KAJIAN STRUKTUR KRISTAL DAN SIFAT KEMAGNETAN PADA NANOPARTIKEL MANGANESE FERRITE (MnFe2O4) DAN PROSES FUNGSIONALISASINYA DENGAN PEG-4000

ROSITA D TAWAINELLA, Dr. Edi Suharyadi M.Eng.

2014 | Tesis | S2 Ilmu Fisika

Nanopartikel Manganese Ferrite (MnFe2O4) telah difabrikasi dengan metode kopresipitasi dengan memvariasi parameter suhu, konsentrasi NaOH dan durasi pengadukan. Struktur dan ukuran partikel hasil analisa X-Ray Diffraction (XRD) dan Transmission Electron Microscopy (TEM) menunjukkan bahwa nanopartikel mengkristal dengan baik dan ada ketergantungan ukuran butir nanopartikel terhadap variasi parameter sintesis tersebut. Ukuran butir yang dihitung menggunakan persamaan Scherrer menunjukkan bahwa ukuran butir meningkat seiring dengan peningkatan suhu, dan menurun seiring dengan peningkatan konsentrasi NaOH dan durasi pengadukan. Dengan ukuran butir terkecil adalah sampel A yaitu 14 ± 0,1 nm pada suhu 80°C, konsentrasi NaOH 10 M dan durasi pengadukan 120 menit. Sifat kemagnetan MnFe2O4 hasil analisa Vibrating Sample Magnetometer (VSM) pada variasi konsentrasi NaOH menunjukan bahwa, semakin kecil ukuran butir nanopartikel, medan koersivitasnya semakin rendah. Sementara untuk sampel dengan variasi suhu dan durasi pengadukan menunjukan bahwa semakin kecil ukuran butir, medan koersivitasnya semakin tinggi. Data kuantitatif memperlihatkan bahwa sampel dengan nilai magnetisasi saturasi terbesar diperoleh sampel A yaitu 18.95 emu / g. Sifat kemagnetan juga dipengaruhi oleh adanya kehadiran fasa pengotor hematite (α-Fe2O3). Berdasarkan analisa sifat kemagnetan dipilih sampel A, untuk difungsionalisasi dengan PEG- 4000. Hasil analisa XRD dan TEM menunjukkan bahwa penambahan PEG-4000 menurunkan derajat kristalinitas. Analisa VSM menunjukkan penambahan PEG- 4000 menyebabkan penurunan magnetisasi saturasi yang diprediksi karena kemunculan fasa γ-FeO(OH) hasil ikatan MnFe2O4 dengan PEG-4000 yang ditunjukan oleh hasil pengujian XRD. Kata Kunci: nanopartikel, MnFe2O4, kopresipitasi, PEG-4000

Manganese Ferrite Nanoparticles (MnFe2O4) has been fabricated by coprecipitation method with various synthesis temperature, concentration of NaOH and duration of stirring. The structural characteristics and particle sizes of MnFe2O4 were determined by X-ray diffraction (XRD) and Transmission Electron Microscopy (TEM), it is showed that nanoparticles well crystallized with various grain size which depend on synthesis parameters. The grain sizes was calculated by Scherrer formula showed that the grain size increased with increasing temperature synthesis and decreasing concentration of NaOH and stirring duration. With the smallest grain size of the sample A was 14 ± 0.1 nm at 80 ° C, 10 M concentration of NaOH and stirring duration 120 minute. Magnetic characterization of MnFe2O4 nanoparticles was investigated by using a Vibrating Sample Magnetometer (VSM) at sample with various concentration of NaOH showed that coercivity was decrease with the decrease of particle size. In other hand, samples with various synthesis temperature and strirring duration found that sample with smallest grain size have high coersivity. Saturation magnetization is affected by the presence of an impurity phase hematite (α-Fe2O3). Based on magnetic characterization analysis sample have been chosen sample A ( temperature 80°C, concentration of NaOH 10 M and stirring duration 120 minutes) to modified with PEG-4000. XRD analysis showed that modification with PEG-4000 given increasing degree of crystallinity. VSM analysis showed that modification with PEG-4000 given decreasing saturation was predicted because of phase lepidocrocite γ-FeO(OH) results from bonding occurs between MnFe2O4 with PEG-4000 which shown at XRD. Key words: nanoparticles, MnFe2O4, co-presipitation, PEG-4000

Kata Kunci : nanopartikel, MnFe2O4, kopresipitasi, PEG-4000