Nama : Rika Novi Marantika
Kelas
: Kimia Anorganik
(Matrikulasi) – Kimia S2 ATA
2019/2020
Nama Dosen : Bpk. Munawar Khalil,Ph.D.
NPM : 1906452630
Ujian Tengah Semester (Analisis Jurnal)
JUDUL JURNAL : Synthesis of 1,6-Hexanediol from Cellulose Derived
Tetrahydrofuran-Dimethanol with Pt-WOx/TiO2 Catalysts
Berdasarkan penelitian berjudul “Synthesis of 1,6-Hexanediol (1,6-HDO) from Cellulose
Derived Tetrahydrofuran-Dimethanol (THFDM) with Pt-WOx/TiO2 Catalysts” memaparkan
bahwa katalis Pt-WOx/TiO2 memilliki aktivitas, stabilitas dan selektivitas yang tinggi dalam
mengkonversi selulosa yang berasal dari tetrahydrofuran-dimethanol menjadi 1,6-hexanediol
sehingga diperoleh produk sampai dengan 70%. Hasil ini tentunya berkaitan dengan struktur
dan performance dari katalis itu sendiri. Beberapa point yang dapat dijabarkan mengenai
katalis ini berdasarkan struktur, stabilitas dan selektivitasnya (keasaman) yaitu :
1. Dalam penelitian tersebut, bimetallic Katalis Pt-WOx/TiO2 dengan TiO2 bertindak
sebagai catalyst support, karena TiO2 memiliki porositi, kestabilan termal, dan
kekuatan mekanik yang baik (Bagheri, Samira et al, 2014). Selain itu, TiO2 juga
berkontribusi dalam kemampuannya meningkatkan Keasaman Lewis sebagaimana
sifat redoksnya. TiO2 ada dalam bentuk struktur kristal polymorph dengan bentuk
umumnya adalah rutile dan anatase. Bentuk lainnya adalah brooktie. Rutile dan
anatase memiliki struktur kristal tetragonal sementara brooktie adalah orthorombic.
TiO2 yang digunakan adalah struktur anatase. Meskipun dalam bentuk bulk titania
untuk anatase metastabil (tidak sestabil rutil) namun dalam ukuran 11nm - 35nm lebih
stabil seperti yang disarankan Zang et al dalam jurnalnya Zang Yanyang et al (2015).
Adapun unit cell untuk anatase adalah a =b= 3.7842 Å, c=9.5146 Å. Bilangan
koordinasi kation Ti adalah 6 (mengikat 6 atom O senagai atom tetangganya). Selain
itu, anatase lebih dipilih sebagai catalyst support karena spesifikasi luas
permukaannya yang tinggi juga interaksi yang kuat dengan logam nanopartikel
(Bagheri, Samira et al). Role penting lainnya TiO2 sebagai catayst support adalah TiO2
berfungsi untuk mentransfer atom H melalui permukaan dari partikel Pt ke spesi WOx,
juga sebagai Bronsted Acid/Lewis Acid. Hal ini dapat dibuktikan dengan adanya hasil
temuan orbital 2p dari Ti melalui XPS bahwa ada shifting sebesar 1eV energi binding
yang lebih rendah saat terjadinya reduksi TiO2 dari Ti4+ menjadi Ti3+ .Semakin rendah
energi ikatannya artinya semakin stabil sehingga TiO2 sangat cocok sebagai
reduceable support catalyst.
(a)struktur rutile; (b) struktur anatase; (c) struktur brooktie
1
2. Dibandingkan dengan logam lain, platinum lebih dipilih untuk dikombinasikan dengan
tungstated titania catalyst (WOx/TiO2) karena platinum berfungsi untuk membuat sisi
aktif TiO2 sebagai reduceable support jika pada saat reaksi Pt belum siap untuk kontak
langsung membuat sisi aktif. Dispersi dan loading nanopartikel Pt kedalam support
TiO2 dikontrol oleh struktur dan porositas TiO2 yang menghasilkan kombinasi yang pas
sehingga dihasilkan konduktivitas elektronik yang baik menjadikan Pt/TiO2 sebagai
jenis katalis heterogen yang menjanjikan.
(Sumber: J.F. Guayaquil-Sosa, et al dalam Hydrogen Production via Water Dissociation Using Pt/TiO2
Photocatalys: An Oxidation-Reduction Network)
3. Logam Tungsten (W) berpengaruh pada kadar keasaman asam Bronsted. Semakin
banyak loading logam W dalam katalis tersebut, sebanding dengan kenaikan
konsentrasi asam Bronsted dengan memperbanyak (generation) sisi W-OH. Hal ini
juga disebabkan oleh migrasi atom hidrogen dari sisi Pt ke WOx/TiO2 untuk mereduksi
gugus fungsi W=O menjadi W-OH (reduksi dari W6+ menjadi W 5+) membuat sisi asam
. W=O tereduksi, artinya menerima elektron. Sesuai pengertian basa Lewis bahwa
penerima elektron adalah asam. Sisi asam Bronsted/asam Lewis ini berfungsi untuk
raktivitas Katalis Pt/WOx sehingga dihasilkan lebih banyak produk 1,6-HDO.
4. Berdasarkan percobaan reaksi hidrogenolisis THFDM dan beberapa reaktan lain
dalam peneltiian ini seperti 1,2,6-hexanetriol (HTO), Tetrahydropyran-2-methanol
(THP-2M), dan THFDM menggunakan pelarut H2O dan Tetrahydrofuran (THF). Alasan
dipilihnya H2O dan THF sebagai pelarut adalah karena aman, toxicity yang rendah dari
THF. Selain itu, baik H2O maupun THF meningkatkan efek dari aktivitas katalis. Atom
O pada H2O maupun THF dapat berkoordinasi dengan asam Lewis (Li, Jianmei et al,
2020). Atom O akan mendonorkan elektronnya (H2O dan THF bertindak sebagai
HOMO) ke WOx dan TiO2 (sebagai LUMO) membentuk adduct dengan energi yang
lebih rendah. Karena laju reaksi mengggunakan H2O lebih cepat dibandingkan dengan
THF, maka pelarut yang dipiih adalah air dalam mengkonversi THFDM menjadi 1,6HDO. Alasan lain mengapa H2O lebih dipilih, dapat diprediksikan karena interaksi H2O
dengan asam Lewis lebih kuat (karena kemampuan O pada H2O dalam mendonorkan
elektronnya).
Dari paparan hasil analisis tersebut, dapat disimpulkan bahwa katalis Pt-WOx/TiO2
memilliki aktivitas, selektivitas, dan stabilitas yang tinggi sebagai katalis heterogen
bimetalic untuk mengkonversi THFDM menjadi 1,6-hexanadiol (1,6-HDO) dengan
hasil produksi yang optimum (banyak).
2