SINTESIS DAN KARAKTERISASI SIFAT MAGNETIK NANOKOMPOSIT FE3O4-MONTMORILONIT BERDASARKAN VARIASI SUHU.

F~!E-03' Pengaruh Konsentrasi Lannan KOH Pada Karbon AJ..tif Tempurung Kclapa untuk Adsorpsi Lc1gam Cu Erlma. 1 111/Uii/1. F.1mur Budi

FMF-113~> Analis1s Termal dan Struktur "iano Komposit dengan Bahan Pengisi Nann Partikel Abu Sekam Padi

E1·u \!arimo Gmtm;;

I ~11:-03~ Karaktemasi Partikcl Pra-Karbon dari Bunga Rumput <1ajah 1 Pennisetum Polystachyon 1 Dengan Campuran Surfaktan An1onik Sodium Dodesil Sulfat

E. Tacr. H Ha/im. R. Taslim. Zu/,,iiHW/1

FMI:-OJX Design and Performance of Ventilator Wind Turbine Made From Used Motorcyle's Cienerator

.\1..\' !ndro. T Sumurmda. V.\' ll !.\;ami/

FME-03lJ Thermodynamics and Atomistic Analysis of Laser lrradJatwn with Metal

Ri.1t>r 1-;1hdimn. lfahat .\!. 1 'rhass<'k

\.. FME-040 Sintesis dan Karakterisasi Sitat Magnetik Nanokompos1t Fc,O, Montmorilonit berdasarkan Variasi Suhu

Pintor 5)inuunoru. Krisna

FMF-1141 Peiigaruh-v-;illaSl Molaritas terhadap Struktur Krista! Lapisan Tipis ZnO (0,01; 0.02 dan I .13 Mol I

Lara Pnmata San. Frj(m Handoko. lll'lm Sugihar/ono

FME-042 Rancang Bangun Generator Fluks Aksial Putaran Rcndah Magnet Permanen Jenis Neodymium (NdFeB) untuk Turbin Angin Sumbu Vertikal Tipe Douhle-Stage Savonius

\fohammad F1k1· Alqodri. Cecep E.Rustana. !fad1 \'ashe\ FMF-043 Sintesis Lapisan Tipis Komposit Ni-TiAIN menggunakan Teknik

Elektrodeposisi pada Berhagai Suhstrat .\1uarie/.Esmar Budi, !wan Sugiharrono

FMf"-044 Transmisi Putaran Gear untuk Turhin Angin Sumhu Vertikal Tipe Triple-Stage Savonious

l.fuhamad Zola. Cecep E.Ru.1/ana. HadJl\.ashn· Hv1E-04:i Analisis Struktur Krista! Material Barium Heksaferrit

BaFe12.,(CoTi0 ,Mn11 ,I, ,o,,, dengan High Energy Ball Mill Sum/ Annisa Kumalahardil'ani. E.rfim Handoko, Riser Fahdmm FME-046 Percobaan Pembuatan Oksidatror Kalium-Perklorat dengan

Proses M illtng

R. Djoko Goenmran. Untung Hmyanto .. ~fahal/r Kudn. l'iroroSudih1·o Sanmno. Ham Hila/a. /Jim Harsanli FME-047 Pemhuatan Karbon AktifBerbahan Arang Tempurung Kelapa

dengan Aktivasi Fisika dan Kimia Sebagai Filter Logam Cuprum iCu) dalam Limbah Cair

Ridho Akhar Bi/1/oro. l:'smar Budi, lfadi .\'ashn

FME-04X Perhaikan Nilai Konduktivitas Elektrolit H,SO, dcngan Bantuan Rangkaian 3-WCB

Roisatu/ .\lahmudah. Jfoh. Tm!ur

FME-114lJ Efek Variasi Ukuran Karbon Tempurung Kelapa sebagai Alat Kontrol Kelembaoan

F. li/('1 S. Aiman. R. Tii.I!Jm. Su;;ianto

XXVIII

.Ill I

\1)4

.\116

307

30X

309

·' 10

311

ll~

313

Jl'vll" -11(>!1

FM!-Ilhl

1'-.araJ..tenS<h! ~.~>a 1\.r"tal Ranum~'

Suhstitu" l "!!~un Sr Pad a Ba,.,Sr,C c !\ollfl" .\luAorromah. Lr/all Handok 1'-.arakkm.ISI s,t;lt Fisika Karbon Ak den).!an \·ariasi 1\.onsentrasi Aktl\ato

Kel~mbaban

i: [."''

r

I Jkt.molli. R. Tmlun R. 1 Penearuh l'enJ!adukan Pada Proses p

\kl;l!eunaJ..an 1 eklllk ElektrodeposJ! run;s~en K.1ri> 1da terhadap Koros1

ld('~(nld i\-rtntthJ\UI"I. Esmur ~u~li. StudJ \"al llep''"" LarJSan Tipts 1 1 yo,;;1 I' ada ~ubstrat RaJa Fentik •Je1

La:-.L'r Dqw...,JtJun

1(/l/l,f{fr!.\ll<l. Fdt SuhmTUdi .. \Jardty~

.\~aiJS.J \d,!J, \ ,,Jtametn Superkapa f...arhc'll \ktlf dan Kavu Karet berda f... Oil

1

r;,,.,

/u!kt/it. \ugtulllo. R. SJ'ech.

( >ptlm'tl'"'" l'cnambakn Serat ljuk P,tpan ~l'men-l npsum

1/unm \I(J!n udm .\fen Durn.WH'i . , f'c·mbuatan dan f...araktensa" Modtt· dcnl!all Karc·t .\lam Randar Betsy

J!kl~uli \f,l<l\ \ll'c'gUI' ll'tn>mhputrc

l'en~aruh J'l'i,Ip!San Karbon Pada L1 Kat;;da Batcr:11 Lithium

B(unhung l)nhunduJ.:o. Sn Rahmaw' .\nali''' \truJ..tur Kri,tal RaFe~:OJo

\kt<>ck Paduan Mekanik

( ·1 nrlu.1 .\d.'<f.iltl. Frt(m 1/undoko . . \1zj

f'emhJatan \ert>uJ.. T cmhaga Berukl deJH!aTI \1ct<>dc LlektroliSJs . I hl.';ll, !h R('f!IU [ Jc( u [>rLn·tfOStll'l. F.

L .. 'lf'tuniTtJf..n. I w Apnlw .. !fc:mt_~- p KaraktensaSJ ( Jptik dan S1lat Knsta -;uhti .-\nncalm~

fro 1 'khli<ll1!l1.<;''h.H11mhang llenna

/I;:UfJhll/

Rn 'e" \kncntllkan Perhandingan denl!atl ..\wm Be"1r 1 r R 1 dan Sudul Kn;tal 1 ctralwdron dengan Teon N lr::,l!nun Rutli'!l.';,jfiu f."'pnyanti . .Jol Peta!aruh Prn...,c:-. Penggcrusan Serbl l'erti>rma Batcral lc•n Lithium JoAo fll,\11 11 '~1° .

i'c'IH!aruh f...cteh.Jl,u1 !Jan Kompos"

l':~d~I Perf<>rm" fl.JtcraJ Jon Litlmlm

./,)~f) '/ f':\1 {/lt •\\ I·'

FME-040: Sintesis dan Karakterisasi Sifat

!\1agnetik Nanokomposit Fe_.O-t- l\1ontmorilonit

berdasarkan Variasi Suhu

Pintor Simamora•,, Krisna

Juru~an Fisika, Unm.?rsitas 1'-<egeri Medan. \'kdan

•,!:mall · ,;inghkrisna77 u gmail.com

Abstrak

PcnciJtian llll bertuJuan untuk mentzctahul 1-.araktL'nstih s1Ltt matznetik nanokumposlt Fe;UJ :\lontmunl\lnJt :-erta mcntzetahuJ pcntzaruh suhu terhadap karah.tcristik NanokompPsit h';( l1 :VIontmonJ,,nit tersehut. :\anc-h.omposit Je,O.J - \1ontmonlonit dismtet1s dengan menggunakan metode kopres1pitasi. SmtcsJs dilakukan dentzan mencampurka1 11asir hes1 dengan HCI '>t:hagai pelarut

dan NH.~OH sehagai pengendap. llasil cndapan yang terhentuk kt:mudian LiiCIICi bcrulang-ulang dengan aquadc, dan d1kcnngkan dalam oven. Sclanjutn;a, scrhuh. nanopartikcl Fe•( l.J terse but dicampurkan kcdalam 11ltlll!l11\lrill>nit yang telah dilarutkan dcngan air kemudian diaduk dengan magnctik stirrer dan dipanaskan pada vanasi suhu 40

·c

7(JC( ·_ dan I 00 ( ·. selan]utnya ditamhahkan

,;ctetes dem1 setetes NaOH sampai 100 m1 kemudian dicuci dengai a1r hcrsih dan dikc'ringh.an dalam mTn. Nanokompostt ::.antz dihasilkan dikarakterisasi dengan mcnggunakan alat \'-Rm l>it/iw'!omcrcr (XRDI untuk mengetahui ukuran kristal dan h.andungan t:tsa yantz terhcntuk dan l'ihratmg Scm1plc .\!agne/omeler t VS1\!) untc:k mengctahui sifat magnettk bahan. Dari hasii penguJJan .\-Rav

/)iffractomcrcr (XRD) tcrhadap Nanopartikel FL·'O.J menun]ukkan ukuran kristal '1..\,1-:69 l nnL Dan has II pengupan l'ihmting S,llllf'lc .\!agnclotll<'lcr ( VSM) dipcrulch nilai magnetik saturasi t \.Li untuk sampc! nanoparllkel Jc;(), scbcsar 5::'.15 cn1LL'gr dan untuk sam pel nanoknmposit pad a sulllt 40 '( ·. 7(1 ( dan 1 oouc

dipcrolch nilai Magncttk satur<1SI tM-1 yaitu .<.~65 L'lllll'gr. -!.635 emu gr. dan 4. 'S emu gr. Sedangkan medan kocrsl\ ttas ( ~L) ma;,mg-masmg ,;am pel sehcsar 0.010::' T, (),()112 T. dan OJIJ.l(J T. D:m basil llll dapat disimpulkan bahwa

SL'lllakin tmgg1 suhu nanokomposit yang di\anasikan maka semah.m tinggi .JUga nila1 magncttk saturasi dan medan km:rsivitasnya schingga s1ht matznetik bahan tcrsebut akan semakin hcsar.

Keyword.\: fhtrlikc/ nann. Fe<( J~. mnnrmori//nnilc. kocnn·itu.l

F M E-041 : Pengaruh Varia

Terhadap Struktur Kristal La

({LOt~

0.02

dan

0,03

Lara

Pennata Sari*

1

•

Ertan Handoko,

Junhan f tstka. I aJ,.,ultas :V1atematika dan Ilr

l'niH:rsitas ~egcri Jaka

J I Pl'tmtda '\o. 10. Ra\\ a man gun.,

*' hnaii: ukhtilaratcLgr I\\ an-Sugthartono!cl. u

Abstrak

Telah diiah.ukan pc:numbuhan !ap1san tl>'IS ZnO de

21 !:0 -.;ebal'.ai larutallJ'' c,unor dan air de-ionisasi' d1 at~h -,uh~trat S1 1 I I I 1 dcngan menggunakan tekni (US I'). Penumhuhan lap1san llpls lnO tersebut

-l50''C -.;clama 10 men1t. dengan \artasi molaritas

moL l'cnl'.aruh dan molantas pada struktur dikaraktcri,;.asJ den~:an X-ru1 ,/if/rucriun (XRD). Ha menunjukkan bah~\a -.ampcl lapi:>an ttpis ZnO struh.tu-r \\ urtntehcksagonal dengan ( 002 ), ( 1 00) b1dang knstal vang: domman. Intenstta~ yang dihasi mcnJmrkatnva nllllantas. SclanJutnya Lmtuk r

param~tcr k;,-1 dan tmgh.at 1--eknstalan lap1san tipis ; Japat dilakukan dengan sotiware GSAS dengan me

Kala Kund In< 1. mnlantas, l'SP. X-Rar

.---SINTESIS DAN KARAKTERISASI SIFAT MAGNETIK NANOKOMPOSIT

Fe

3

0

4 -

MONTMORILONIT BERDASARKAN V ARIASI SUHU

Pintor Simamora

1"'),

Krisna

2

1

Jurusan Fisika, Universitas Negeri Medan, Medan

2

Jurusan Fisika, Universitas Negeri Medan, Medan

•)Email: pintor_fisika@yahoo.co.id

Abstrak

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik sifat magnetik nanokomposit Fe304 - Montmorilonit serta

mengetahui pengaruh suhu terhadap karakteristik Nanokomposit F~0 ₄ - Montmorilonit tersebut. Nanokomposit

Fe304 - Montrnorilonit disintetis dengan menggunakan metode kopresipitasi. Sintesis dilakukan dengan

mencampurkan pasir besi dengan HCJ sebagai pelarut dan N~OH sebagai pengendap. Hasil endapan yang

terbentuk kemudian dicuci berulang-ulang dengan aquades dan dikeringkan dalam oven. Selanjutnya, serbuk

nanopartikel Fe304 tersebut dicampurkan kedalam montmorilonit yang telah dilarutkan dengan air kemudian

diaduk dengan magnetik stirrer dan dipanaskan pada variasi suhu 40°C, 70°C, dan IOO"C, selanjutnya

ditambahkan setetes demi setetes NaOH sampai 100 ml kemudian dicuci dengai air bersih dan dikeringkan dalarn

oven. Nanokomposit yang dihasilkan dikarakterisasi dengan menggunakan alat X-Ray Diffractometer (XRD)

untuk mengetahui ukuran kristal dan kandungan fasa yang terbentuk dan Vibrating Sample Magnetometer (VSM) untuk mengetahui sifat magnetik bahan. Dari hasil pengujian X-Ray Diffractometer (XRD) terhadap

Nanopartikel Fe304 menunjukkan ukuran kristal 34,8691 run. Dan hasil pengujian Vibrating Sample

Magnetometer (VSM) diperoleh nilai magnetik saturasi (M,) untuk sampel nanopartikel Fe304 sebesar 52,15

emulgr dan untuk sampel nanokomposit pada suhu 40°C, 70°C dan IOO"C diperoleh nilai Magnetik saturasi (M,)

yaitu 3,365 emulgr, 4,635 emulgr, dan 4,75 emu/gr. Sedangkan medan koersivitas (H0) masing-masing sampel

sebesar 0,0102 T , 0,0112 T, dan 0,0136 T. Dari hasil ini dapat disimpulkan bahwa semak.in tinggi suhu nanokomposit yang divariasikan mak.a semakin tinggi juga nilai magnetik saturasi dan medan koersivitasnya sehingga sifat magnetik bahan tersebut akan semakin besar.

Abstract

This study aims to investigate the characteristics of the magnetic properties of Fll:!04 - Montmorillonite

nanocomposite and detennine the effect of temperature on the characteristics of FllJ04 - Montmorillonite

nanocomposite. Fll:!04 - Montmorillonite nanocomposite were synthesized using coprecipitation method.

Synthesis is done by mixing iron sand with HCl as solvent and NH.OH as a precipitant. The results of the precipitate is then washed repeatedly with distilled water and dried in an oven. Furthennore, the Fe304

nanoparticles powder mixed into the montmorillonite which has been diluted with water and then stirred with a magnetic stirrer and heated at temperature variation 40"C, 70"C, and 100°C, then NaOH was added dropwise to 100 ml of water and then washed with aquades and dried in an oven. The resulting nanocomposite characterized by using X-Ray Diffractometer (XRD) to detennine the size and content of the crystal phase and Vibrating

Sample Magnetometer (VSM) fanned to detennine magnetic properties of materials. From the test results of

X-Ray Diffractometer (XRD) to indicate the size of the crystal Fe304 Nanoparticles 34.8691 nm. And Vibrating

Sample Magnetometer (VSM) test results values obtained magnetic saturation (Ms) for Fe304 nanoparticle

samples of 52.15 emu/gr and for the nanocomposite sample at 40°C, 70"C and IOO"C values obtained Magnetic saturation (Ms) is 3.365 emulgr, 4.635 emu/g. and 4.75 emu/g. While the coercivity field (He) of each sample is 0.0102 T, 0.0112 T, and 0.0136 T. From these results it can be concluded that the higher the temperature of the nanocomposite which varied the higher the value of magnetic saturation and field koersivitasnya so the magnetic properties of these materials will be even greater.

Keywords: nanocomposite, Fe304> montmorillonite, coprecipitation.

1. Pendahuluan

Pencemaran lingkungan oleh logam berat menjadi masalah yang cukup serius seiring dengan penggunaan logam berat dalam bidang industri yang semakin meningkat. Logam berat banyak digunakan

karena sifatnya yang dapat menghantarkan listrik dan

panas serta dapat membentuk logam paduan dengan logam lain (Raya, 1998). Keberadaan logam berat

dilingkungan seperti tembaga, kadmium, dan timbal

merupakan masalah lingkungan yang perlu mendapat

perhatian serius, mengingat dalam konsentrasi

tertentu dapat memberikan efek toksik yang

berbahaya bagi kehidupan manusia dan

lingkungannya.

Metode adsorbsi merupakan salah satu

diharapkan dapat mengambil ion-ion logam berat dari perairan. Logam berat dengan konsentrasi tertentu dalam perairan dapat menjadi sumber racun bagi

kehidupan perairan. Berbl:lgai usaha untuk

mengurangi kadar logam berat di perairan telah banyak dilakukan. Metode yang paling sering

digunakan adalah adsorpsi. Teknik m1 lebih

menguntungkan daripada teknik yang lain dilihat dari segi biaya yang tidak begitu besar serta tidak adanya efek samping zat beracun.

Saat ini telah banyak ditemukan bahan baru yang mempunyai kegunaan sebagai adsorben, di samping untuk berbagai keperluan lain. Untuk bahan jenis anorganik, misalnya telah banyak disintesis senyawa oksidasi logam dengan karakteristik tertentu

seperti zeolit mesopori, silica gel dan magnetit dan

lain-lain yang dapat digunakan selain adsorben juga untuk katalis, penukar ion, dan lain-lain. Penggunaan bahan-bahan anorganik seperti diatas relatif lebih menguntungkan dibanding bahan organic karena kestabilan yang tinggi terhadap mekanik, temperatur

dan pada berbagai kondisi keasaman.

Oksidasi besi merupakan suatu material yang sangat menarik untuk dipelajari diantara oksidasi-oksidasi logam transisi lainnya. Bahan-bahan tersebut ditemukan secara ilmiah dalam bentuk mineral oksida

besi berupa magnetit (Fe304), maghemit (y-Fe203),

dan hematit (a.-F~0 ₃). Jenis oksidasi yang bersifat

magnet adalah magnetit (Fe304) dan maghemit

(y-Fe2~). Sintesis magnetit dan maghemit dalam skala

nanometer telah banyak dilakukan dengan berbagai metode, antara lain metode reaksi sol-gel, larutan

kimia, sonochemical, dan kopresipitasi. Nanopartikel

magnetit merupakan suatu material yang memiliki

berbagai keunggulan, antara lain bersifat

superparamagnetik, kejenuhan magnet yang tinggi. Fenomena ini terus meningk:at seiring pengaruh ukuran dan permukaan yang didominasi oleh sifat magnetik dari masing-masing nanopartikel.

Berbagai penelitian telah melaporkan bahwa nanopartikel magnetit tanpa modifikasi memiliki kestabilan termal yang rendah, memiliki kelarutan dalam air yang rendah dan dapat mengalami reaksi

batik membentuk fasa intermediet FeOOH.

Menyiasati hal tersebut, maka dilakukan pelapisan

(encapsulation) pada berbagai material pendukung,

seperti bentonit, silika, dan kitosan.

Menurut Riyanto (1994) dalam jurnal (Serly,

2009), Tanah bentonit mengandung kurang lebih 85%

montmorilonit, dengan ciri-ciri antara lain : jika diraba licin, lunak, memiliki kilap lilin, berwarna pucat dengan penampakan putih, hijau muda, kelabu

atau merah muda dalam keadaan segar dan jika telah

lapuk berwama merah kehitaman. Menurut Ogawa

(1992), Kelompok montmorilonit paling banyak

menarik perhatian karena montmorilonit memiliki kemampuan untuk mengembang (swelling) bila berada dalam air atau larutan organik serta memiliki kapasitas penukar ion yang tinggi sehingga mampu mengakomodasikan kation dalam antar lapisrumya

dalamjumlah besar. Dengan memanfaatkan sifat khas

dati montmorilonit tersebut, maka antar lapis silikat lempung montmorilonit dapat disisipi (diinterkalasi) dengan suatu bahan yang lain.

Dalam penelitian pembuatan Fe304 ini

metode yang akan digunakan adalah metode kopresipitasi. Metode ini dinilai lebih cocok karena

lebih mudah untuk dilakukan, bahan-bahan dan cara

kerja yang digunakan juga lebih sederhana. Kelebihan dari metode ini adalah prosesnya menggunakan suhu

rendah dan mudah untuk mengontrol ukuran partikel

sehingga waktu yang dibutuhkan relatif singkat. Pada penelitian ini akan disintesis suatu

nanokomposit Fe304-montmorilonit yang digunakan

untuk mengadsorbsi logam berat. Pembuatan

nanokomposit ini bertujuan untuk meningkatkan

kualitas adsorben sehingga dapat menyederhanakan

proses pemisahan dan pemisahan dapat lebih baik dati

material semula yang belum digunakan. Pasir besi yang digunakan dalam pembuatan nanokomposit ini berasal dari Sungai Simaritop yang berada di daerah Porsea, Sumatera Utara.

2. Metode Penelitian

2.1 Persia pan Bahan Dasar

Pasir basil tambangan diayak dengan

menggunakan saringan plastik untuk memisahkan antara pasir dan kerikil. Hasil dari pasir yang telah

didapat dati proses pengayakan yaitu berupa pasir

halus, kemudian pisahkan antara pasir biasa dengan pasir besi dengan menggunakan magnet permanen. Hasil pemisahan pasir besi dengan pasir biasa menggunakan magnet pennanen adalah bahan dasar

dati Fe304• Setelah pasir besi dipisahkan dengan pasir biasa kemudian diballmill (digerus) dengan tujuan untuk menghaluskan pasir besi. Setelah itu pasir besi tersebut kemudian diayak dengan menggunakan ayakan 200 mesh. Pasir besi yang sudah diayak, dikarakterisasi dengan menggunakan XRD dengan tujuan mengetahui kandungan Pasir besi tersebut.

2.2 Sintesis

F~04

dengan menggunakan

Metode Kopresipitasi

Pasir besi yang telah diesktrak dilarutkan dalam HCl (Molaritas"" 12 M) dengan perbandingan 3:8, kemudian diaduk dan dipanaskan dalam magnetic stirrer pada suhu 70-90"C selama 20 menit dengan persamaan reaksi;

3 Fe304

+

8 HCI ~ 2 FeC13

+

FeC12

+

3Fe2~

+

3H20

+

H2

Setelah proses pengadukan selesai, maka basil pengadukan yang berupa larutan dipisahkan

dengan pengotomya dengan menggunakan kertas

saring kemudian diambil larutannya. Cairan basil

saringan dilarutkan dalam NH40H ( Molaritas "" 6,5)

dipanaskan dalam magnetic stirrer pada suhu 70-90 °C selama 20 menit dengan persamaan reaksi;

2FeCh

+

FeCI2 + 3H20 + 8~0H_.,. Fe104 +

8~Cl+7H ₂0

Hasil endapan F~0 ₄ yang terbentuk

(berwarna hitam pekat) dipisahkan

dari larutannya yang kemudian dicuci berulang-lang dengan menggunakan aquades sampai bersih dari pengotomya kemudian di saring. Cara pencuciannya

adalah menempatkan basil reaksi pada gelas ukuran

besar, kemudian diberi aquade's sebanyak yang bisa ditampung gelas itu, setelah itu magnet parmanen ditempatkan dibawah gelas dengan tujuan bisa

menarik Fe304 supaya mengendap lebih cepat.

Apabila sudab terjadi endapan di dasar gelas air di dalam gelas di huang dengan penuangan yang

hati-hati agar endapan kental berwarna hitam (Fe304) tidak

ilrut terbuang. Untuk mendapatkan serbuk partikel

nano Fe30 4, endapan dikeringkan dalam oven pada

suhu sekitar 100°C selama 1 jam. Kemudian di

karakterisasi dengan X- Ray Diffractometer (XRD) dan Vibrating Sample Magnetometer (VSM).

2.3 Sintesis Nanokomposit Fe:J04 dengan

Montmorilonit

Sebanyak 13 gram Montmorilonit dilarutkan

ke dalam air 200 ml dan diaduk dengan menggunakan

magnetik stirrer. Kemudian dicampurkan 2,3 gram

sebuk nanopartikel Fe304, dengan perbandingan mol

montmorilonit : nanopartikel Fe30 4 sebesar 1 : I.

Dipanaskan pada variasi suhu 40°C, 70°C, dan 100°C. Kemudian ditambahkan tetes demi tetes Larutan NaOH 5 M sampai 100 mi. Setelah itu nanokomposit dicuci dengan air bersih dan dikeringkan dalam oven

dengan suhu 100°C sehingga akan diperoleh

nanokomposit yang memiliki sifat magnetik.

Kemudian nanokomposit yang dihasilkan

dikarakterisasi dengan Vibrating Sample

Magnetometer (VSM) untuk mengetahui sifat

kemagnetan nanokomposit tersebut.

3. Hasil dan Pembahasan

3.1 Analisis XRD

(X-Ray Diffractometer)

Hasil Analisis Pola XRD (X-Ray

Diffractometer) pasir besi dari sungai Simaritop,

Kabupaten Porsea memliki kandungan Fe₃0₄ yang

cukup tinggi. Berdasarkan acuan refinement dapat

diketahui bahwa pasir besi mengandung hampir

82,2% Fe30 4 dengan impuritasnya Fe203 sehingga

pasir besi dari sungai Simaritop, dapat digunakan

sebagai bahan dasar pembuatan nanopartikel Fe304

dan juga dapat dilihat struktur Krista! F~0 ₄ yaitu

cubic dengan a = b = c = 8.4045 A, sedangkan

struktur Krista! untuk impuritasnya Fe₂0₃ yaitu cubic

dengan a = b = c = 8.3603 A. Dari Gambar 1 dapat

dilihat adanya puncak-puncak tertinggi yaitu pada 29

: 35,4648°; 32,6935°; 62,6691°. Puncak maksimum

terdapat pada sudut 2fJ = 35,4648° dengan jarak spasi

2.52913

A.

Penentuan fase yang terbentuk pada

Nanopartikel Fe30 4 menggunakan perangkat lunak

Match berdasarkan data-data yang diperoleh dari basil

[image:6.595.308.535.82.474.2]

XRD, diperoleh gambar sebagai berikut :

Gambar 1. Pencocokan Fase Nanopartikel Fe304

dengan Magnetit

Berdasarkan gambar diatas, Nanopartikel

Fe304 yang telah disintesis memiliki fase dominan

Fe304 (Magnetit), dapat dilihat pola nanopartikel yang

dikarakterisasi (warna biru) cocok dengan pola

standar untuk fase Fe304 Magnetit (wamah merah)

berdasarkan database pola XRD dengan nomor acuan 96-900-5840. Terdapat puncak-puncak khas yang

merupakan puncak dari Nanopartikel F~0 ₄ yang

dirakterisasi pada 2fJ : 35,4648°; 32,6935°; 62,6691° dengan intensitas 100; 38; 37, sedangkan intensitas

untuk Fe304 Magnetit standar pada database yaitu

1000; 400.37; 337.36.

Nanopartikel dengan fase Fe304 Magnetit ini

memiliki sistem kristal cubic dengan nilai a = b = c =

8,3740 A, dengan memiliki massa jenis 5,23800

gr/cm3• Dalam menentukan ukuran kristal

masing-masing sampel dapat ditentukan, salah satunya

menggunakan persamaan scherrer. Adapun

persamaan scherrer adalah sebagai berikut :

D=~

poos9 (I)

Dari persamaan (I) tersebut, diperoleh

ukuran kristal dari sampel nanopartikel F~0 ₄ yaitu sebesar 34,8691 nm, Hasil ini sangat jauh berbeda

jika dibandingkan dengan basil penelitian sebelumnya

yaitu sekitar 82,42 nm,

3.2 Analisis VSM

(Vibrating Sample

Magnetometer)

Analisis sifat magnet dilakukan

menggunakan alat VSM (Vibrating Sample

Magnetometer) di laboratorium Magnetik-Bidang Zat

Mampat-PTBIN-BATAN. Tipe VSM yang digunakan adalah VSM tipe Oxford VSM1.2H. Infonnasi yang didapatkan berupa besaran-besaran sifat megnatik sebagai akibat perubahan medan magnet luar yang

histeresis dapat menunjukkan hubungan antara

magnetisasi (M) dengan medan magnet luar (H).

l

I

!

'

_____ ,_

:li ---'-

i--- -~

""'

(2)

H(ll

(3)

::::::::r_- ___ --:::: ::::!

--i

__ [ __ _

_-'-·:::::::

[image:7.595.60.539.57.730.2]

'"'

(5)

Gambar 2. Kurva Histerisis Nanopartikel Fe304 (2},

nanolromposit Fe304 -Montmorilonit pada suhu

40°C (3), 70°C (4), 10ooc (5)

Berdasarkan Gambar 2 (2) menunjukkan

bahwa nanopartikel Fe304 tergolong magnet lunak,

karena dari kurva histeresis mempunyai urut balik

yang hampir simetris ketika dikenai medan magnet maupun ketika medan magnet ditiadakan. Atau dapat

dilihat dari luasan kurva histeresis yang sempit.

Luasan kurva bisteresis menunjukkan energi

diperlukan untuk magnetisasi. Pada magnet lunak, untuk magnetisasi memerlukan energi yang sangat

kecil. Dari gam bar 2 (2) dapat dilihat juga bahwa sifat

dari nanopartikel Fe304 sendiri tetap bersifat

ferrimagnetik.

Nilai magnetisasi saturasi (M,) untuk serbuk

Nanopartikel Fe304 adalah sebesar 52,15 emu/gr. Hal

ini dapat disebabkan karena semakin kecil ukuran

kristalnya jumlah domain magnetik dan batas domain magnetiknya juga semakin sedikit, sehingga nilai magnetisasi saturasinya (M,) mengecil. Sedangkan nilai medan koersivitasnya yaitu sebesar 0,0121 Tesla, ini menunjukan bahwa nanopartikel ini tergolong magnet lemah. Dan nilai magnetisasi

remanen nanopartikel tersebeut yaitu sebesar 8,565

emu/gram. Untuk lebih jelasnya nilai magnetisasi saturasi, medan koersivitas dan magnetisasi remanen dari masing-masing sampel dapat dilihat pada tabel 1.

Tabe/ 1. Nilai magnetisasi saturasi (M,J, medan

koersivitas (H,J dan magnetisasi ramanen {M,.) untuk masing-masing sampel

Sampel Ms He Mr

(emulgr) (Tesla) (emulgr)

Sampel A (40°C) 3,365 0,0102 0,6135

Sampel B (70°C) 4,635 0,0112 0,698

Sampe1 C (100°C) 4,750 0,0136 0,8565

Dari Tabel I dapat dilihat juga bahwa nilai

He (medan koersivitas) yang diperoleb dari sampel A,

B, dan C berturut-turut adalah sekitar 0,0102 Tesla,

0,0112 Testa, dan 0,0136 Tesla. Hasil tru

memperlihatkan bahwa nilai H., (medan koersivitas)

semakin besar seiring dengan semakin bertambahnya

suhu. Semakin besar He maka sifat kemagnetannya

a.kan semakin kuat. Selain itu, nilai magnetisasi remanen yang dihasilkan dari sampel A, B, dan C

berturut-turut yaitu 0,6135 emu/gr, 0.698 emu/gr, dan

0,8586 emu/gr. Hasil ini juga memperlihatkan bahwa semakin besar variasi suhu pembuatan nanokomposit

tersebut maka akan semakin besar nilai (M,)

magnetisasi remanennya. Semakin besar nilai M, maka akan semakin besar juga sifat kemagnetannya.

VSM menunjukkan bahwa nanokomposit

F~04 - Montmorilonit yang disintesis pada suhu

100°C (sampel C) memiliki sifat kemagnetan yang lebih besar dibandingkan dengan nanokomposit

Fe304-Montmorilonit yang disintesis pada suhu 40°C

(sampel A), dan suhu 70°C (sampel B). Hal ini

membuktikan bahwa temperatur mempengaruhi

Montmorilonit, karena dengan menaikkan suhu, energi gerak molekul bertambah dan tumbukan lebih sering terjadi sehingga reaksi dapat berlangsung lebih sempuma. Selain itu, sifat ketebalan lapisan baur atau jarak antar lembar montmorilonit yang bergantung terhadap suhu larutan. Semakin tinggi suhu larutan, semakin tebal lapisan baur montmorilonit. Ketika

lapisan bam membesar, besi okSida nanopartikel akan

lebih mudah masuk ke dalam ruang antar lembar montmorilonit sehingga menghasilkan nanokomposit yang memiliki sifat kemagnetan yang besar.

Pengaruh suhu pembuatan terhadap sifat kemagnetan nanokomposit ditunjukkan pada Tabel 1. Sifat kemagnetan nanokomposit yang disintesis pada

suhu 100°C {sampel C) lebih besar dibandingkan

dengan komposit yang disintesis pada suhu 40°C dan

70°C (sampel A dan B). Hal ini disebabkan oleh sifat

kemagnetan besi oksida nanopartikel yang terbentuk di dalam nanokomposit yang dipengaruhi oleh suhu.

4. Kesimpulan

Berdasarkan basil penelitian, Karakter

nanokomposit Fe304-Montmorilonit yang diperoleh

berwarua coklat kehitaman dan memiliki sifat magnet yang kuat. Karakter terbaik nanokomposit diperoleh pada perbandingan mol montmorilonit : nanopartikel

Fe304 sebesar I: 1 dengan berat montmorilonit

sebanyak 13 gram dan nanopartikel Fe304 sebanyak

2,3 gram yang disintesis pada suhu 100°C memiliki

sifat kemagnetan lebih besar dibandingkan dengan

sampel yang disintesis pada suhu 40°C dan 70°C.

Semakin besar variasi suhu pembuatan nanokomposit

Fe304 -Montmorilonit maka akan semakin besar juga

nilai medan koersivitas (lie) yang dihasilkan, sehingga sifat kemagnetannyajuga akan semakin besar.

Untuk melengk:api basil penelitian ini perlu

dilakukan karakterisasi menggunak:an x-ray

fluorescence (XRF) terhadap nanokomposit untuk

mengetahui komposisi unsumya Sampel juga

sebaiknya dicirikan menggunakan SEM agar dapat ditentukan ukuran partikelnya. Dan perlu dilakukan uji aplikasi penyerapannya.

Ucapan Terimakasih

Terimakasih kepada sahabat , ternan-ternan serta

bapak/ibu dosen fisika Unimed yang telah membantu

dalam penelitian ini dan terimakasih atas kritik dan

sarannya.

Daftar Acuan

[I] Abdullah, M., Yudistira, V., Nirmin dan

Khairurrijal, (2008), Sintesis Nanomateria,

Jurnal Nanosains & Nanoteknologi, 1 :

33-57.

[2] Agustiningrum, S.,

Karakterisasi

(2014}, Sintesis dan

Komposit

Fe304-Montmorilonit yang didapaJkan dari

Lempung A/am, Skripsi, Y ogyakarta: UIN

Sunan Kalijaga

{3] Cullity, (1972) dikutip dari pene/itian Nugroho,

Bayu., S.A, (2010), Fabrikasi ferrogel dan

karakterisasi magneto-elastisitasnya

berbasis pasir besi Kediri, Malang : Fakultas MJPA Universitas Negeri Malang.

[4] Fisli, A. dan Yusuf, S., (2010}, Sintesis

Nanokomposit Magnetik Berbasis Bahan

Alam untuk Adsorben Thorium, Jurnal Sains

Pusat Teknologi Bahan Industri Nuklir

(PTBIN)-BATAN Tanggerang, Vol II. No2:

1-6

[5] Hamzah, D., (2007}, Pembuatan, Pencirian dan

Uji Aplikasi Nanokomposit Berbasis

Montmorilonit dan Oksida Besi, Laporan

Tugas Akhir Jurusan Kimia, Institut

Pertanian, Bogar.

[6] Hosokawa, M, Kiyoshi, N., Makio ,N., dan

Toyokazu,Y., (2007), Nanoparticle

Technology Handbook, Elsevier B., All right

reserved.

[7] Hotmaria, D., (2014}, Sintetis Nanopartilcel Fe304

dengan Metode Kopresipitasi dan

Karakterisasi, Skripsi, Medan : FMIPA

UNIMED

(8] Ogawa, M., (1992), PreparaJion of Clay-Organic

intercalation Compounds by Solid Reaction

and Their Application to Photo-Functional

Material, Dissertation, Waseda University,

Tokyo

[9] Perdana, F.A., Malik., A.B., Mashuri.,

Triwikantoro, dan Darminto, (2013), Sintetis

Nanopartikel Fe304 dengan Template

PEG-1000 dan Karakterisasi Sifat Magnetiknya,

Jurnal Material dan Energi Indonesia Vol.l,

No.Ol

[10) Raya, I., (1998), Studi kinetika Adsorbsi Jon

Logam A/{1 1 1) dan Cr{l 11) pada adsorben chaetoceros calcitrans yang Terimobilisasi

pada Silika Gel, Thesis, FMIPA UGM,

Yogyakarta

[11] Riyanto, A., (1994), Bahan Galian Industri

Bentonit, Bandung: Direktorat Jendral

Pertambangan Umum, Pusat Penelitian dan

Pengembangan Teknologi Mineral.

{12] Smalhnan, R., (2000), Metalurgi Fisika Modren

dan Rekayasa Material (Edisi lceenam ed.),

(S. Djaprie, Penerj.) Erlangga, Jakarta

[13] Sholihah, L.K., (2010), Sintesis dan Karakteristik

Partike/ Nano Fe304 yang Berasal Dari Pasir Besi dan Fe304 Bahan Komersial

(Aldrich), Laporan Tugas Akhir Jurusan

Fisika, Institut Teknologi Sepuluh

Nopember Surabaya.

[14] Trisa, S.P., (2011}, Pengaruh Temperatur

Sintering Terhadap Ukuran Nanopartilcel fe304 menggunalcan template peg-4000,