KAJIAN STRUKTUR KRISTAL DAN SIFAT KEMAGNETAN PADA NANOPARTIKEL ZINK NICKEL FERRITE (Zn0,5Ni0,5Fe2O4) YANG DIENKAPSULASI DENGAN POLYETHYLENE GLYCOL (PEG-4000) DAN SILICA (SiO2)

JANUAR WIDAKDO, Dr. Edi Suharyadi, M.Eng

2017 | Tesis | S2 Ilmu Fisika

Nanopartikel Zn0.5Ni0.5Fe2O4 dengan struktur mixed spinel telah berhasil disintesis menggunakan metode kopresipitasi dan dienkapsulasi dengan variasi konsentrasi silika dan PEG-4000. Hasil X-Ray diffraction (XRD) menunjukkan nanopartikel Zn0.5Ni0.5Fe2O4 mempunyai ukuran 15,23 nm. Setelah dienkaspulasi menggunakan silika dan PEG-4000 ukuran kristalit turun menjadi 14,13 nm dan 13,26 nm. Hasil Transmission Electron Microscopy (TEM) menunjukkan nanopartikel masih mengalami aglomerasi setelah dienkapsulasi silika dan PEG-4000. Hasil dari Vibrating Sample Magnetometer (VSM) menunjukkan nilai koersivitas Zn0.5Ni0.5Fe2O4 adalah 50,7 Oe. Koersivitaspun turun setelah dienkapsulasi dengan silika dan PEG-4000 menjadi 45,2 Oe dan 47,9 Oe. Hal ini disebabkan karena penurunan ukuran kristalit. Magnetisasi saturasi Zn0.5Ni0.5Fe2O4 adalah 18,4 emu/g. Setelah dienkaspualasi dengan silika magnetisasi saturasi turun menjadi 16,8 emu/g dikarenakan silika mempunyai sifat non-magnetik. Setelah dienkapsulasi menggunakan PEG-4000 magnetisasi saturasi turun menjadi 17,1 emu/g dikarenakan PEG mempunyasi sifat paramagnetik. Hasil Fourier Transform Infra Red (FTIR) untuk Zn0.5Ni0.5Fe2O4 menunjukkan puncak serapan disekitar 300-600 cm-1 yang merupakan ikatan vibrasi M-O. Setelah dienkapsulasi dengan silika muncul ikatan vibrasi baru khas silika berupa Si-O-Si (1087,85 cm-1), Si-OH (794,67 cm-1), dan Si-O-Fe (574.64 cm-1). Sedangkan ketika dienkapsulasi dengan PEG-4000 muncul vibrasi baru khas PEG yaitu C-O (1064,71 cm-1). Pada kedua enkapsulasi ikatan M-O masih tetap muncul yang menandakan kehadiran Zn0.5Ni0.5Fe2O4.

Nanocrystalline mixed spinel ferrite of Zn0.5Ni0.5Fe2O4 nanoparticles has been successfully synthesized by coprecipitation method and encapsulated by silica and PEG-4000 with various concentrations. X-Ray Diffraction (XRD) patterns showed that nanoparticles contained Zn0.5Ni0.5Fe2O4 spinel ferrite with particles size of 15.2 nm. After silica encapsulation the new phase of SiO2 appearance and the particles size became 14.1 nm. After PEG-4000 encapsulation also appeared a new phase of α-FeO(OH) and the particles size became 13.3 nm. Transmission Electron Microscopy (TEM) image showed that the nanoparticles also agglomeration after silica and PEG-4000 encapsulation. The coercivity (H_c) of Zn0.5Ni0.5Fe2O4 was 50,7 Oe. The H_c decrease after silica and PEG-4000 encapsulation became 45,2 Oe and 47.9 Oe, respectively. It is due to the decrease of particle size. The saturation magnetization (M_s) of Zn0.5Ni0.5Fe2O4 was 18.4 emu/g, and decrease to 16.8 emu/g after silica encapsulation because SiO2 is diamagnetic. M_s decrease to 17.1 emu/g after PEG-4000 encapsulation. This is because PEG-4000 has paramagnetic properties. Fourier Transform Infra Red (FTIR) spectra for Zn0.5Ni0.5Fe2O4 show that the absorbtion 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 (1087.85 cm-1), Si-OH (794.67 cm-1), and Si-O-Fe (574.64 cm-1). The PEG-4000 encapsulation has new vibration for typical of PEG like C-O (1064.71 cm-1). Both of encapsulation has M-O bond vibration indicates the presence of Zn0.5Ni0.5Fe2O4 nanoparticles

Kata Kunci : Zink Nickel Ferrite (Zn0.5Ni0.5Fe2O4) magnetic nanoparticles, coprecipitation, encapsulation, silica and PEG-4000