Sintesis silika tersulfonasi dari waterglass dengan templat PEG sebagai katalis asam padat dalam pembuatan pelumas dari minyak nabati Synthesis of sulfonated silica from waterglass with PEG template as solid acid catalyst in the production of lubricant from vegetable oil

Abstract

The use of a catalyst in the manufacture of lubricantscome through many developments, from a homogeneousbase catalysts, homogeneous acid catalyst to hetero-geneous solid catalyst system (heterogenous catalyst). Oneexample of heterogeneous catalyst base material is silica.The purpose of this research was to study the graftingmethod of sulfonic group on silica from waterglass withPEG (polyethylene glycol) template as solid acid catalystand to analyze the effect of PEG concentration on ioniccapacity. Silica sol was produced by addition of PEG andHCl into waterglass. The PEG template was separated bytwo different methods; solvothermal extraction andcalcinations process. The following step was graftingprocess of the sulfonate into the silica powder, and dryingthe silica sulfonate in certain temperature. The driedsulfonated silica particles were characterized for theirpore size by BET method, the functional group by FTIR(Fourier Transform Infra Red) test, and the ionic capacityby titrimetry analysis. The result showed that the separatedPEG template process with calcinations method gave abetter result than the solvothermal extraction methodbased on the amount of PEG that disappear. While fromBET result showed that the calcinations process producedsmaller surface area pore than the extraction solvothermalprocess. The effect of the concentration of PEG template,showed that the surface area mostly decreased with theaddition of the PEG template concentration and increasedagain at 0.0178 g/mL. The biggest ionic capacity at 12,603mmol eq/g silica was obtained from solvothermal method.AbstrakPenggunaan katalis dalam pembuatan pelumas me-ngalami banyak perkembangan, dari katalis homogenbasa, katalis homogen asam hingga dikembangkanpenggunaan katalis padat sistem heterogen (heterogenouscatalyst). Salah satu contoh bahan dasar dari katalisheterogen ini adalah silika. Penelitian ini bertujuan untukmempelajari teknik pencangkokan gugus sulfonat pada silika dari waterglass dengan templat PEG (polyethyleneglycol) sebagai katalis asam padat dan menganalisapengaruh konsentrasi templat terhadap kapasitas ion. Solsilika dibuat dengan menambahkan PEG dan HCl kedalam waterglass. Templat PEG dihilangkan dengan duacara yang berbeda yaitu ekstraksi solvothermal dankalsinasi. Proses selanjutnya adalah pencangkokansulfonat pada serbuk silica dan silika tersulfonasi padasuhu tertentu. Partikel silika tersulfonasi yang telah keringdikarakterisasi ukuran porinya dengan metode BET,gugus fungsi dengan uji FTIR (Fourier Transform InfraRed), dan kapasitas ionik dengan analisis titrimetri. Hasilpenelitian menunjukkan bahwa metode kalsinasi ternyatadapat menghilangkan senyawa PEG lebih baik di-bandingkan dengan metode ekstraksi solvothermal, tetapiberdasarkan hasil BET, penghilangan templat melaluiproses kalsinasi menghasilkan luas permukaan yang lebihkecil jika dibandingkan dengan kondisi sebelum templatdihilangkan, sedangkan ekstraksi solvothermal meng-hasilkan luas permukaan silika yang lebih besar. Untukpengaruh konsentrasi templat PEG, didapatkan hasilbahwa luas permukaan partikel silika cenderung turundengan penambahan templat dan naik kembali padakonsentrasi 0,0178 g/mL. Kapasitas ionik terbesar di-dapat pada silika dengan metode solvothermal yaitusebesar 12,603 mmol/g silika.