intensitasnya. ulur (stretching) Pita O-H ini dari adalah gugus hasil hidroksi vibrasi di ulur dalam (stretching) lembaran-lembaran O-H dari gugus Mg-Al hidroksi HT di dalam dengan molekul-molekul lembaran-lembaran air dalam Mg-Al partikel HT dengan atau dalam molekul-molekul antarlapis. Di air sisi dalam lain, serapan partikel atau pada dalam daerah antarlapis. sekitar Di 1650 sisi lain, cm -1 serapan juga pada berkurang. daerah Pita sekitar ini diduga 1650 cm merupakan -1 juga berkurang. vibrasi tekukan Pita ini (bending) diduga OH merupakan yang vibrasi berasaldari tekukan molekul (bending) air pada OH daerah yang berasaldari antarlapis. Semakin molekul tinggi air suhu pada kalsinasi daerah antarlapis. pita uluran Semakin simetris tinggi O=C-O suhu pada kalsinasi daerah pita 1385 uluran cm -1 pun simetris juga O=C-O semakin pada berkurang. daerah 1385 Gejala cm ini -1 tampak pun juga dari semakin hasil kalsinasi berkurang. suhu Gejala 400 C ini hingga tampak suhu dari 500 C. hasil kalsinasi Hal sesuai suhu 400 C dengan hingga hasil penelitian suhu 500 C. terdahulu Hal sesuai yang dengan hasil penelitian terdahulu yang Gambar 7. Spektra Infra merah HT Sebelum Kalsinasi Gambar 7. Spektra Infra merah HT Sebelum Kalsinasi 83

10 Jurnal Penelitian Saintek, Vol. 19, Nomor 1, April 2014 Gambar 8. Spektra HT Setelah Kalsinasi 500 C Gambar 8. Spektra HT Setelah Kalsinasi 500 C Tabel 1. Rangkuman Pita Karakterisik HT dan HT Terkalsinasi Tabel 1. HTRangkuman HT Pita 500Karakterisik 0 C HT dan HT Keterangan Terkalsinasi 3456, ,87 HT HT Ulur/stretching O-H permukaanht C Keterangan 1635, ,64 Tekukan/ bending OH 3456, ,87 Ulur/stretching O-H permukaanht 1381,03 uluran simetris nitrat 1635, ,64 Tekukan/ bending OH 678,94 648,08 Tekukan nitrat 1381,03 uluran simetris nitrat ,49 ulur Al-O 678,94 648,08 Tekukan nitrat 447, ulurmg-o ,49 ulur Al-O 447, ulurmg-o melaporkan dekomposisi pada 450 C ulur simetri dari ion karbonat memberi melaporkan (Parida, 2000). dekomposisi Pada spectra hasil pada kalsinasi 450 C (Parida, juga tampak 2000). adanya Pada spectra puncak hasil pada kalsinasi daerah juga 1442 cm tampak -1 yang adanya belum diketahui puncak pada vibrasinya. daerah 1442 cmpenelitian -1 yang belum lain diketahui sebagai pembanding, vibrasinya. menunjukkan Penelitian adanya lain sebagai pita serapan pembanding, pada menunjukkan cm adanya 1 yang pita merupakan serapan hasil pada vibrasi H cm 1 2 O-CO 2 3. yang Pita khas merupakan dari HT- CO hasil 3 ulur puncakmode simetri di dari sekitar ion karbonat cm memberi 1. Pita 2 puncakmode dari CO di sekitar kuat di daerah 1360 cm 1 dengan. Pita 2 dari puncak CO 3 lemah kuat di daerah 827 cm , dan cm 1 pita dengan pada 667 puncak cm 1 lemah menunjukkan di 827 cm mode 1, dan dari pita bidangbidang cm HT. 1 menunjukkan Simetri dari NO3 mode tidak dari berubah bidang- pada 667 bidang saat berada HT. Simetri dalam lapisan dari NO3 HT tidak (Kloprogge, berubah saat 2002). berada dalam lapisan HT (Kloprogge, vibrasi H 2 O-CO 2 terlihat dari adanya 3. Pita pita khas yang dari pecah/split HT- COdi ). Dilihat dari spektra inframerah sekitar terlihat 1365 dari adanya 1400 pita cm yang bersama pecah/split dengan di sekitar pita lemah 1365 sekitar dan cm and 1 667cm bersama. Vibrasi dengan pita lemah sekitar 870 and 667cm 1. Vibrasi pembanding, Dilihat hidrotalsit dari spektra tanpa inframerah kalsinasi pembanding, memiliki puncak hidrotalsit lebar antara tanpa kalsinasi memiliki puncak lebar antara

11 Pengaruh Variasi Rasio (Sri Handayanidkk) cm -1 yang berkaitan dengan vibrasi deformasi superimposisi cm -1 yang berkaitan dari air dengan yang vibrasi diserap deformasi secara fisisorbsi, superimposisi vibrasi dari dari air yang gugus diserap OH secara dalam struktur, fisisorbsi, vibrasi HO...OH dari gugus dan atau OH COdalam 2 OH dalam struktur, hidrotalsit vibrasi HO...OH dan karakterisik dan atau COvibrasi 2 OH ulur dalam dari hidrotalsit ikatan dan Mg OH karakterisik dalam vibrasi Mg/Al hidroksikarbonat. ulur dari ikatan Pita Mg OH serapan di dalam daerah Mg/Al 1632 cm hidroksikarbonat. -1 merupakan vibrasi Pita serapan bending dari daerah H-O-H 1632 yang cm -1 merupakan dari air yang vibrasi terabsorb bending dalam dari antarlapis H-O-H hidrotalsit yang dari (Parida, air yang 2000). terabsorb dalam antarlapis hidrotalsit Serapan (Parida, intensif 2000). pada daerah 1383 cm merupakan Serapan serapan intensif CO pada 2 dan daerah impuritis 1383 dari cm merupakan NO - 3 yang merupakan serapan COhasil 2 dan dari impuritis larutan dalam dari NOproses - 3 yang sintesis. merupakan Adanya hasil doublet dari larutan pada dalam proses sintesis. Adanya doublet pada sekitar bilangan gelombang 791 dan 663 cm sekitar 1 bertepatan bilangan dengan gelombang posisi 791 dan dan rasio 663 intensitas cm 1 bertepatan dari dengan vibrasi posisi karakteristik dan rasio hidrotalsit. intensitas dari Selama vibrasi kalsinasi karakteristik terjadi penurunan hidrotalsit. intensitas Selama yang kalsinasi signifikan terjadi dari puncak penurunan vibrasi intensitas air dan yang karbonat. signifikan Hal dari ini tentu puncak sesuai vibrasi dengan air adanya karbonat. kehilangan Hal air ini dan tentu CO sesuai 2 selama dengan pemanasan adanya (Parida, kehilangan 2000). air Hasil dan CO 2 variasi selama pemanasan rasio mol (Parida, Mg/Al 2000). 1-4 ditampilkan Hasil variasi pada rasio Gambar mol 9. Pada Mg/Al Gambar ditampilkan tersebut pada terlihat Gambar bahwa 9. Pada intesnsitas Gambar tertinggi 9 tersebut didapat terlihat pada bahwa perbandingan intesnsitas mol Mg/Al tertinggi 3:1. didapat pada perbandingan mol Mg/Al 3:1. Gambar 9. Difraktogram Calc-HT dengan Variasi Rasio MolMg/Al pada Gambar 9. Difraktogram Suhu Hidrotermal Calc-HT 100 C dengan dan Variasi Kalsinasi Rasio 400 C MolMg/Al pada Suhu Hidrotermal 100 C dan Kalsinasi 400 C 85

12 Jurnal Penelitian Saintek, Vol. 19, Nomor 1, April 2014 KESIMPULAN KESIMPULAN Hidrotalsit Mg/Al telah berhasil disintesis Hidrotalsit menggunakan Mg/Al metode telah kopresipitasi berhasil disintesis hidrotermal. menggunakan Variasimol metode Mg/Al pada kopresipitasi sintesis hidrotermal. HT yang telah Variasimol dilakukan Mg/Al adalah pada 1:1, 2:1, sintesis 3:1 HT dan yang 4:1. telah Hasil dilakukan terbaik adalah 1:1, HT 2:1, dengan 3:1 dan perbandingan 4:1. Hasil mol terbaik Mg/Al adalah 3:1 dengan HT dengan suhu perbandingan hidrotermal 100 C. mol Mg/Al Preparasi 3:1 dengan HT sebagai suhu hidrotermal katalis dilakukan 100 C. dengan Preparasi kalsinasi HT HT sebagai pada katalis suhu 500 C. dilakukan Hasil dengan XRD kalsinasi dari HT HT sebelum pada suhu dan sesudah 500 C. kalsinasi Hasil XRD menunjukkan dari HT sebelum bahwa dan preparasi sesudah HT kalsinasi sebagai katalis menunjukkan heterogen bahwa telah preparasi berhasil dilakukan. HT sebagai katalis heterogen telah berhasil dilakukan. DAFTAR PUSTAKA DAFTAR Alnavis, N.B. PUSTAKA 2010, Mg/Al Hydrotalcite dari Brine Water: Sintesis Alnavis, N.B. 2010, Mg/Al Hydrotalcite danaplikasinya sebagai adsorben eosin dari Brine Water: Sintesis yellow dan methyl violet, Skripsi. danaplikasinya sebagai adsorben eosin yellow dan methyl violet, Skripsi. Abello, S., Medina, F., Tichit, D., Ramirez, J., Groen, J.C.,Sueiras, JE.Salagre, P., Abello, S., Medina, F., Tichit, D., Ramirez, and Cesteros, Y Aldolcondensations over reconstructed Mg Al J., Groen, J.C.,Sueiras, JE.Salagre, P., and Cesteros, Y Aldolcondensations over reconstructed Mg Al hydrotalcites: Structure activityrelationships related to the rehydration method, hydrotalcites: Structure activityrelationships related to the rehydration method, Chem. Eur. J., 11, Cavani, Chem. F., Eur. Trifiro, J., 11, 728 F., 739. Vaccari, A Hydrotalcite-type anionic clays: Cavani, F., Trifiro, F., Vaccari, A. Preparation, properties and application, 1991.Hydrotalcite-type anionic clays: Catal.Today, 11, Preparation, properties and application, Catal.Today, 11, Guida, A., Lhouty, M.H., Tichit,D., Figueras, F., and Geneste, P Guida, A., Lhouty, M.H., Tichit,D., Hydrotalcites as base catalysts.kinetics Figueras, F., and Geneste, P of Claisen-Schmidt condensation of Hydrotalcites as base catalysts.kinetics acetonylacetone and synthesis of of Claisen-Schmidt condensation of chalcone, Appl.Catal.,Vol 164, Issues acetonylacetone and synthesis of 1-2, chalcone, Appl.Catal.,Vol 164, Issues 1-2, Handayani, S. and Arty, I.S Synthesis of hydroxyl radical scavengers from Handayani, S. and Arty, I.S Synthesis benzalacetone and its derivatives, of hydroxyl radical scavengers from Journal of Physical Chemistry, Vol 19, benzalacetone and its derivatives, No.2, Journal of Physical Chemistry, Vol 19, Kloprogge, No.2, J.T., Wharton,D., Hickey, L., and Frost, R.L Infrared and Kloprogge, J.T., Wharton,D., Hickey, L., raman study of interlayer anions CO3 2, and Frost, R.L Infrared and NO3, SO4 2 and ClO4 in raman study of interlayer anions CO3 2, Mg/Alhydrotalcite,American NO3, SO4 2 and ClO4 in Mineralogist, Vol.87, p Mg/Alhydrotalcite,American Koteswara Mineralogist, Rao, K., Vol.87, Gravelle, p M., Valente, J., Figueras, F The aldol Koteswara Rao, K., Gravelle, M., Valente, condensation of acetaldehyde and J., Figueras, F The aldol heptanal on hydrotalcite-type catalysts, condensation of acetaldehyde and J. Catal., 173, 115. heptanal on hydrotalcite-type catalysts, Kustrowski, J. Catal., P., 173, Sulkwska, 115. D., Chmielarz, L., Lasocha, A., Dudek, B., Dziembaj, Kustrowski, P., Sulkwska, D., Chmielarz, R Influence of thermal treatment L., Lasocha, A., Dudek, B., Dziembaj, conditions on the activity of R Influence of thermal treatment hydrotalcite-derived Mg-Al oxides in conditions on the activity of the aldol condensation of acetones, hydrotalcite-derived Mg-Al oxides in Micro. Meso. Mat. 1, the aldol condensation of acetones, Kustrowski, Micro. Meso. P., Sulkowska, Mat. 1, D., Chmielarz, L. and Dziembaj, R. Kustrowski, P., Sulkowska, D., Chmielarz, 2006.Aldolcondensation of citral and L. and Dziembaj, R. acetone over mesoporous catalysts 2006.Aldolcondensation of citral and obtained by thermal and chemical acetone over mesoporous catalysts activation of magnesiumaluminiumhydrotalcite-like precursors, obtained by thermal and chemical activation of magnesiumaluminiumhydrotalcite-like precursors, Appl.Catal., Vol 302, Appl.Catal., Vol 302, Liang L.V., Wang, Y., Wei, M., Cheng, J.2008.Bromide ion removal from Liang L.V., Wang, Y., Wei, M., Cheng, contaminated water by J.2008.Bromide ion removal from calcinedanduncalcined MgAl-CO3 contaminated water by layered double hydroxides, Journal of calcinedanduncalcined MgAl-CO3 Hazardous Materials 152 (2008) 1130 layered double hydroxides, Journal of Hazardous Materials 152 (2008) 1130 Negron, G., Guerra, N., Lomas, L., Gavino, R., Cardenas, G Calcined Mg-Al Negron, G., Guerra, N., Lomas, L., Gavino, hydrotalcites catalyst in the region- R., Cardenas, G Calcined Mg-Al hydrotalcites catalyst in the region-

13 Pengaruh Variasi Rasio (Sri Handayanidkk) selective synthesis of silylated vicinal azidohydrins, Regional Issue Organic selective synthesis of silylated vicinal Chemistry in Mexico, 11, azidohydrins, Regional Issue Organic Parida, Chemistry K., in Das, Mexico, J. 11, Mgr Alhydrotalcites: preparation, characterisationandketonisation of acetic acid, Parida, K., Das, J Mgr Alhydrotalcites: preparation, characterisationandketonisation of acetic acid, Journal of Molecular Catalysis A: Chemical, 151, Journal of Molecular Catalysis A: Perez, Chemical, C.N., Perez, 151, C.A., Henriques, C.A., and Monteiro, J.L.F Hydrotalcites Perez, C.N., Perez, C.A., Henriques, C.A., as precursors for MgAl-mixed oxides and Monteiro, J.L.F Hydrotalcites used as catalysts on the aldol as precursors for MgAl-mixed oxides condensation of citral with acetone, used as catalysts on the aldol Applied Catalysis A: General, 272, 229- condensation of citral with acetone, 240. Applied Catalysis A: General, 272, 229- Pudjono, 240. Sismindari, and Widada, H Synthesis of 2,5-bis-(4 - Pudjono, Sismindari, and Widada, H hydroxybenzylidene) cyclopentanone Synthesis of 2,5-bis-(4 - and 2,5-bis(4 -chlorobenzylidene) hydroxybenzylidene) cyclopentanone cyclopentanone compounds and and 2,5-bis(4 -chlorobenzylidene) antiproliferative test to hela cells, cyclopentanone compounds and Majalah Farmasi Indonesia, 19(1), 48- antiproliferative test to hela cells, 55. Majalah Farmasi Indonesia, 19(1), 48- Rao, 55. K.K., Gravelle, M., J.S., Figueras, F Activation of Mg Al hydrotalcite Rao, K.K., Gravelle, M., J.S., Figueras, F. catalysts for aldol condensation Activation of Mg Al hydrotalcite catalysts for aldol condensation reactions, J. of Catalysis, Vol.173, Iss 1, p reactions, J. of Catalysis, Vol.173, Iss Roelofs, 1, p. J.C.A.A., van Dillen, A.J., de Jong, K.P Aldol condensations Roelofs, J.C.A.A., van Dillen, A.J., de Jong, catalysed by novel Mg-Al-O-t-Bu K.P Aldol condensations hydrotalcite, Catal. Today, 60, catalysed by novel Mg-Al-O-t-Bu Roelofs, hydrotalcite, J.C.A.A., Catal. van Bokhoven, Today, 60, JA., van Dillen, A.J., Geus, J.W., and de Jong, Roelofs, J.C.A.A., van Bokhoven, JA., van K.P The thermal decomposition Dillen, A.J., Geus, J.W., and de Jong, of Mg±Alhydrotalcites: Effects of K.P The thermal decomposition interlayer anions and characteristics of of Mg±Alhydrotalcites: Effects of the final structure, Chem. Eur. J. V 8, interlayer anions and characteristics of No. 24. the final structure, Chem. Eur. J. V 8, No. 24. Sardjiman Synthesis of some new series of curcumin analogues, Sardjiman Synthesis of some new antioxidative, antiinflamatory, antibacterial activities and qualitative- series of curcumin analogues, antioxidative, antiinflamatory, antibacterial activities and qualitativestructure activity relationship, Disertasi, Fakultas Farmasi Gadjah Mada structure activity relationship, Disertasi, University, Yogyakarta. Fakultas Farmasi Gadjah Mada Suzuki, University, E. Dan Yogyakarta. Ono, Y Aldol condensation reaction between formaldehyde and acetone over heat-treated Suzuki, E. Dan Ono, Y Aldol condensation reaction between formaldehyde and acetone over heat-treated synthetic hydrotalcite and hydrotalcitelike coumpounds, Bull.Chem.Soc.Jpn, synthetic hydrotalcite and hydrotalcitelike coumpounds, Bull.Chem.Soc.Jpn, 61, ,