Peningkatan Aktivitas Katalitik TiO2 dan ZrO2 Melalui Pengembanan pada Matriks AI2O3-Montmorillonit

Zirkonium dioksida (ZrO2) dan titanium dioksida (TiO₂) adalah oksida logam yang banyak digunakan dalam berbagai kepentingan di industri termasuk pemanfaatannya dalam bidang katalisis. Hal ini didasarkan pada beberapa sifat yang dimilikinya seperti kestabilan termalnya yangtinggi, luas permukaan spesifik yang besar serta keasaman permukaannya. Selain itu, sifat khasnya sebagai semikonduktor dengan celah pita yang lebar merupakan dasar pengembangannya sebagai fotokatalis. Sebagaimana oksida logam yang lain, upaya peningkatan sifat mekanik, sifat elektronik dan sifat katalitik ZrO2 dan TiO₂ dapat diupayakan melalui pembentukannya dalam skala molekuler. Teknik penumbuhan kristal melalui penggunaan prekursor kompleks logam serta dispersi atau imobilisasi oksida logam dalam suatu matriks anorganik adalah teknik baru yang berkembang saat ini. Selain dapat meningkatkan aktivitas fotokatalitiknya, pengembanan oksida logam pada suatu matriks secara teori dapat meningkatkan aktivitas katalitiknya oleh adanya efek elektronik, efek pengemban dan efek oksida.

Lempung smektit terpilar(pillared clays/PILCs) adalah material semisintesis yang bersifat dapat diatur dan dimanfaatkan sebagai pegemban oksida titanium dan zirkonium.

Dengan peningkaan stabilitas termal material sesuai dengan karakteristik logam pemilar serta ukuran pori yang dapat dimodifikasi sedemikian rupa disesuaikan dengan karakter material yang diharapkan, sehingga PILCs pada umumnya disebut sebagai tunnable material (Kloprogge, 1998., Kloprogge et al., 2005). Ukuran pori bersesuaian dengan keperluan sebagai katalis heterogen atau pengayak molekular (molecular sieving). Pembentukan pori dan distribusi oksida logam dalam lempung terpilar adalah keunggulan tersendiri dalam kaitannya dengan peningkatan transport reaktan-produk serta selektifitas katalisis. Pemilaran dengan oksida aluminium banyak dipelajari dan dilaporkan menghasilkan distribusi pori dalam skala mesopori yang cukup dominan sehingga luas permukaan spesifik meningkat. Hal ini terutama dipengaruhi oleh kestabilan struktur keggin ion pada range pH yang relatif lebar serta proses pembentukan oksida logam yan relatif mudah. Selain itu, karakteristik pilar oksida dari aluminium meningkatkan stabilita

termal material PILCs. Karakteristik Al2O3-smektit inilah yang memungkinkannya dijadikan material pendukung oksida logam. Dalam hal ini, dispersi Tio, dan Zro, dalarn matriks Al₂O-smektit merupakan kajian yang menarik untuk dilakukan. Keunggulan sifat lempung smektit sebagai material pendukung dapat diakomodasi disamping tercapainya dispersi homogen oksida logam dalam skala molekular.

Untuk memperoleh material hasil sintesis yang teruji dengan baik, dukungan teoritis pembentukan oksida logam Ti dan Zr dalam matriks Al-montmorillonit sangat diperlukan. Dalam kerangka ini, suatu model hubungan parameter sintesis dengan aktivitas katalitik diperlukan agar kajian dispersi oksida logam dapat dijelaskan dengan baik. Berlatar belakang hal tersebut, dalam penelitian ini reaksi yang melibatkan mekanisme asam-basa berikut peranan oksidasi reduksi digunakan sebagai model, yakni reaksi hidroksilasi fenol.