FABRIKASI DAN KAJIAN SIFAT KEMAGNETAN PADA NANOPARTIKEL ZINC FERRITE (ZnFe2O4) YANG DIENKAPSULASI DENGAN POLYETHYLENE GLYCOL (PEG-4000) DAN SILIKA

MUTMAINNAH, Dr. Edi Suharyadi, M.Eng

2015 | Tesis | S2 Ilmu Fisika

Nanopartikel magnetik Zinc Ferrite (ZnFe2O4), telah berhasil dienkapsulasi dengan memvariasikan konsentrasi PEG-4000 dan silika sebagai bahan untuk enkapsulasi menggunakan metode kopresipitasi. Analisis X-ray Diffractometer (XRD) menunjukkan bahwa tidak munculnya fasa alpha-Fe2O3 dengan struktur rhombohedral pada ZnFe2O4 setelah enkapsulasi PEG-4000. Ukuran partikel ZnFe2O4 sebelum enkapsulasi yaitu 8,27 angstrom ± 0,03 nm, setelah enkapsulasi dengan PEG-4000 menjadi 6,03 angstrom ± 0,05 nm dan enkapsulasi dengan silika menjadi 14,29 angstrom ± 0,05 nm. Pada enkapsulasi dengan silika muncul puncak bidang difraksi baru (222) dan (422) yang merupakan kristal. Analisa morfologi Transmission Electron Microscopy (TEM) pada nanopartikel yang dienkapsulasi PEG-4000 menunjukkan hasil berupa bentuk nanopartikel lebih bulat, lebih terdispersif serta berkurangnya aglomerasi dengan ukuran butir 6 nm hal ini sesuai dengan hasil XRD. Hasil analisa Fourier Transform Infra Red (FTIR) menunjukkan bahwa pada ZnFe2O4 berikatan dengan PEG-4000 ditunjukkan pada bilangan gelombang 2885,51 cm-1, 1635,64 cm-1, 1465,90 cm-1, 1110,98 cm-1, 1149,57 cm-1, dan 956,69 cm-1 yaitu adanya gugus C-H Streching, H-C-H stretching, C=C Streching, C-H Bending, C-O Streching, C-O Streching, =C-H Bending pada bilangan gelombang. Kehadiran silika sudah melapisi material magnetik ditunjukkan pada bilangan 1049,28 cm-1 yaitu gugus fungsi Si-O-Si (bending). Hasil analisa sifat kemagnetan ZnFe2O4 dengan Vibrating Sample Magnetometer (VSM), menunjukkan koersivitas ZnFe2O4 adalah 45,82 angstrom ± 0.01 Oe setelah enkapsulasi PEG-4000 menurun menjadi 42,64 angstrom ± 0,01 Oe dan enkapsulasi silika 24,12 angstrom± 0,02 Oe akibat adanya penambahan konsentrasi PEG-4000 dan silika, sehingga nanopartikel ZnFe2O4 bersifat soft magnetic. Nilai magnetisasi (pada 15 kOe) PEG-4000 dan Silika berturut-turut 3,9 emu/g dan 1,5 emu/g.

The Zinc ferrite (ZnFe2O4) magnetic nanoparticles have been successfully encapsulated by varying concentration of PEG-4000 and silica which are used as a material for encapsulation with using co-precipitation method. X-ray Diffraction (XRD) analysis showed loss of phase alpha-Fe2O3 which crystal structure is rhombohedral haracteristic of phasa ZnFe2O4 post- encapsulation by PEG-4000. ZnFe2O4s particle size pre-unencapsulated was 8.27 angstrom ± 0.03 nm, became 6.03 angstrom ± 0.05 nm after PEG-4000 encapsulation and 14.29 angstrom ± 0.05 nm after silica encapsulation. Encapsulation of silica has showed a new diffraction peak (222) and (422) because silica is crystal. Transmission Electron Microscopy (TEM) morphology analysis on PEG-4000 encapsulated nanoparticles showed that the particles have spherical form, more dispersive, and less aglomerated of grain size 6 nm. The result of Fourier Transform Infra Red (FTIR) analysis showed that ZnFe2O4 (PEG-4000 encapsulation) on wavenumbers 2885.51 cm-1635.64 cm-1, 1465.90 cm-1, 1110.98 cm-1, 1149.57 cm-1, and 956.69 cm-1 which determine C-H Streching, H-C-H stretching, C=C Streching, C-H Bending, C-O Streching bond is a formed bond of PEG-4000. Magnetic material has been encapsulated by silica which is shown by wavenumber 1049.28 cm-1 in Si-O-Si bonding analysis. The magnetic properties for ZnFe2O4 by using Vibrating Sample Magnetometer (VSM) showed that coersivity of ZnFe2O4 was 45.82 angstrom ±0.01 Oe, and then decrease after encapsulation to 42.64 angstrom±0.01 Oe and 24.12 angstrom ±0.02 Oe for encapsulation with PEG-4000 and silica, respectively. Due to the addition concentration PEG-4000 and silica, so nanoparticles of zinc ferrite were soft magnetic. And then showed that remanence magnetic after encapsulation to 3.9 emu/g and 1.5 emu/g for encapsulation with PEG-4000 and silica, respectively.

Kata Kunci : kopresipitasi, ZnFe2O4, enkapsulasi, PEG-4000, Silika.