Pengaruh Cetyltrimethylammonium Bromide (CTAB) Sebagai Surfactant-Template Pada Sintesis Nanopartikel Silika Mesopori Magnetit

MITA KURNIASARI, Ir.Yuni Kusumastuti, S.T., M.Eng., D.Eng., IPM ; Himawan Tri Bayu Murti P, S.T., M.Eng., D.Eng

2023 | Tesis | MAGISTER TEKNIK KIMIA

Dalam penelitian ini, pasir besi alami dari sumber daya lokal digunakan sebagai inti magnetit dalam sintesis nanopartikel silika mesopori magnetit. Nanopartikel silika mesopori magnetit disintesis dengan empat tahapan proses, yaitu sintesis nanopartikel magnetit (Fe3O4), pelapisan dengan silika (Fe3O4@SiO2), templating surfactant dan inkorporasi silika (Fe3O4@SiO2@CTAB/SiO2), dan penghilangan surfaktan (Fe3O4@SiO2@SiO2). Partikel tersebut dikarakterisasi dengan Scanning Electron Microscopy, Energy Dispersive X-Ray, X-Ray Diffraction, Particle Size Analyzer, Vibrating Sample Magnetometer, Fourier Transform Infrared, Brunauer-Emmett-Teller, uji dispersi dan kemagnetan suspensi. Dari hasil penelitian, nanopartikel silika mesopori magnetit dengan konsentrasi CTAB 2 gram memiliki profil gugus fungsi yang menunjukkan adanya senyawa Fe3O4 dan SiO2, tanpa adanya ikatan kimia penyusun senyawa CTAB. Material ini memiliki distribusi ukuran partikel yang lebih kecil yaitu 698,0 nm, nilai magnetisasi saturasi yang lebih besar yaitu 4,76 emu/g, dan memiliki sifat paramagnetik. Luas permukaan, diameter pori rerata, dan volume pori partikel berturut-turut adalah 912,950 m2/g, 3,0706 nm (mesopori), dan 83 mm3/g. Hasil uji kemagnetan suspensi menunjukkan bahwa partikel dapat diarahkan langsung oleh medan magnet eksternal. Nanopartikel silika mesopori magnetit berpotensi untuk dapat diaplikasikan sebagai agen hipertermia sekaligus pembawa obat yang diarahkan oleh medan magnet eksternal ke lokasi yang spesifik.

In this study, natural iron sand from local resources was used as magnetite core in the synthesis of magnetite mesoporous silica nanoparticles. Magnetite mesoporous silica nanoparticles were synthesized by a four-stage process, namely synthesis of magnetite (Fe3O4) nanoparticles, coating with silica (Fe3O4@SiO2), surfactant templating and silica incorporation (Fe3O4@SiO2@CTAB/SiO2), and surfactant removal (Fe3O4@SiO2@SiO2). The particles were characterized by Scanning Electron Microscopy, Energy Dispersive X-Ray, X-Ray Diffraction, Particle Size Analyzer, Vibrating Sample Magnetometer, Fourier Transform Infrared, Brunauer-Emmett-Teller, dispersion and suspension magnetism test. From the results, magnetite mesoporous silica nanoparticles with a CTAB concentration of 2 grams have a functional group profile that shows the presence of Fe3O4 and SiO2 compounds without the chemical bonds that compose the CTAB compound. This material has a smaller particle size distribution of 698.0 nm, a larger saturation magnetization value of 4.76 emu/g, and has paramagnetic properties. The surface area, average pore diameter, and pore volume of the particles were 912,950 m2/g, 3.0706 nm (mesoporous), and 83 mm3/g, respectively. The results of the suspension magnetism test show that the particles can be directed by an external magnetic field. Magnetite mesoporous silica nanoparticles have the potential to be applied as hyperthermia agents as well as drug carriers directed by external magnetic fields to specific locations.

Kata Kunci : pasir besi, nanopartikel magnetit, silika mesopori, penghilangan surfaktan, pembawa obat