STUDI PENGARUH UKURAN PARTIKEL DAN SIFAT MAGNETIK NANOPARTIKEL MAGNESIUM FERRITE (MgFe2O4) SERTA PENGGUNAAN SISTEM HIGH GRADIENT MAGNETIC SEPARATION (HGMS) PADA ADSORPSI Cu(II),Fe(II),Ni(II0

DEWI SETIAWATI, Dr. Edi Suharyadi, M.Eng

2015 | Tesis | S2 Ilmu Fisika

Telah dilakukan adsorpsi Cu(II), Fe(II), dan Ni(II) menggunakan nanopartikel magnesium ferrite (MgFe2O4). Studi terhadap pengaruh magnetisasi saturasi Ms (2,7 emu/gr, 4,95 emu/gr, 6,15 emu/gr), ukuran partikel (2,12 nm, 8,35 nm, 10,8 nm), pelapisan MgFe2O4 dengan silika, penggunaan sistem penyaring HGMS (65,5 G, 327 G, 653G), serta perbandingan efektifitas adsorpsi menggunakan MgFe2O4, CoFe2O4, dan Fe3O4 dilakukan pada penelitian ini. Hasil akhir sampel cair yang telah dijernihkan diukur kadar logamnya menggunakan Spektrometer Serapan Atom (SSA). Persentase adsorpsi Fe(II) sebesar 100% untuk semua variasi yang dilakukan. Pada variasi ukuran partikel, persentase adsorpsi maksimum untuk Cu(II) dan Ni(II)menggunakan adsorben berukuran 8,35 nm masing-masing 99,18+/-0,01persen dan 99,79+/-0,03persen. Pengaruh magnetisasi saturasi MgFe2O4 pada adsorpsi Ni(II) lebih tinggi dibandingkan Cu(II). Hal ini dipengaruhi oleh sifat magnetik yang berkontribusi saat pemisahan endapan menggunakan medan magnet luar. Adsorpsi maksimum untuk Cu(II) terjadi pada adsorben Ms 4,95 emu/gram yaitu sebesar 99,25+/-0,01%, sedangkan adsorpsi Ni(II) maksimum saat menggunakan adsorben Ms 6,15 emu/gr yaitu 99,79+/-0,03%. Pelapisan MgFe2O4 dengan silika menyebabkan peningkatan adsorpsi Cu(II) dari 97,84+/-0,02% menjadi 99,95+/-0,002% dan adsorpsi Ni(II) mengalami penurunan dari 99,74+/-0,01% menjadi 96,29+/-0,03%. Persentase adsorpsi ion Cu(II) oleh tiga jenis adsorben dari urutan yang paling tinggi adalah Fe3O4>CoFe2O4>MgFe2O4, sedangkan untuk Ni(II) adalah MgFe2O4>CoFe2O4>Fe3O4. Hasil penyaringan menggunakan HGMS menunjukkan adsorpsi Ni(II) dan Fe(II) cenderung konstan. Persentase penurunan kadar Cu(II) mengalami penurunan seiring bertambahnya medan magnet luar yang diterapkan. Hal ini mengindikasikan terjadi oksidasi pada matriks tembaga.

Magnesium ferrite magnetic nanoparticles have been used for Cu(II), Fe(II) and Ni(II) adsorption. Research have been carried out to determine the effects of particles size(2.12 nm, 8.35 nm, 10.8 nm), saturation magnetization Ms (2.7 emu/gr, 4.95 emu/gr, 6.15 emu/gr), coating MgFe2O4 by silica, the use of high gradient magnetic separation (HGMS) with applied various of magnetic field (65.5 G, 327 G, 653 G), and also comparative of the adsorption between adsorbent MgFe2O4, CoFe2O4, and Fe3O4. Total metals adsorbed was analyzed by using Atomic Absorption Spectrometer (AAS). The adsorption of Fe(II) maximum 100% at all of various parameter. Cu(II) and Ni(II) removal was found maximum by using adsorbent with particles size 8.35 nm and the percentage are 99.18+/-0.01% and 99.79+/-0.03% for Cu(II) and Ni(II), respectively. The adsorption of Ni(II) ions higher than Cu(II) at the various magnetic properties. This may be due to magnetic properties of adsorbent and adsorbate contribute in sediment separation process when using an external magnetic field. Maximum value of Cu(II) removal using adsorbent with Ms 4.95 emu/gram is 99.25+/-0.01%. Meanwhile, for Ni(II) using adsorbent Ms 6.15 emu/gram is 99.79+/-0.03%. Addition of adsorbent with silica resulted in the increase of Cu(II) metals ions removal from 97.84+/-0.02% to 99.95+/-0.002% but for Ni(II) decreased from 99.74+/-0.01% to 96.29+/-0.03%. The adsorbat removal performance were compared at various kind of adsorbent, the percentage of adsorption followed the order: Fe3O4>CoFe2O4>MgFe2O4 for Cu(II) and Fe3O4>CoFe2O4>MgFe2O4 for Ni(II). There were no significant change in the adsorption of Ni(II) and Fe(II) as increasing magnetic field applied in HGMS system. While, increasing magnetic field led to a decrease of Cu(II) adsorption due to the oxidation of copper matrixs.

Kata Kunci : MgFe2O4, adsorpsi, Cu(II), Fe(II), Ni(II), high gradient magnetic separation.-MgFe2O4, adsorption, Cu(II), Fe(II), Ni(II), high gradient magnetic separation.