loading...
Rumput yang tumbuh dengan cepat dan pohon seperti switchgrass dan poplar berpotensi sebagai sumber energi alternatif sustainabel pengganti minyak bumi dan sumber bahan kimia berharga lainnya. Namun untuk membuat bahan bakar dari gula, selulosa dan hemiselulosa, umumnya harus menghilangkan lignin di sekitarnya, suatu polimer fenolik yang sulit dihancurkan yang berfungsi mendukung struktur tanaman. Daripada material yang berlimpah ini ujung-ujungnya hanya menjadi limbah, para peneliti berusaha memproduksi sesuatu yang dari material tersebut. Baru-baru ini sebuah penelitian menunjukkan bahwa katalis murah berbasis nikel ternyata dapat mengkonversi 68% dari lignin dari rumput miskantus atau yang biasa dikenal dengan rumput gajah menjadi senyawa aromatik yang berharga dengan tetap menjaga gula tanaman untuk konversi menjadi bahan bakar. (ACS Sustainable Chem. Eng. 2016, DOI: 10.1021/acssuschemeng.5b01776).
Mengkonversi lignin menjadi bahan kimia yang lebih berharga merupakan suatu tantangan dikarenakan struktur polimer sangat heterogen dan sulit untuk didegradasi. Pada penelitian yang lain para ilmuwan juga telah mengkonfirmasikan bahwa beberapa logam mulia dapat mengkatalisis pemecahan lignin menjadi monomer aromatik yang berharga digunakan komponen minyak wangi. Mahdi M. Abu-Omar dan rekan timnya dari Purdue University menggunakan katalis paladium-seng untuk mengkonversi 50% dari lignin menjadi dua produk fenolik (Green Chem 2015, DOI:. 10,1039 / C4GC01911C). Pada tahun 2014, Abu-Omar mendirikan perusahaan Spero Energy untuk mengembangkan teknologi tersebut. Namun untuk membuat proses menjadi lebih murah dan lebih ramah lingkungan, mereka mencari katalis yang murah dan banyak terdapat di bumi. Nikel, pada tabel periodik posisinya tepat di atas paladium, menjadi salah satu pilihan utama.
Pada penelitian kali ini, para peneliti menggunakan metode yang pernah mereka kembangkan sebelumnya yakni dengan menggunakan katalis nikel yang di-support-kan pada karbon aktif. Dalam sebuah reaktor, mereka mencampurkan 1 g miskantus yang telah digiling dengan 45 ml metanol, kemudian menambahkan katalis yang diembankan pada stainless steel mikropori untuk mencegah produk reaksi mengalami rekombinasi dengan katalis. Dengan menggunakan tekanan tinggi, reaktor dipanaskan hingga 225 ° C, yang selanjutnya mengakibatkan pemecahan polimer lignin menjadi oligomer yang lebih pendek. Katalis nikel kemudian memfasilitasi proses deoksigenasi oligomer ini menjadi produk aromatik.
Dengan menggunakan metode ini, tim peneliti berhasil mengkonversi sekitar 68% dari lignin miskantus menjadi produk fenolik, termasuk dihydroeugenol, propylsyringol, dan ferulic acid methyl ester, yang dapat digunakan untuk membuat vanili. Hasil samping reaksi tersebut adalah padatan berupa residu karbohidrat. Dengan katalis besi klorida, para peneliti berhasil mendapatkan produk berupa furfural dan levulinic acid dengan yield mencapai 86%. Produk-produk ini dapat digunakan untuk menghasilkan biofuel atau bahan kimia lainnya.
R. Tom Baker, seorang peneliti katalisis di University of Ottawa, menyebut penelitian sebagai "landmark paper", belum pernah ada sebelumnya dengan dua langkah sederhana dapat mengkonversi lebih dari setengah massa rumput menjadi bahan kimia yang lebih berharga. "Meskipun industri kimia berbasis bio saat ini menghadapi tantangan ekonomi dari minyak bumi yang sangat murah, hasil penelitian ini menunjukkan bahwa kemajuan teknis biorefineries cukup menjanjikan di masa depan.
Source: cen.acs.orgMengkonversi lignin menjadi bahan kimia yang lebih berharga merupakan suatu tantangan dikarenakan struktur polimer sangat heterogen dan sulit untuk didegradasi. Pada penelitian yang lain para ilmuwan juga telah mengkonfirmasikan bahwa beberapa logam mulia dapat mengkatalisis pemecahan lignin menjadi monomer aromatik yang berharga digunakan komponen minyak wangi. Mahdi M. Abu-Omar dan rekan timnya dari Purdue University menggunakan katalis paladium-seng untuk mengkonversi 50% dari lignin menjadi dua produk fenolik (Green Chem 2015, DOI:. 10,1039 / C4GC01911C). Pada tahun 2014, Abu-Omar mendirikan perusahaan Spero Energy untuk mengembangkan teknologi tersebut. Namun untuk membuat proses menjadi lebih murah dan lebih ramah lingkungan, mereka mencari katalis yang murah dan banyak terdapat di bumi. Nikel, pada tabel periodik posisinya tepat di atas paladium, menjadi salah satu pilihan utama.
Pada penelitian kali ini, para peneliti menggunakan metode yang pernah mereka kembangkan sebelumnya yakni dengan menggunakan katalis nikel yang di-support-kan pada karbon aktif. Dalam sebuah reaktor, mereka mencampurkan 1 g miskantus yang telah digiling dengan 45 ml metanol, kemudian menambahkan katalis yang diembankan pada stainless steel mikropori untuk mencegah produk reaksi mengalami rekombinasi dengan katalis. Dengan menggunakan tekanan tinggi, reaktor dipanaskan hingga 225 ° C, yang selanjutnya mengakibatkan pemecahan polimer lignin menjadi oligomer yang lebih pendek. Katalis nikel kemudian memfasilitasi proses deoksigenasi oligomer ini menjadi produk aromatik.
Dengan menggunakan metode ini, tim peneliti berhasil mengkonversi sekitar 68% dari lignin miskantus menjadi produk fenolik, termasuk dihydroeugenol, propylsyringol, dan ferulic acid methyl ester, yang dapat digunakan untuk membuat vanili. Hasil samping reaksi tersebut adalah padatan berupa residu karbohidrat. Dengan katalis besi klorida, para peneliti berhasil mendapatkan produk berupa furfural dan levulinic acid dengan yield mencapai 86%. Produk-produk ini dapat digunakan untuk menghasilkan biofuel atau bahan kimia lainnya.
R. Tom Baker, seorang peneliti katalisis di University of Ottawa, menyebut penelitian sebagai "landmark paper", belum pernah ada sebelumnya dengan dua langkah sederhana dapat mengkonversi lebih dari setengah massa rumput menjadi bahan kimia yang lebih berharga. "Meskipun industri kimia berbasis bio saat ini menghadapi tantangan ekonomi dari minyak bumi yang sangat murah, hasil penelitian ini menunjukkan bahwa kemajuan teknis biorefineries cukup menjanjikan di masa depan.
Chemical & Engineering News
ISSN 0009-2347
Copyright © 2016 American Chemical Society
loading...
0 Response to "Katalis Murah Mengubah Lignin Menjadi Bahan Kimia Berharga"
Posting Komentar