Kajian Kemagnetan Pada Nanopartikel Nickel Ferrite (NiFe2O4) Yang Dienkapsulasi Dengan Polyethylene Glycol (PEG-4000) dan Silika

SITI SHOFIAH, Dr. Edi Suharyadi, M.Eng

2015 | Tesis | S2 Ilmu Fisika

Telah berhasil dilakukan enkapsulasi nanopartikel magnetik nickel ferrite (NiFe2O4), dengan memvariasikan konsentrasi PEG-4000 dan silika sebagai bahan untuk enkapsulasi. Prekursor silika berupa natrium silikat (Na2SiO3). Nanopartikel NiFe2O4 yang digunakan dalam bentuk serbuk, disintesis menggunakan metode kopresipitasi. Analisa X-Ray Diffraction (XRD) menunjukkan bahwa muncul fasa baru pada NiFe2O4 baik sebelum maupun setelah dienkapsulasi PEG-4000 dan silika, yaitu fasa alpha-Fe2O3 (hematite) yang bersifat antiferromagnetik. Fasa ini menurunkan respon sampel jika dikenai medan magnet luar. Pada enkapsulasi silika, sudut 2theta 21,96 derajat dan 25,83 derajat menunjukkan fasa terbentuknya SiO2. Nilai parameter kisi sebelum dan setelah enkapsulasi sebesar 8,39���±0,24 A (NiFe2O4); 8,43���±0,13 A (NiFe2O4+PEG-4000); dan 8,27���±0,55 A (NiFe2O4+silika). Ukuran partikel sebelum dan setelah enkapsulasi sebesar 4,8���±0,2 nm (NiFe2O4); 1,6���±0,1 nm (NiFe2O4+PEG-4000); dan 10,6���±0,3 nm (NiFe2O4+silika). Hasil analisa Transmission Electron Microscopy (TEM), enkapsulasi PEG-4000 dan silika menyebabkan nanopartikel lebih terdispersi, aglomerasi nanopartikel jauh berkurang. Nilai magnetisasi saturasi M_s NiFe2O4 sebesar 5,7 emu/gram dan mengalami penurunan dengan meningkatnya konsentrasi bahan enkapsulasi. Nilai koersivitas H_c NiFe2O4 sebesar 46,2 Oe dan setelah dienkapsulasi dengan PEG-4000 dan silika menjadi 47,8 Oe dan 93 Oe. Hasil analisa Fourier Transform Infra Red (FTIR) menunjukkan adanya puncak serapan baru M-O kovalen setelah enkapsulasi PEG-4000 (350,14 cm-1) dan silika (347,86 cm-1).

Magnetic nanoparticles of nickel ferrite (NiFe2O4) have been successfully encapsulated with various concentrations of PEG-4000 and silica, which used as materials for encapsulation. Aqueos solution of sodium silicate (Na2SiO3) used as precursor of silica. NiFe2O4 powder synthesized by copresipitation method. X-Ray Diffraction (XRD) showed that before and after encapsulated appears new phase on NiFe2O4. It was alpha-Fe2O3 (hematite) which is antiferromagnetic. That phase was decrease sample response by external field. Encapsulated of silica, degree 2theta = 21.96 and 25.83 (degree) showed shape of SiO2 phase. Lattice parameter before and after encapsulated are 8.39���±0.24 A (NiFe2O4); 8.43���±0.13 A(NiFe2O4+PEG-4000); and 8.27���±0.55 A (NiFe2O4+silica). Particle size before and after encapsulated are 4.8���±0.2 nm (NiFe2O4); 1.6���±0.1 nm (NiFe2O4+PEG-4000); and 10.6���±0.3 nm (NiFe2O4+silica). Transmission Electron Microscopy (TEM) showed that encapsulated PEG-4000 and silica decreased agglomeration, controlled shape of nanoparticles more spherical and dispersed. Saturation magnetisation (M_s) of NiFe2O4 is 5.7 emu/gram and decreased with increased encapsulation agent concentration. Coercivity (H_c) of NiFe2O4 is 46.2 Oe and after encapsulated with PEG-4000 and silica became 47,8 Oe and 93 Oe, respectively. The Result of Fourier Transform Infra Red showed new absorption peak of M-O covalen after encapsuled with PEG-4000 (350.14 cm-1) and silica (347.86 cm-1).

Kata Kunci : nickel ferrite (NiFe2O4), kopresipitasi, enkapsulasi, PEG-4000, silika