KAJIAN STRUKTUR KRISTAL DAN SIFAT KEMAGNETAN PADA NANOPARTIKEL MAGNESIUM NICKEL FERRITE (Mg0.5Ni0.5Fe2O4) YANG DIENKAPSULASI DENGAN SILIKA DAN POLYETHYLENE GLYCOL (PEG-4000)

FRASTICA DESWARDANI, Dr. Edi Suharyadi, M.Eng.

2016 | Tesis | S2 Ilmu Fisika

Nanopartikel Mg0.5Ni0.5Fe2O4 telah berhasil disintesis dengan metode kopresipitasi dan dienkapsulasi dengan silika dan PEG-4000 pada variasi konsentrasi tertentu. Hasil X-Ray Diffraction (XRD) menunjukkan pada nanopartikel Mg0.5Ni0.5Fe2O4 terdapat fasa spinel Mg0.5Ni0.5Fe2O4 dan fasa Gamma-Fe2O3 dengan ukuran partikel 5,08±0,03 nm. Setelah enkapsulasi silika diberikan muncul fasa baru SiO2 dan ukuran partikel menjadi 16,08±0,03 nm, sedangkan pada enkapsulasi PEG-4000 juga muncul fasa baru Gamma-FeO(OH) serta ukuran partikel menjadi 4,48±0,02 nm. Hasil Transmission Electron Microscopy (TEM) menunjukkan nanopartikel yang lebih terdispersi dan aglomerasi berkurang setelah dienkapsulasi silika dan PEG-4000. Nilai koersivitas Mg0.5Ni0.5Fe2O4 adalah 46,83±0,13 Oe. Koersivitas turun menjadi 10,47±0,02 Oe setelah dienkapsulasi silika akibat penurunan ukuran partikel. Sedangkan, setelah enkapsulasi PEG-4000, koersivitas adalah 46,25±0,10 Oe yang hampir konstan dibandingkan koersivitas sebelum enkapsulasi karena tidak ada perbedaan yang signifikan antara ukuran partikel sebelum dan setelah enkapsulasi PEG-4000. Magnetisasi saturasi Mg0.5Ni0.5Fe2O4 adalah 4,7 emu/g. Magnetisasi saturasi turun menjadi 1,0 emu/g setelah dienkapsulasi silika karena dominasi fasa SiO2 yang diamagnetik. Sebaliknya, magnetisasi saturasi naik menjadi 7,7 emu/g setelah dienkapsulasi PEG-4000 karena dominasi fasa Mg0.5Ni0.5Fe2O4. Hasil Fourier Transform Infra Red (FTIR) untuk Mg0.5Ni0.5Fe2O4 menunjukkan puncak serapan disekitar 300 hingga 600 cm-1 yang merupakan ikatan vibrasi M-O. Setelah dienkapsulasi silika muncul ikatan vibrasi baru khas silika berupa Si-O-Si (1049,28 cm-1), Si-OH (779,24 cm-1), dan Si-O-Fe (570,93 cm-1). Sedangkan, pada dienkapsulasi PEG-4000 terdapat ikatan vibrasi baru khas PEG yaitu C-O (1103,28 cm-1) dan C-H (925,83 cm-1, 1481,33 cm-1, dan 2924,09 cm-1). Pada kedua enkapsulasi ikatan vibrasi M-O masih tetap muncul yang menandakan kehadiran Mg0.5Ni0.5Fe2O4.

1. Mg0.5Ni0.5Fe2O4 has been successfully synthesized by coprecipitation method and encapsulated by varying the concentration of silica and PEG-4000. X-Ray Diffraction (XRD) pattern showed that nanoparticles contained Mg0.5Ni0.5Fe2O4 spinel phase and Gamma-Fe2O3 phase with a particle size of 5.08±0.03 nm. After silica encapsulation the new phase of SiO2 appearance and the particle size became 16.08±0.03 nm. After PEG-4000 encapsulation also appeared a new phase of Gamma-FeO(OH) and the particle size became 4.48±0.02 nm. Transmission Electron Microscopy (TEM) showed that nanoparticle more dispersed and decrease agglomeration after silica and PEG-4000 encapsulation. The coercivity of Mg0.5Ni0.5Fe2O3 is 46.83±0.13 Oe. The coercivity decrease to 10.47±0.02 Oe after silica encapsulation which is due to the decrease of particle size. After PEG-4000 encapsulation the coercivity is 46.25±0.10 Oe that was almost constant with the coercivity before encapsulation, which is due to no significant different of particle size before and after encapsulation. The saturation magnetization of Mg0.5Ni0.5Fe2O4 was 4.7 emu/g. The saturation magnetization decrease to 1 emu/g after silica encapsulation because SiO2 is diamagnetics. Otherwise, the saturation magnetization increase to 7.7 emu/g after PEG-4000 encapsulation because domination of Mg0.5Ni0.5Fe2O4 phase ratio. Fourier Transform Infra Red (FTIR) for Mg0.5Ni0.5Fe2O4 show absorption peaks is around 300-600 cm-1 which is an M-O bond vibration. After a silica encapsulation, there are new bond vibration typical of silica like Si-O-Si (1049.28 cm-1), Si-OH (779.24 cm-1), and Si-O-Fe (570.93 cm-1). The PEG-4000 encapsulation has new vibration for typical of PEG like C-O (1103.28 cm-1) and C-H (925.83 cm-1, 1481.33 cm-1, and 2924.09 cm-1). Both of encapsulation has M-O bond vibration indicates the presence of Mg0.5Ni0.5Fe2O4.

Kata Kunci : magnesium nickel ferrite (Mg0.5Ni0.5Fe2O4), kopresipitasi, enkapsulasi, silika, PEG-4000