Review: Daur Ulang Plastik Dengan Metanolisis Menggunakan Katalis Karbondioksida Metal-Free

Abstract

ABSTRAK

Peningkatan limbah plastik pascakonsumsi menimbulkan tantangan besar bagi lingkungan, sehingga diperlukan solusi inovatif dalam daur ulang kimia. Penelitian ini mengkaji pemanfaatan karbon dioksida (CO₂) sebagai katalis bebas logam dalam proses alkoholisis, khususnya metanolisis, untuk mendepolimerisasi berbagai jenis plastik seperti PLA, PET, dan BPA-PC. Proses dilakukan dalam reaktor bertekanan menggunakan metanol sebagai reagen utama dan CO₂ pada tekanan 1 MPa. Hasil menunjukkan bahwa CO₂ mampu mengkatalisis reaksi transesterifikasi secara efisien, menghasilkan metil laktat dari PLA dengan konversi hingga 100%, DMT dari PET dengan hasil 83%, dan BPA dari BPA-PC dengan hasil 89%. CO₂ berperan sebagai pasangan asam-basa Lewis yang mengaktivasi gugus ester dan hidroksil metanol, sehingga menurunkan energi aktivasi reaksi. Selain itu, perlakuan awal menggunakan THF terbukti mempercepat proses depolimerisasi secara signifikan. Penelitian ini membuktikan bahwa CO₂ dapat digunakan sebagai katalis yang ramah lingkungan, efisien, dan tidak meninggalkan residu, sehingga berpotensi menjadi alternatif unggul dalam daur ulang kimia plastik.

Kata Kunci: Karbon dioksida, metanolisis, daur ulang plastik, depolimerisasi, katalis bebas logam

ABSTRACT:

The increasing accumulation of post-consumer plastic waste poses a significant environmental challenge, calling for innovative solutions in chemical recycling. This study investigates the use of carbon dioxide (CO₂) as a metal-free catalyst in alcoholysis, particularly methanolysis, to depolymerize various plastics such as PLA, PET, and BPA-PC. Reactions were carried out in a high-pressure reactor using methanol as the main reagent and CO₂ at 1 MPa. The results demonstrate that CO₂ effectively catalyzes transesterification reactions, producing methyl lactate from PLA with up to 100% conversion, dimethyl terephthalate (DMT) from PET with an 83% yield, and bisphenol A (BPA) from BPA-PC with an 89% yield. CO₂ acts as a Lewis acid–base pair that activates ester groups and methanol hydroxyls, thereby lowering the activation energy of the reaction. Furthermore, pretreatment with tetrahydrofuran (THF) significantly accelerated the depolymerization process. This study confirms that CO₂ can serve as an environmentally friendly and efficient catalyst that leaves no residue, offering great potential as a sustainable alternative for chemical plastic recycling.

Keywords: carbon dioxide, methanolysis, plastic recycle, depolymerization, metal-free catalyst