Electronic Theses and Dissertation

Kotoran ayam sebagai limbah peternakan yang kaya akan senyawa kalsium berpotensi dimanfaatkan sebagai sumber oksida anorganik berbasis CaO untuk sintesis katalis heterogen pada produksi biodiesel. Penelitian ini bertujuan untuk mensintesis, mengkarakterisasi, dan mengevaluasi aktivitas katalitik oksida anorganik berbasis CaO yang dimodifikasi menggunakan metode hidrasi-dehidrasi pada sintesis biodiesel dari minyak Refined Bleached Deodorized Palm Oil (RBDPO). Karakterisasi katalis dilakukan menggunakan X-Ray Diffraction (XRD), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Scanning Electron Microscopy-Energy Dispersive Spectroscopy (SEM-EDS), dan Transmission Electron Microscopy (TEM). Hasil karakterisasi XRD menunjukkan bahwa perlakuan hidrasi-dehidrasi mampu mempertahankan fase aktif CaO serta menurunkan ukuran kristalit fase CaO dari 39,77 nm menjadi 30,66 nm. Analisis FTIR menunjukkan hilangnya gugus C–H setelah kalsinasi, terbentuknya gugus Ca–O sebagai karakteristik fase CaO, serta keberadaan gugus –OH setelah perlakuan hidrasi-dehidrasi. Hasil SEM-EDS menunjukkan perubahan morfologi permukaan menjadi lebih kasar dan berpori dengan unsur Ca sebagai komponen dominan, sedangkan TEM menunjukkan penurunan ukuran partikel rata-rata dari 92,76 ± 35,39 nm menjadi 79,78 ± 27,63 nm disertai distribusi partikel yang lebih homogen. Katalis kemudian diaplikasikan pada reaksi transesterifikasi minyak RBDPO menggunakan rasio mol minyak terhadap metanol 1:9 dan jumlah katalis 5% (b/b). Katalis PKAK-HD menunjukkan aktivitas katalitik yang lebih baik dibandingkan PKAK, ditandai dengan peningkatan yield biodiesel dari 85,81% menjadi 89,40%, penurunan bilangan asam dari 0,5473 menjadi 0,3446 mg KOH/g, penurunan massa jenis dari 0,874 menjadi 0,862 g/mL, serta penurunan viskositas dari 32,38 menjadi 4,024 cSt. Hasil penelitian menunjukkan bahwa modifikasi hidrasi-dehidrasi mampu meningkatkan karakteristik fisikokimia dan aktivitas katalitik oksida anorganik berbasis CaO sehingga berpotensi sebagai katalis heterogen yang efektif untuk sintesis biodiesel.
Kata kunci: oksida anorganik berbasis CaO, kotoran ayam, hidrasi-dehidrasi, RBDPO, biodiesel.

Chicken manure, a calcium-rich livestock waste, has the potential to be utilized as a source of CaO-based inorganic oxide for the synthesis of heterogeneous catalysts in biodiesel production. This study aimed to synthesize, characterize, and evaluate the catalytic activity of CaO-based inorganic oxide modified by the hydration-dehydration method for biodiesel production from Refined Bleached Deodorized Palm Oil (RBDPO). The catalyst was characterized using X-Ray Diffraction (XRD), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Scanning Electron Microscopy-Energy Dispersive Spectroscopy (SEM-EDS), and Transmission Electron Microscopy (TEM). The XRD analysis showed that the hydration-dehydration treatment preserved the active CaO phase and reduced the crystallite size of the CaO phase from 39.77 nm to 30.66 nm. FTIR analysis revealed the disappearance of the C–H functional group after calcination, the formation of the Ca–O functional group as a characteristic of the CaO phase, and the presence of the –OH functional group after the hydration-dehydration treatment. SEM-EDS analysis showed that the catalyst surface became rougher and more porous, with Ca remaining the dominant element, while TEM analysis demonstrated a reduction in the average particle size from 92,76 ± 35,39 nm to 79,78 ± 27,63 nm, accompanied by a more homogeneous particle size distribution. The catalyst was subsequently applied to the transesterification of RBDPO using an oil-to-methanol molar ratio of 1:9 and a catalyst loading of 5 wt%. The PKAK-HD catalyst exhibited superior catalytic activity compared to PKAK, as indicated by an increase in biodiesel yield from 85.81% to 89.40%, a decrease in acid value from 0,5473 to 0,3446 mg KOH/g, a decrease in density from 0,874 to 0,862 g/mL, and a decrease in viscosity from 32,38 to 4,024 cSt. These findings demonstrate that hydration-dehydration modification enhances the physicochemical characteristics and catalytic activity of CaO-based inorganic oxide, making it a promising heterogeneous catalyst for biodiesel production. Keywords: CaO-based inorganic oxide, chicken manure, hydration-dehydration, RBDPO, biodiesel.