FABRIKASI NANOPARTIKEL MAGNESIUM FERRITE (MgFe2O4) DENGAN METODE KOPRESIPITASI DAN KARAKTERISASI STRUKTUR KRISTAL DAN SIFAT KEMAGNETANNYA

AGUNG HERMAWAN, Dr. Edi Suharyadi, M. Eng.

2015 | Tesis | S2 Ilmu Fisika

Nanopartikel magnetik magnesium ferrite (MgFe2O4) memiliki potensi yang besar untuk diaplikasikan sebagai adsorpsi, sensor, media penghantar obat, bahan semikonduktor dan teknologi magnetik lainnya. MgFe2O4 telah berhasil disintesis dengan metode kopresipitasi. Prekusor yang digunakan adalah MgCl2.6H2O (magnesium chloride hexa-hydrate, Mr = 203,205 g/mol) dan FeCl3. 6H2O (ferric chloride hexa-hydrate, Mr = 270,19 g/mol) sedangkan kopresipitan yang di gunakan adalah NaOH (sodium hydroxide, Mr = 39,99 g/mol). Pada proses sintesis ini dilakukan beberapa variasi yaitu dengan memvariasikan konsentrasi NaOH, suhu sintesis dan lama pengadukan. Hasil analisa XRD menunjukkan bahwa ukuran butir meningkat seiring dengan kenaikan suhu sintesis dan menurun seiring dengan kenaikan konsentrasi NaOH serta lamanya durasi pengadukan. Dengan ukuran butir terkecil adalah sampel D yaitu 2,12 nm ± 0,13 nm. Hasil analisis sifat kemagnetan MgFe2O4 dengan Vibrating Sample Magnetometer (VSM) menunjukkan bahwa nanopartikel MgFe2O4 dapat diasumsikan berada pada wilayah multidomain, dengan hubungan , dimana nilai Hc tertinggi yaitu 133,99 Oe dimiliki oleh sampel D dengan ukuran partikel terkecil 2,1 nm. Magnetisasi maksimum pada H=15 kOe dan magnetisasi remanen (Mr) meningkat dengan meningkatnya derajat kristalinitas sampel. Meski ada pula pengaruh kehadiran fasa hematite (alfa-Fe2O4) dan ukuran butir. Nilai magnetisasi maksimum dan magnetisasi remanen tertinggi adalah sampel G yaitu 6,15 emu/g dan 0,094 emu/g. Berdasarkan hasil analisa FTIR dalam sampel nanopartikel MgFe2O4 terdapat gugus serapan pada bilangan 578,64 1/cm yang merupakan vibrasi streching antara ion logam (Mg) dengan oksigen (O) pada posisi tetrahedral dan pada bilangan gelombang 362,62 1/cm yang merupakan gugus serapan ion logam (Fe) dengan oksigen (O) pada posisi oktahedral.

Magnesium ferrite (MgFe2O4) magnetic nanoparticles has great potential to be applied as adsorption, sensors, drug delivery, semiconductor materials and other magnetic technology. MgFe2O4 has been synthesized by coprecipitation method. Precursor used are MgCl2.6H2O (magnesium chloride hexa-hydrate, Mr = 203.205 g/mol) and FeCl3. 6H2O (ferric chloride hexa-hydrate, Mr = 270.19 g/mol) and NaOH (sodium hydroxide, Mr = 39.99 g/mol) as coprecipitant. This synthesis process was done by varying the NaOH concentration, the synthesis temperature and the stirring duration. XRD analysis results showed that the grain size increases with synthesis temperature and decreases with the increase in the concentration of NaOH and the duration of stirring. The smallest grain size is sample D 2.12 nm ± 0.13 nm. Analysis of magnetic properties MgFe2O4 by Vibrating Sample Magnetometer (VSM) showed that nanoparticles MgFe2O4 can be assumed in the region multidomain, with relationships . Sample D with the smallest particle size 2,1 nm, has highest Hc value 133.99 Oe. The maximum magnetization at H = 15 kOe and remanent magnetization (Mr) increase with the degree of crystallinity of the sample. Although there is also the effect of the presence of hematite phase (alfa-Fe2O4) and the grain size. Sample G has maximum value of magnetization 6.15 emu/g and highest remanent magnetization 0.094 emu/g. Based on the results of FTIR analysis samples contained MgFe2O4 nanoparticle has uptake group numbers 578.64 1/cm which is a stretching vibration between metal ions (Mg) and oxygen (O) in tetrahedral positions and has wave number 362.62 1/cm which is the group uptake of metal ions (Fe) and oxygen (O) in the octahedral position.

Kata Kunci : nanopartikel, magnesium ferrite (MgFe2O4), kopresipitasi, dan sifat kemagnetan