Karakterisasi Zeolit Teraktifasi

Aktivasi secara fisis dilakukan dengan pemanasan zeolit yang bertujuan untuk menguapkan air yang terperangkap dalam pori-pori kristal zeolit, sehingga luas permukaan pori-pori bertambah. Aktivasi dengan pemanasan ini sering juga dikenal dengan kalsinasi.

Aktivasi secara kimiawi dilakukan dengan asam atau basa, dengan tujuan untuk membersihkan permukaan pori, membuang senyawa pengotor, dan mengatur kembali letak atom yang dapat dipertukarkan. Pereaksi kimia ditambahkan pada zeolit dalam jangka waktu tertentu. Zeolit kemudian dicuci sampai netral dan kemudian dikeringkan. Pengaktifan dengan asam mineral akan melarutkan logam alkali seperti Ca2+, K+, Na+ dan Mg+ yang menutup sebagian rongga pori dan pengaktifan dengan H+ dalam ruang interlaminer sehingga zeolit lebih porous dan permukaan lebih aktif (Buchori, 2003).

Aktifasi zeolit dapat dilakukan dengan perlakuan asam dan basa. Aktivasi zeolit dengan perlakuan asam yaitu dengan mereaksikan zeolit dengan larutan asam seperti HCl, HF, dan NH4Cl (Khairinal et al., 2000), HCl, HNO3, H2SO4, dan H3PO4 (Heraldy et al. 2003). Sedangkan aktivasi zeolit dengan perlakuan basa dapat dilakukan dengan mereaksikan zeolit dengan NaOH, dimana penurunan rasio Si/Al akan terjadi pada aktivasi dengan pH tinggi (Jozefaciuk et al., 2002) .

Pada percobaan ini, proses aktivasi zeolit dilakukan dengan mereaksikan asam sulfat dengan zeolit sehingga terbentuk zeolit tersulfonasi. Dari reaksi tersebut diharapkan gugus sulfonat yang mengandung gugus H+ bisa bertindak sebagai asam (Rispiandi, 2011). Adanya kandungan gugus H+ tersebut maka zeolit tersulfonasi dimungkinkan dapat digunakan sebagai katalis asam dalam reaksi hirolisis pati dari spirogyra sp.

 Zeolit merupakan kristal alumina silikat terhidrasi yang mengandung kation alkali atau alkali tanah berbentuk kerangka tiga dimensi, bersifat asam dan mempunyai pori yang berukuran molekul. Rumus molekul empiris zeolit adalah M2n(Al2O3.ySiO2)wH2O dimana M = kation alkali tanah atau alkali, n = valensi logam alkali dan x,y = bilangan tertentu.

Zeolit terdiri dari 3 komponen yaitu kation yang dapat dipertukarkan, kerangka alumina silikat dan kandungan air. Kandungan air berubah-ubah tergantung dari sifat kation-kation yang ditukar dan kondisi kristalisasi. Air dan kation yang ada di dalam rongga zeolit dapat disubstitusikan dengan molekul lain. Seperti halnya dengan mineral silika yang lainnya, zeolit merupakan mineral berpori. Jika terdapat beberapa molekul memasuki sistem mikropori zeolit, molekul bisa terserap berdasarkan kepolaran atau interaksi molekul dengan zeolit. Mekanisme interaksi molekul yang terjadi bisa secara penyerapan fisika (gaya Van der Waals), penyerapan kimia (gaya elektrostatik), ikatan hidrogen dan pembentukan kompleks koordinasi. Efektivitas penyerapan bergantung pada sifat spesies yang diserap, kemampuan pertukaran ion, keasaman padatan zeolit dan kelembaban sistem. Zeolit dengan rongga-rongga molekulnya mempunyai gugus aktif di dalam saluran antar kristal sehingga dapat berlaku sebagai pengemban katalis (Buchori, 2003).

Zeolit memiliki struktur berpori yang dapat mengakomodasi berbagai kation , seperti H+ , Na+ , K+, Mg2+. Kation ini merupakan ikatan yang lemah pada permukaan zeolit sehingga dapat terlepas ke dalam larutan yang mempunyai aktivitas katalitik yang berbeda.  H – form zeolit banyak digunakan sebagai katalis asam karena bentuk – sifat selektif  mereka dalam reaksi kimia. Keasaman zeolit berbanding lurus dengan perbandingan atom Si/Al, jumlah atom Al berbanding dengan jumlah ikatan asam Brønsted, semakin tinggi rasio Al/Si, semakin tinggi keasaman katalis (Huang et al., 2013).