kajian sifat dielektrik dan celah tenaga pada green-synthesized nanopartikel magnetit (fe3o4) yang dienkapsulasi kitosan

Aldi Riyanto, Prof. Dr. E.ng. Edi Suharyadi, S.Si., M.Eng

2023 | Skripsi | FISIKA

Fabrikasi, karakterisasi, kajian sifat dielektrik dan celah tenaga green-synthesized nanopartikel magnetit kitosan (Fe3O4/kitosan) telah dilakukan dengan menvariasikan massa kitosan 4:1 (Fe3O4/Ch1), 4:2 (Fe3O4/Ch2), 4:3 (Fe3O4/Ch3) dan 4:4 (Fe3O4/Ch4) menggunakan metode kopresipitasi dengan ekstrak daun kelor (Moringa oleifera). Hasil uji menggunakan X-ray diffractometer (XRD) menunjukkan nanopartikel yang dihasilkan memiliki struktur kristal cubic inverse spinel dan terjadi peningkatan ukuran kristalit akibat penambahan kitosan pada green-synthesized Fe3O4 yaitu dari (25,6 ± 0,2) nm menjadi (27,7 ± 0,2) nm untuk Fe3O4/Ch2 dan (32,5 ± 0,2) nm untuk Fe3O4/Ch4. Hasil spektroskopi UV-Vis menunjukkan dengan meningkatnya konsentrasi kitosan, terjadi peningkatan nilai energi celah pita green-synthesized Fe3O4dari 2,89 eV menjadi 3,53 eV untuk Fe3O4/Ch4. Kajian dielektrik dari green-synthesized nanopartikel Fe3O4 variasi kitosan diukur dengan menggunakan spektroskopi impedansi terkomputerisasi pada rentang 10 – 900 kHz. Nilai permitivitas dielektrik (riil dan imajiner) tertinggi dimiliki oleh sampel Fe3O4/Ch1 dengan nilai 111 dan 40 pada frekuensi 10 kHz. Permitivitas dielektrik juga menurun drastis dari frekuensi 10 kHz - 200 kHz dan cenderung konstan setelahnya hingga 900 kHz. Nilai tan tangent menunjukkan semua sampel memiliki nilai tan tangent ?0,5 yang menandakan permitivitas riil lebih dominan, hal ini menjelaskan bahwa enkapsulasi kitosan berpengaruh mengurangi kehilangan energi pada sampel Fe3O4.

Fabrication, characterization, study of dielectric properties and energy gaps of green-synthesized magnetite chitosan (Fe3O4/chitosan) nanoparticles have been carried out by varying the mass of chitosan 4:1 (Fe3O4/Ch1), 4:2 (Fe3O4/Ch2), 4:3 (Fe3O4 /Ch3) and 4:4 (Fe3O4/Ch4) using the coprecipitation method with Moringa oleifera leaf extract. Test results using an X-ray diffractometer (XRD) showed that the resulting nanoparticles had a cubic inverse spinel crystal structure and an increase in crystallite size due to the addition of chitosan to green-synthesized Fe3O4, from (25.6 ± 0.2) nm to (27.7 ± 0.2) nm for Fe3O4/Ch2 and (32.5 ± 0.2) nm for Fe3O4/Ch4. The results of UV-Vis spectroscopy showed that with increasing chitosan concentration, there was an increase in the band gap energy value of green-synthesized Fe3O4 from 2.89 eV to 3.53 eV for Fe3O4/Ch4. The dielectric study of green-synthesized Fe3O4 nanoparticles with chitosan variation was measured using computerized impedance spectroscopy in the range of 10 – 900 kHz. The highest dielectric permittivity values (real and imaginary) are owned by the Fe3O4/Ch1 samples with values of 111 and 40 at a frequency of 10 kHz. The dielectric permittivity also decreased drastically from 10 kHz - 200 kHz and tended to be constant thereafter up to 900 kHz. The tan tangent value indicates that all samples have a tan tangent value of ?0.5 which indicates a more dominant real permittivity, this explains that chitosan encapsulation has the effect of reducing energy loss in Fe3O4 samples.

Kata Kunci : dielektrik, nanopartikel Fe3O4/kitosan, green synthesis, moringa oleifera