Artikel Ilmiah : K1C017025 a.n. SALMA NUR IFTINAN
| NIM | K1C017025 |
|---|---|
| Namamhs | SALMA NUR IFTINAN |
| Judul Artikel | SIMULASI KUANTUM PROSES DEMETOKSILASI GUAIACOL PADA KATALIS NiMoS2 BERBASIS DENSITY FUNCTIONAL THEORY |
| Abstrak (Bhs. Indonesia) | Krisis energi bahan bakar fosil menuntut adanya energi alternatif terbarukan. Energi alternatif yang kini dikembangakan adalah biofuel. Untuk memeperoleh biofuel yang baik perlu dilakukan pirolisis dari biomassa yang mengandung guaiacol. Proses pirolisis juga diperlukan untuk mengurangi kandungan oksigen melalui proses Hidrodeoksigenasi (HDO). Salah satu proses yang diusulkan adalah demetoksilasi, yaitu pemcehan gugus metoksi dari guaiacol membentuk fenol. Hal ini dilakukan dengan cara mengalirkan molekul hidrogen dalam sistem guaiacol di atas permukaan NiMoS2. Pada penelitian ini dilakukan simulasi kuantum berbasis Density Functional Theory (DFT). Tujuan penelitian ini adalah untuk memperoleh energi aktivasi dan mekanisme dari proses tersebut. Penelitian ini diawali dengan optimasi situs-situs adsorpsi reaktan dan produk pada permukaan NiMoS2 untuk mendapatkan keadaan awal dan akhir. Dalam reakasi pemecahan ini memiliki persamaan C7H8O2(ad)+H2(ad) C6H5OH(ad)+CH3OH(ad). Konfigurasi adsorpsi yang paling stabil dari reaktan adalah pada top Ni baik untuk O pada guaiacol dan H pada hidrogen. Konfigurasi adsorpsi pada produk yang paling stabil adalah pada top Ni baik untuk O pada fenol dan O pada metanol. Energi aktivasi dihitung menggunakan metode Nudged Elastic Band (NEB) serta mendapatkan keadaan transisi. Berdasarkan perhitungan tersebut memperoleh hasil energi aktivasi yang sangat besar untuk memecah gugus metoksi dari gauaicol menjadi fenol. Hal ini menunjukan bahwa proses demetoksilasi diatas NiMoS2 sulit terjadi untuk parameter-parameter standar DFT. Selanjutnya, dilakukan analisis Bader untuk mendapatkan charge density difference. Hasil analisis menunjukan pada keadaan awal terjadi transfer muatan dari surface ke reaktan. Untuk keadaan transisi, surface berperan sebagai donor electron. Pada keadaan akhir, surface berperan sebagai donor electron namun adsorbat sedikit menerima electron. Hal ini diperkuat dengan grafik Local Density Of state (LDOS) keadaan akhir yang menunjukan adanya sedikit hibridisasi pada orbital atomic yang ditinjau yaitu orbital px¬ pada O dan dxy pada Ni. |
| Abtrak (Bhs. Inggris) | The fossil fuel energy crisis demands a renewable alternative energy. The alternative energy that is currently being developed is biofuel. To obtain a good biofuel, it is necessary to carry out pyrolysis of the biomass containing guaiacol. The pyrolysis process is also needed to reduce the oxygen content through the Hydrodeoxygenation (HDO) process. One of the proposed processes is demethoxylation, which is the separation of the methoxy group from guaiacol to form phenol. This is done by flowing hydrogen molecules in a guaiacol system over the surface of NiMoS2. In this study, a quantum simulation based on Density Functional Theory (DFT) was carried out. The purpose of this study was to obtain the activation energy and the mechanism of the process. This research begins with optimization of the reactant and product adsorption sites on the NiMoS2 surface to obtain initial and final states. In this solution reaction has the equation C7H8O2(ad)+H2(ad) C6H5OH(ad)+CH3OH(ad). The most stable adsorption configuration of the reactants is at the top of Ni for both O on guaiacol and H on hydrogen. The most stable adsorption configuration of the product is at the top of Ni for both O in phenol and O in methanol. The activation energy was calculated using the Nudged Elastic Band (NEB) method and obtained the transition state. Based on these calculations obtained a very large activation energy to break down the methoxy group from gauaicol into phenol. This shows that the demethoxylation process above NiMoS2 is difficult for standard DFT parameters. Furthermore, Bader analysis was performed to obtain a charge density difference. The results of the analysis show that in the initial state there is a charge transfer from the surface to the reactants. For the transition state, the surface acts as an electron donor. In the final state, the surface acts as an electron donor but the adsorbate accepts few electrons. This is reinforced by the Local Density Of state (LDOS) final state) graph which shows a slight hybridization of the atomic orbitals under consideration, namely px orbitals on O and dxy on Ni. Keywords: demethoxylation, phenol, NiMoS2, DFT, activation energy. |
| Kata kunci | demetoksilasi, fenol, NiMoS2, DFT, energi aktivasi. |
| Pembimbing 1 | Wahyu Tri Cahyanto. Ph.D. |
| Pembimbing 2 | Akmal Ferdiyan. S.Si., M.Sc. |
| Pembimbing 3 | - |
| Tahun | 2022 |
| Jumlah Halaman | 24 |
| Tgl. Entri | 2022-01-24 14:55:39.747288 |