Abstrak — Pada  penelitian  ini  telah  dilakukan  sintesis  padatan katalis xNiO/MgF 1,985 (OH) 0,015 dengan metode sol-gel. Struktur kristal  padatan  katalis  hasil  sintesis  dikarakterisasi  dengan difraksi  sinar-X.  Hasil  karakterisasi  XRD  menunjukkan bahwa  MgF 1,985 (OH) 0,015 memiliki  puncak  seperti  MgF 2 dan berstruktur  tetragonal.    Difraktogram  padatan  katalis xNiO/MgF 1,985 (OH) 0,015 menunjukkan  adanya  pengaruh impregnasi  NiO  terhadap  intensitas  puncak  difraktogram. Intensitas  puncak  MgF 1,985 (OH) 0,015 semakin  rendah  seiring dengan  bertambahnya  persentase  loading  NiO,  sedangkan puncak NiO muncul pada loading 7,5; 10; 15% w/w NiO .
Kata Kunci — Impregnasi, kristalinitas, xNiO/MgF 1,985 (OH) 0,015

## I. PENDAHULUAN
ATALIS  berbahan  dasar  nikel  sangat  menarik  karena selain  harganya  murah  dan  ketersediaannya  yang berlimpah,    katalis  berbahan  dasar  nikel  menunjukkan aktivitas  katalitik  yang  sama  baiknya  dengan  katalis berbahan dasar logam mulia seperti Ru, Re, Rh, Pd, Pt dan Ir yang harganya jauh lebih mahal dan ketersediaannya yang terbatas  [1,  2].  Katalis  logam  oksida  salah  satunya  dapat diperoleh dari kalsinasi logam nikel pada suhu tinggi. Nikel oksida  atau  NiO  berwarna  hijau  hingga  hijau  keabu-abuan dan  memiliki  aktivitas  katalitik  yang  tinggi  sebagai  katalis asam  karena  memiliki  keasaman  yang  tinggi  [3].  Namun, NiO memiliki kristalinitas yang tinggi serta luas permukaan yang  rendah  [4].  Menurut  Cocke  (1986)  material  yang bersifat  amorf  memiliki  banyak  sifat  yang  mendukung kinerjanya  sebagai  katalis,  salah  satunya  adalah  tingginya reaktivitas  permukaan,  sehingga  pada  prakteknya  banyak ditemukan  katalis  heterogen  yang  bersifat  amorf  [5].  Oleh karena  itu,  dalam  penelitian  ini  dilakukan  upaya  untuk menurunkan kristalinitas dan meningkatkan luas permukaan NiO  serta  tetap  menjaga  keasaman  dari  NiO.  Kristalinitas katalis  dapat  diturunkan  dan  luas  permukaan  katalis  dapat ditingkatkan  dengan  penambahan  pendukung  katalis  [6]. MgF 1,985 (OH) 0,015 merupakan  katalis  yang  juga  dapat berfungsi sebagai pendukung katalis. Magnesium oksida/hidroksida  fluorida  merupakan  hasil  pengembangan dari  katalis  berbasis  logam  fluorida  yang  memiliki permukaan  yang  hampir  inert,  stabilitas  termal  yang  baik dan  kekerasan  yang  tinggi  [7,  8,  9].  Logam  hidroksida fluorida dapat disintesis dengan metode sol-gel berdasarkan penelitian  yang  telah  dilakukan  oleh  Kemnitz  pada  tahun 2015 [7]. Metode sol-gel memiliki banyak kelebihan, seperti produk  yang  dihasilkan  memiliki  kemurnian  yang  tinggi, reaksi  terjadi  pada  suhu  rendah,  mudahnya  pengontrolan kinetika  dari  berbagai  reaksi  kimia,  nukleasi  dan pertumbuhan  koloid  yang  dapat  dikontrol  sehingga memungkinkan  untuk  mengontrol  bentuk,  ukuran  dan distribusi  ukuran  partikel,  serta  struktur  keramik  sol-gel yang  mudah dikontrol [10]. Katalis  xNiO/MgF 1,985 (OH) 0,015
disintesis  dengan  cara  impregnasi.  Istilah  impregnasi merujuk  pada  prosedur  dimana  larutan  yang  mengandung prekursor  unsur  aktif  katalis  pada  volume  tertentu diinteraksikan dengan padatan pendukung [11].
Struktur  kristal  padatan  hasil  sintesis  dikarakterisasi dengan  difraksi  sinar-X.  Pola  difraksi  sinar-X  kristal padatan  hasil  sintesis  dialurkan  pada  aluran  sudut  (2 θ ) terhadap  intensitas.  Melalui  impregnasi  NiO  diharapkan terjadi  penurunan  kristalinitas  katalis  serta  dapat  diketahui jumlah  optimum  impregnasi loading NiO  pada  padatan pendukung  katalis  yang  didasarkan  pada  variasi loading NiO pada MgF 1,985 (OH) 0,015 .

## II. METODOLOGI PENELITIAN
A. Sintesis Pendukung Katalis MgF 1,985 (OH) 0,015
Sintesis  pendukung  katalis  diawali  dengan  pembuatan Mg(OCH 3 ) 2 melalui  reaksi  antara  Mg turning dan  metanol kering.  Reaksi  dilakukan  dengan  refluks  pada  suhu  65 ℃ hingga  campuran  bereaksi  secara  sempurna  dan    terbentuk emulsi putih. HF ditambahkan kedalam emulsi putih sambil diaduk hingga terbentuk sol. Sol diaduk terus menerus pada suhu ruang hingga terbentuk gel. Gel diperam hingga stabil pada suhu ruang. Gel yang terbentuk kemudian dikeringkan dengan  vakum  dan  dilanjutkan  dengan  kalsinasi  pada  suhu 325°C.
B. Sintesis Katalis xNiO/MgF 1,985 (OH) 0,015 Sintesis katalis xNiO/MgF 1,985 (OH) 0,015 dengan x = 2,5; 5; 7,5;  10  dan  15% w/w dilakukan  dengan  cara  impregnasi. Sintesis  dilakukan  dengan  mencampur  serbuk  padatan MgF 1,985 (OH) 0,015 dengan  larutan  NiCl 2 yang  kemudian diaduk  pada  suhu  80°C.  Campuran  terus  diaduk  hingga pelarut habis dan padatan kering halus terbentuk.

## C. Karakterisasi Struktur Kristal dengan Difraksi Sinar-X
Padatan  yang  diperoleh  yaitu  MgF 1,985 (OH) 0,015 dan xNiO/MgF 1,985 (OH) 0,015 dikarakterisasi  struktur  kristalnya dengan  XRD.  Karakterisasi  diawali  dengan  penggerusan serbuk katalis hingga halus menggunakan mortar agat, yang kemudian  diletakkan  dalam sample  holder dan  diratakan. Sumber  sinar  yang  digunakan  adalah  radiasi  sinar  CuKα dengan  panjang  gelombang  1,54  Å.  Pengukuran  dilakukan pada 2θ sebesar 5 -60°. Difraktogram sinar-X yang diperoleh dicocokkan  dengan  standar  dari  program  PCPDFWIN database JCPDS- International  Centre  for  Diffraction  Data Tahun 2001.

## III. HASIL DAN DISKUSI
A. Pendukung Katalis MgF 1,985 (OH) 0,015 Sintesis katalis MgF 1,985 (OH) 0,015 diadopsi dari penelitian yang  telah  dilakukan  oleh  Wuttke  (2008)  [8].  Padatan

## Pengaruh Impregnasi
NiO pada MgF 1,985 (OH) 0,015 terhadap Kristalinitas xNiO/MgF 1,985 (OH) 0,015
Estu Kanthi Wilujeng dan Irmina Kris Murwani Departemen Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
e-mail : irmina@chem.its.ac.id
K
pendukung  katalis  disintesis  dengan  metode  sol-gel  karena padatan  hasil  sintesis  memiliki  tingkat  homogenitas  yang tinggi,  volume  pori  dan  luas  permukaan  yang  besar,  serta distribusi ukuran pori yang merata [10, 12].
Prekursor  yang  digunakan  pada  penelitian  ini  adalah magnesium  metoksida  dan  HF.  Magnesium  metoksida diperoleh  dari  hasil  reaksi  antara  logam  Mg turning dan metanol  kering.  Reaksi  antara  logam  Mg turning dengan metanol  dihasilkan  emulsi  putih  yang  merupakan magnesium metoksida [8, 13].
Mg (s) + 2CH 3 OH (l) → Mg(OCH 3 ) 2(met) + H 2(g) (1)
Selanjutnya  ditambahkan  HF  (sebagai  sumber  anion  F - ) dan  diaduk  dengan stirrer sampai  terbentuk  sol.  Pada  saat penambahan  HF  terjadi  kompetisi  antara  reaksi  fluorolisis dan  hidrolisis  pada  logam  alkoksida.  Namun  yang  lebih dominan  terjadi  adalah  reaksi  fluorolisis.  Pengadukan dilanjutkan  hingga  larutan  berubah  menjadi  lebih  kental sebagai tanda terjadinya proses gelasi [14, 15].
Mg(OCH3)2  +  2HF  +  (x+y)  H2O → MgF2-x(OH)x  + 2CH3OH + xHF + yH2O
(2)
Gel  stabil  berwarna  putih  yang  didapat  dari  proses pemeraman  kemudian  dikeringkan  dengan  cara  vakum. Kemudian  didapatkan  padatan  putih  (xerogel)  yang kemudian  digerus  halus  dan  selanjutnya  dikalsinasi  pada suhu  325°C  [16].  Pada  saat  kalsinasi  terjadi  pembentukan senyawa  baru  serta  dekomposisi  senyawa  lain  yang  bukan merupakan  senyawa  target  [12].  Dari  proses  kalsinasi diperoleh padatan berupa serbuk putih.
B. Katalis xNiO/MgF 1,985 (OH) 0,015
Pada penelitian ini dilakukan sintesis katalis xNiO/MgF 1,985 (OH) 0,015 dengan  cara  impregnasi.  Menurut Tanabe dkk. (1983) NiO memiliki keasaman yang tinggi [3]. Namun,  NiO  memiliki  kristalinitas  yang  tinggi  serta  luas permukaan  yang  rendah  [4].  Salah  satu  cara  untuk menurunkan kristalinitas dan meningkatkan luas permukaan adalah dengan menambahkan pendukung katalis [6].
Variasi loading NiO  pada  pendukung  MgF 1,985 (OH) 0,015 , didasarkan  pada  fakta  bahwa  variasi loading pada  katalis dapat berpengaruh pada kinerja katalis [17] karena menurut Murthy dkk., (2004) konsentrasi logam yang diimpregnasikan  pada  permukaan  padatan  pendukung tertentu dapat mempengaruhi sifat suatu katalis [18].
Impregnasi  padatan  katalis  xNiO/MgF 1,985 (OH) 0,015 dilakukan  dengan  cara  mencampurkan  larutan  NiCl 2 sesuai kebutuhan  dengan  padatan  pendukung  MgF 1,985 (OH) 0,015 . Pencampuran ini dilakukan pada suhu 80°C sembari diaduk agar  air  yang  terdapat  dalam  campuran  menguap  secara perlahan sehingga NiO dapat terdispersi secara merata pada permukaan MgF 1,985 (OH) 0,015 . Hasil pencampuran ini berupa bubur  putih  kehijauan,  yang  mana  semakin  tinggi konsentrasi  Ni  yang  diberikan  maka  warna  hijau  yang dihasilkan  semakin  tua  atau  pekat.  Serbuk  padatan  yang didapat  kemudian  dikalsinasi  pada  suhu  325°C  untuk mendapatkan  katalis  xNiO/MgF 1,985 (OH) 0,015 .  Kalsinasi dilakukan  karena  menurut  Tanabe  dkk.,  1989,  nikel  oksida dapat  diperoleh  dengan  cara  kalsinasi  senyawa  nikel  pada suhu  tinggi  [3].  Proses  kalsinasi  diperoleh  padatan  katalis berupa  serbuk  berwarna  hijau  keabu-abuan,  yang  mana semakin  tinggi  kadar  NiO  maka  semakin  tua  warna  hijau yang dihasilkan.
C. Karakterisasi Pendukung Katalis MgF 1,985 (OH) 0,015 Kristal  padatan  hasil  kalsinasi  kemudian  dikarakterisasi dengan difraktometer sinar-X (XRD). Difraktogram padatan putih hasil kalsinasi kemudian dicocokkan dengan database JCPDS- International  Centre  for  Diffraction  Data tahun 2001.  Hasil  pencocokan  menunjukkan  bahwa  difraktogram hasil  sintesis  telah  sesuai  dengan  difraktogram database MgF 2 No.  06-0290.  Jika  dilihat  dari  pola  difraktogramnya, hasil sintesis MgF 1,985 (OH) 0,015 mengikuti pola difraktogram MgF 2 , dimana masih muncul tiga puncak utama pada 27,34; 40,46 dan 53,56°. Hal ini kemungkinan terjadi karena rasio jumlah  hidroksida  terhadap  jumlah  fluorida  yang  sangat kecil dalam MgF 1,985 (OH) 0,015 , sehingga tidak terjadi banyak perubahan  pada  strukturnya.  Sementara  puncak-puncak yang tajam, sempit dan berintensitas tinggi mengindikasikan bahwa MgF 1,985 (OH) 0,015 merupakan padatan kristalin. Selain dicocokkan  dengan  difraktogram database MgF 2 dan MgFOH,  difraktogram  hasil  sintesis  juga  dicocokkan dengan  difraktogram  standar  senyawa  lain  yang  mungkin terbentuk  pada  saat  proses  sintesis,  seperti  MgO  dan Mg(OH) 2 . Pencocokan yang dilakukan menunjukkan bahwa difraktogram  kedua  senyawa  lain  tersebut  tidak  sesuai dengan puncak-puncak difraktogram padatan hasil sintesis.
Gambar  1.  Difraktogram  (a)  standar  PDF database MgF 2
No. 06-0290, (b) standar PDF database MgF(OH)
No. 22-0703 dan (c) MgF 1,985 (OH) 0,015 hasil sintesis.
D. Karakterisasi Katalis xNiO/MgF 1,985 (OH) 0,015 Hasil  pencocokan  menunjukkan  bahwa  masing-masing loading telah  memunculkan  puncak  MgF 1,985 (OH) 0,015 , sementara  puncak  NiO  baru  muncul  pada loading 7.5,  10 dan 15% NiO. Hasil pencocokan juga menunjukkan bahwa tidak  terdapat  perubahan  nilai  2θ  pada  masing -masing loading. Pada Gambar 2. puncak untuk NiO ditandai dengan symbol  (■) dan  puncak  MgF 2 ditandai  dengan (▲) . Kesesuaian  puncak-puncak  ini  menunjukkan  bahwa  proses impregnasi  tidak  merusak  struktur  kristal  padatan xNiO/MgF 1,985 (OH) 0,015. Seiring  dengan  bertambahnya loading Ni,  intensitas  puncak  MgF 1,985 (OH) 0,015 mengalami penurunan,  namun  intensitas  puncak  NiO  mengalami peningkatan, sehingga dapat disimpulkan bahwa loading Ni mempengaruhi kristalinitas padatan xNiO/MgF 1,985 (OH) 0,015 .
Gambar  2.  Difraktogram  katalis  (a)  standar  PDF  database  NiO No. 02-1216, (b)
standar PDF database MgF(OH)
No.  22-0703,  (c)standar  PDF  database  MgF2  No.  06-0290,  (d) MgF1.985(OH)0.015;  (e)  2.5%  NiO/MgF1.985(OH)0.015;  (f)  5% NiO/MgF1.985(OH)0.015;  (g)  7,5%  NiO/MgF1.985(OH)0.015;  (h)  10% NiO/MgF1.985(OH)0.015 dan (i) 15% NiO/MgF1.985(OH)0.015.

## IV. KESIMPULAN
Padatan  pendukung  katalis  MgF 1,985 (OH) 0,015 serta padatan  katalis  xNiO/MgF 1,985 (OH) 0,015 dapat  disintesis dengan  metode  sol-gel.  Hasil  karakterisasi  XRD menunjukkan  bahwa  MgF 1,985 (OH) 0,015 memiliki  puncak seperti  MgF 2 dan  berstruktur  tetragonal.  Difraktogram katalis xNiO/MgF 1,985 (OH) 0,015 menunjukkan bahwa kristalinitas  padatan  katalis  semakin  rendah  dengan bertambahnya loading NiO.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Asencios,  Y.  J.  O.  and  Assaf,  E.  M.  (2013), “ Combination  of  Dry Reforming  and  Partial  Oxidation  of  Methane  on  NiO-MgO-ZrO 2 Catalyst:  Effect  of  Nickel  Content ” , Fuel  Processing  Technology, 106, hal. 247-252.
[2] Zieliński,  M.  and  Wojciechowska,  M.  (2011),  “ Studies  of  New Magnesium  Fluoride  Supported  Nickel  Catalyst  for  Toluene Hydrogenation ” , Catalysis Today, 169, hal. 175-180.
[3]   Tanabe,  K.,  Misono,  M.,  Ono,  Y.  and  Hattori.  (1989), “ New  Solid Acids  and  Bases ” ,  Elsevier  Science  Publisher  B.  V.,  The Netherlands. [4]   Arifiyana,  D.  (2015), “ Sintesis  dan  Karakterisasi  NiO/MgF 2 serta Aktivitas  Katalitiknya  pada  Reaksi  Asetilasi  Gliserol ” ,  Jurusan
Kimia ITS, Surabaya.
[5] Cocke,  D.  L.  (1986), “ Heterogeneous  Catalysis  by  Amorphous Materials ” , Journal of Metals, February, hal. 70-74.
[6]   Deutschmann,  O.,  Knözinger,  H.,  Kochloefl,  K.  and  Turek,  T. (2009), “ Heterogeneous  Catalysis  and  Solid  Catalysis ” ,  WILEY- VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim.
[7] Kemnitz, E. (2015), “ Nanoscaled Metal Fluorides: A New Class of Heterogeneous  Catalysis ” , Catalysis  Science  and  Technology
Accepted Manuscript.
[8] Wuttke,  S.,  Coman,  S.  M.,  Scholz,  G.,  Kirmse,  H.,  Vimont,  A., Daturi, M., Schroeder, S. L. M. and Kemnitz, E. (2008), “ Novel Sol- Gel Synthesis of Acidic MgF 2-x (OH) x Materials ” , European Journal,
14, hal. 11488-11499.
[9] Wojciechowska,  M.,  Czajka,  B.,  Pietrowski,  M.  and  Zieliński,  M. (2000), “ MgF 2 as a Non-Conventional Catalytic Support Surface and Structure Characterization ” , Catalysis Letter, 66, hal. 147-153.
[10]   Pierre, A. C. (1998), “ Introduction to Sol-Gel Processing ” , Springer Science+Business Media, LLC., New York.
[11] Schwarz, J. A., Contescu, C., and Contescu, A. (1995), “ Methods for Preparation of Catalytic Materials ” , Chemistry Review, 95, hal. 477- 510.
[12]  Perego,  C.  and  Villa,  P.  (1997), “ Catalyst  Preparations  Methods ” ,
Catalyst Today, 34, hal. 281-305.
[13]   Scholz,  G.,  Stosiek,  C.,  Feist,  M.  and  Kemnitz,  E.  (2012), “ Magnesium Hydroxide Fluorides – New Materials with Adjustable Composition  and  Properties ” , European  Journal  of  Inorganic Chemistry, hal. 2337-2340.
[14]  Rahayu,  I.  S.  (2016), “ Sintesis,  Karakterisasi  dan  Aktivitas  Katalis Mg 1-x Zn x F 0.66 (OH) 1.34 pada Reaksi Trimetilhidrokuinon dan Isofitol ” , Jurusan Kimia ITS, Surabaya.
[15]  Sartika,  G.  (2014), “ Sintesis,  Karakterisasi  dan  Aktivitas  Katalis Mg 1-x Ni x F 2 pada  Reaksi  Metilasi  Minyak  Kelapa  Sawit ” ,  Jurusan Kimia ITS, Surabaya.
[16] Muralidharan, P., Prakash, I., Venkateswarlu, M. and Satyanarayana, N.  (2004), “ Sol-Gel  Synthesis  and  Structural  Characterization  of Nanocomposite  Powder:  NiAl 2 O 4 :SiO 2 ” , NSTI-Nanotech, 3,  hal. 327-329.
[17]  Kareem,  S.  A.  (2001), “ Effect  of  Support  Treatment  and  Synergic Promotion  of  MoO 3 by  NiO  on  Oil  Hydrogenation ” , J.  Sci.  Engr. Tech., 8, hal. 3273-3278.
[18]   Murthy,  J.  K.,  Groß,  U.,  Rüdiger,  S.  and  Kemnitz,  E.  (2004), “ FeF 3 /MgF 2 :  Novel  Lewis  Acidic  Catalyst  Systems ” , Applied Chemistry A: General, 278, hal. 133-138 .