• Tidak ada hasil yang ditemukan

Sintesis Nanorod Ba(Nd)xFe12O19 Menggunakan Templat Dari Pati Tapioka Chapter III V

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2017

Membagikan "Sintesis Nanorod Ba(Nd)xFe12O19 Menggunakan Templat Dari Pati Tapioka Chapter III V"

Copied!
52
0
0

Teks penuh

(1)

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Lokasi Penelitian

Penelitian disertasi Doktor ini dilaksanakan di Laboratorium Advanced Materials Processing Prodi Teknik Fisika Fakultas Teknik Industri Institut Teknologi Bandung dibawah bimbingan Prof. Dr. Ir. Bambang Sunendar P., M.Eng.

3.2 Bahan dan Peralatan

3.2.1 Bahan

Bahan yang akan digunakan pada penelitian ini terdiri dari bahan polimer, bahan kimia dan air yaitu :

1. Bahan polimer : Kitosan berat molekul rendah (berasal dari kulit udang). 2. Bahan kimia : Ba(No3)2 ; Fe(No3)3.9H2O ; NdCl3.6H2Odan CH3COOH

3. Air : Air Demineralisasi (Aqua DM).

Bahan-bahan tersebut di atas lebih rinci dapat dililat pada Tabel 3.1 berikut.

Tabel 3.1 Bahan yang Digunakan Pada Penelitian

(2)

3.2.2 Peralatan

Peralatan yang akan digunakan pada penelitian ini terdiri dari :

1. Peralatan penelitian : Gelas ukur, Beaker gelass (beberapa ukuran), pipet, Magnetic Stirrer, Stirrer, Timbangan digital, pot zalep, Termometer, Homogenezer, oven, furnace, spatula, mortar.

2. Peralatan karakterisasi : X-Ray Diffractometer (XRD), Scanning Electron Microscope (SEM) dan Vibration Sample Magnetometer (VSM).

3. Peralatan simulasi : 1 (satu) unit mini komputer HPC (opteron) 32 core berbasis operasi Linux dan perangkat lunak Quantum Espresso.

3.3 Prosedur Penelitian

Prosedur pada penelitian ini terdiri dari 4 (empat) tahap yaitu : preparasi, sintesis, karakterisasi dan simulasi. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada diagram alir yang disajikan pada Gambar 3.1.

3.3.1 Preparasi Larutan Kitosan.

Larutan kitosan yang digunakan pada penelitian ini adalah larutan kitosan 1% weight/ volume (w/v), jenis kitosan adalah low moluculer (berasal dari kulit udang). Kitosan tersebut berfungsi sebagai dispersant. Terlebih dahulu dibuat larutan asam asetat 2% voleme/ volume (v/v) dengan cara mencampurkan asam asetat sebanyak 2 ml kedalam 98 ml air demineraisasi sebagai pelarut sambil diaduk hingga merata. Kemudian 1g kitosan dilarutkan kedalam larutan asam asetat 2% v/v tersebut menggunakan Stirrer selama 24 jam agar semua kitosan benar-benar telah larut sehingga terbentuklah larutan kitosan 1% w/v. Diagram alir preparasi larutan kitosan dapat dilihat pada Gambar 3.2.

3.3.2 Preparasi Larutan Tapioka.

(3)

Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian

(4)

hingga merata menggunakan Hotplate Stirrer pada temperatur (70 – 80) 0C agar amilosa dapat terlepas dari kandungan pati tapioka. Amilosa tersebut berfungsi sebagai templat. Diagram alir preparasi larutan tapioka dapat dilihat pada Gambar 3.3 berikut.

Gambar 3.3 Diagram Alir Preparasi Larutan Tapioka 0,5 % w/v

3.3.3 Sintesis Ba(Nd)xFe12O19

Proses sintesis Ba(Nd)xFe12O19 adalah proses pembuatan Ba(Nd)xFe12O19

menggunakan metode sol-gel yang meliputi : pembuatan larutan prekursor, homogenisasi larutan prekursor dan pengeringan larutan prekursor, pembuatan serbuk dan kalsinasi. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada diagram alir yang disajikan pada Gambar 3.4.

3.3.3.1 Pembuatan Larutan Prekursor

Prekursor yang digunakan adalah : Ba(No3)2 ; Fe(No3)3.9H2Odan

NdCl3.6H2O dengan perbandigan 1 : 12 : x, x sebagai doping dengan variasi = (0;

0,5 ; 1,0 dan 1,5) % mol, perbandingan tersebut menggunakan stiokometri perbandigan mol. Proses pembuatan larutan prekursor adalah sebagai berikut : menyiapkan air demineralisasi didalam beaker glass. Beaker glass tersebut diletakkan di atas stirrer sambil diaduk, kemudian kedalam air demineralisasi ditambahkan prekursor Fe(No3)3.9H2O dan diaduk selama 10 menit selanjutnya

kedalam larutan Fe(No3)3.9H2O ditambahkan prekursor Ba(No3)2 larutan tetap di

(5)

Gambar 3.4 Diagram Alir Sintesis Ba(Nd)xFe12O19

Sambil larutan prekursor diaduk, kedalam larutan tersebut ditambahkan larutan kitosan (1% w/v) sebanyak 10 % v/v sebagai dispersant dan terus diaduk selama 15 menit hal ini untuk memastikan larutan kitosan tersebut benar-benar larut dalam larutan prekursor. Pembuatan larutan prekursor di atas diulangi dengan tambahan variasi prekursor NdCl3.6H2O (0,5 ; 1,0 dan 1,5) % mol, dan variasi

larutan tapioka (5, 10 dan 15) % v/v, untuk larutan perkursor yang pertama dibuat tanpa larutan kitosan dan larutan tapioka hanya untuk membandingkan ukuran morfologi antara dengan larutan kitosan (sebagai dispersant) dengan tanpa larutan kitosan sehingga semua menjadi 17 macam larutan prekursor dan diberi label seperti pada Tabel 3.2. Penambahan variasi NdCl3.6H2O dilakukan setelah

penambahan Ba(No3)2 sambil diaduk selama 10 menit, penambahan larutan

tapioka (0,5 % w/v) pada larutan prekursor dilakukan setelah penambahan larutan kitosan 1% w/v dan larutan tersebut harus tetap diaduk selama 30 menit hal ini untuk memastikan NdCl3.6H2O dan larutan tapioka tersebut benar-benar sudah

(6)

Tabel 3.2 Larutan Prekursor

Gambar 3.5 Warna Larutan Prekursor

Keterangan :

(a) air demineralisasi, (b) setelah penambahan Fe(No3)3.9H2O, (c) setelah

penambahan Ba(No3)2, (d) setelah penambahan NdCl3.6H2O, (e) setelah

penambahan larutan kitosan 1% w/v dan (f) setelah penambahan larutan tapioka. Diagram pembutan larutan prekursor tersebut dapat dilihat pada Gambar 3.6.

b c

(7)

Gambar 3.6 Diagram Alir Pembuatan Larutan Prekursor

Untuk membuat larutan Prekursor menggunakan perhitungan sebagai berikut. Menghitung massa Prekursor

Unsur yang diharapkan Ba(Nd)xFe12O19

Perbandingan rasio molar

Ba : Nd : Fe = 1 : x : 12 = 0,5 : x : 6 = 0,05 : x : 0,6 = 0,005 : x : 0,06 x = 0 % = 0 % x rasio molar Ba

(8)

Misalkan diambil rasio molar Ba = 0,005, maka untuk mendapatkan 1: 12 rasio molar Fe = 0,06.

rasio molar Nd ( 0 %) = 0 % x 0,005 = 0

rasio molar Nd (0,5 %) = 0,5 % x 0,005 = 0,000025 rasio molar Nd (1,0 %) = 1,0 % x 0,005 = 0,00005 Rasio molar Nd (1,5 %) = 1,5 % x 0,005 = 0,000075

Prekursor yang digunakan :

a. Ba(NO3)2 Mr = 261,34 g/mol.

b. Fe(NO3)3.9H2O Mr = 403,95 g/mol

c. NdCl3.6H2O Mr = 358,69 g/mol

Massa pekursor = Mr (prekursor) x rasio molar (prekursor) x (volume air (ml)/ 1000).

misalkan volume pelarut (aqua DM) 500 ml, maka :

massa Ba(NO3)2 = 261,34 x 0,005 x (500/1000) = 0,06534 g

massa Fe(NO3)3.9H2O = 403,95 x 0,06 x (500/1000) = 1,21185 g

massa Nd (0 %) = 358,69 x 0 x (500/1000) = 0,00000 g massa Nd (0,5 %) = 358,69 x 0,000025 x (500/1000) = 0,00448 g massa Nd (1,0 %) = 358,69 x 0,00005 x (500/1000) = 0,00897 g massa Nd (1,5 %) = 358,69 x 0,000075 x (500/1000) = 0,01345 g

3.3.3.2 Homegenisasi Larutan Prekursor

(9)

Gambar 3.7 Ultra Turax Homogeneizer yang Digunakan

3.3.3.3 Pengeringan Larutan Prekursor

Setelah larutan diperkirakan telah homogen, larutan tersebut dikeringkan menggunakan oven bertemperatur 1000C selama 48 jam yakni proses kondensasi yang akhirnya untuk mendapatkan endapan kering yang disebut dengan istilah xerogel. Foto endapan kering tersebut dapat dilihat pada Gambar 3.8.

Gambar 3.8 Larutan Prekursor dalam Oven (kondensasi) dan Endapan Kering (Xerogel).

3.3.3.4 Pembuatan Serbuk

(10)

tersebut menggunakan mortar sehalus mungkin. Serbuk yang terbentuk masih merupakan BaO, Fe2O3 dan Nd. Gambar mortar untuk membuat xerogel menjadi

serbuk halus pada Gambar 3.9

Gambar 3.9 Mortar Tempat Pembuatan Serbuk dari Xerogel

3.3.3.5 Kalsinasi

Kalsinasi menggunakan Furnace di Laboratorium Advanced Materials Processing Program Studi Teknik Fisika Fakultas Teknik Industri Institut Teknologi Bandung. Kalsinasi dilakukan untuk mendapatkan kristal Ba(Nd)xFe12O19 dengan cara serbuk BaO, Fe2O3, Nd tersebut dikalsinasi didalam furnace pada temperatur 10000C hal ini berdasarkan diagram fasa pembentukan kristal BaFe12O19 dan di tahan selama dua jam, hasil penelitian sebelumnya yang

relevan (terlampir pada Lampiran B). Foto furnace tersebut dapat dilihat pada Gambar 3.10 dibawah ini.

Gambar 3.10 Furnace yang Digunakan

(11)

3.3.4 Metode Karakterisasi

Serbuk Ba(Nd)xFe12O19 dengan variasi x = (0 ; 0,5 ; 1,0 dan 1,5) % mol hasil

sintesis selanjutnya dikarakterisasi menggunakan :

1. XRD, untuk mengetahui fasa-fasa yang terbentuk pada Ba(Nd)xFe12O19;

2. SEM-EDS, SEM untuk mengamati mikrostruktur permukaan Ba(Nd)xFe12O19 dan EDS untuk mengetahui komposisi unsur yang

terkandung pada Ba(Nd)xFe12O19; dan

3. VSM, untuk mengetahui sifat magnet yang dimiliki oleh Ba(Nd)xFe12O19.

3.3.4.1 X-Ray Diffractometer (XRD)

Karakterisasi menggunakan perangkat XRDdi Laboratorium Pengujian dan Karakterisasi Metalurgi, Program Studi Teknik Pertambangan, Fakultas Teknik Pertambangan dan Perminyakan, Institut Teknologi Bandung. Merk Philips Analytical X-Ray B.V. dengan diffractometer type: PW1835 tujuan untuk mengetahui fas-fasa atau senyawa-senyawa yang ada pada pada sampel serbuk hasil sintesis. Output yang dihasilkan berupa pola difraksi sinar-x pada rentang

sudut βθ sebesar 10 - 900 yang mengidentifikasi fasa/senyawa yang terkandung

pada sampel. Dengan melakukan karakerisasi menggunakan XRD dapat dipastikan material terbentuk apakah Ba(Nd)xFe12O19 atau tidak. Perangkat XRD

tersebut dapat dilihat pada Gambar 3.11 di bawah ini.

Gambar 3.11 Perangkat XRD yang Digunakan

(12)

3.3.4.2 Scanning Electron Microscope (SEM) dan Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS).

Karakterisasi SEM dan EDS menggunakan perangkat SEM-EDS di Laboratorium Scanning Electron Microscope, Program Studi Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Teknologi Bandung. Merk JEOL-JSM-6510LV dengan acceleration voltage 0,5 – 30 kV. Karakterisasi menggunakan SEM dan EDS bertujuan untuk melihat morfologi (bentuk/ukuran) dan mengetahui komposisi unsur yang terkandung pada sampel. Output yang dihasilkan berupa foto morfologi sampel dengan pembesaran 20.000 dan 40.000 kali serta komposisi unsur yang terdapat pada sampel. Perangkat SEM-EDS teesebut dapat dilihat pada Gambar 3.12. Karakterisasi mengunakan SEM bertujuan untuk melihat morfologi bentuk dan ukuran morfologi pada sampel (Ba(Nd)xFe12O19), dan dapat diketahui apakah morfologi tersebut sudah sesuai

dengan yang diinginkan baik bentuk maupun ukurannya biasanya yang diinginkan adalah ukuran nanometer.

Gambar 3.12 Perangkat SEM-EDS yang Digunakan

(Program Studi Fisika FMIPA -ITB)

3.3.4.3 Vibrating Sample Magnetometer (VSM)

(13)

: VSM1.2H. Karakterisasi menggunakan VSM bertujuan unutk mengetahui sifat magnet yang terdapat pada (Ba(Nd)xFe12O19) berupa saturasi dalam satuan emu/g,

remanensi dalam satuan emu/g dan koersivitasnya dalam satuan Tesla. Output yang dihasilkan berupa kurva histerisis. Pada proses karakterisasi ini sampel diberi gaya magnet dari luar sebesar 1 sampai dengan 1,5 Tesla. Perangkat VSM teesebut dapat dilihat pada Gambar 3.13 di bawah ini.

Gambar 3.13 Perangkat VSM yang Digunakan

(Laboratorium Magnetik-BZM Pusat Sains dan Teknologi Bahan Maju (PSTBM) – BATAN Gedung 43 Kawasan Puspitek Serpong)

3.3.5 Simulasi.

Pembuatan simulasi struktur molekul Ba(Nd)xFe12O19 dan nilai magnetiknya

menggunakan mini komputer HPC (opteron) 32 core di Laboratorium Computational Materials Design Program Studi Teknik Fisika Fakultas Teknik Industri Institut Teknologi Bandung dengan cara menghitung kerapatan elektron guna memperkirakan sifat magnetnya menerapkan teori kerapatan fungsional Density Functional Theory (DFT) dan Pseudopotentials sebagai data base atom yakni Perdew-Burke-Ernzerhof (PBE) dengan mengimplementasikan persamaan Kohn-Sham. Output yang dihasilkan berupa gambar struktur kristal dan sifat mangnet Ba(Nd)xFe12O19. menggunakan perangkat lunak Quantum Espresso

berbasis Linux.

Referensi atom yang digunakan (Pseudo) :

(14)

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Serbuk Ba(Nd)xFe12O19

Serbuk Ba(Nd)xFe12O19 merupakan serbuk hasil sintesis telah proses

kalsinasi pada temperatur 10000C selama dua jam. Variabel x adalah perbandingan mol secara stiokometri yakni : 0 ; 0,5 ; 1,0 dan 1,5 % mol dengan masing-masing perbedaan penggunaan variasi persent larutan tapioka 0,5 % (w/v) sebgai templat yakni : 0 ; 5 ; 10 dan 15 % (v/v). Serbuk hasil sistesis keseluruhannya berjumlah 17 jenis seperti yang tertulis pada Tabel 4.1 dibawah ini.

Tabel 4.1 Jenis Serbuk Hasil Sintesis

.

No Jenis Serbuk Larutan Tapioka

% (v/v)

hasil sistesis Ba(Nd)xFe12O19 berwarna hitam kecoklatan bercampur agak ungu hal

(15)

Foto serbuk tersebut dapat dilihat pada Gambar 4.1 di bawah ini.

Gambar 4.1 Foto Serbuk Ba(Nd)xFe12O19 (a) Sebelum Dikalsinasi (b) Setelah

Dikalsinasi 1000 0C dan Ditahan Selama Dua Jam.

4.2 Hasil X-Ray Diffractometer (XRD)

Untuk membuktikan secara ilmiah bahwa serbuk yang dihasilkan tersebut adalah Ba(Nd)xFe12O19 maka dilakukan metode karakterisasi. menggunakan XRD.

Objek yang dikarakerisasi adalah sampel dari serbuk Ba(Nd)xFe12O19. Pola

difraksi sinar-x sampel BaFe12O19 dapat dilihat pada Gambar: 4.2 ;

Gambar 4.2 Pola Difraksi Sinar-X Sampel BaFe12O19

(16)

Pola difraksi sinar-x sampel BaFe12O19 di atas menunjukkan dominan fasa

barium heksaferit yang terkandung pada serbuk hasil kalsinasi. Fasa barium heksaferit ditandai oleh puncak-puncak intensitas yang berada pada sudut-sudut (2) sebagai berikut : 30,24 ; 32,11 ; 34,06 ; 37,02 ; 40,19 ; 42,33 ; 55,13 ; 56,52 ; 63,08 hal ini sesuai dengan kartu Powder Diffraction File (PDF) No. 43-0002. Selain itu terdapat pula fasa Hematite yang ditandai oleh puncak-puncak intensitas yang berada pada sudut-sudut (2) sebagai berikut : 24,01 ; 33,11 ; 35,57 ; 49,51 dan 54,16 hal ini sesuai dengan kartu PDFNo. 33-0664.

Dengan bantuan perangkat lunak Xpowder berdasarkan puncak-puncak intensitas dari pola difraksi di atas dapat ditentukan kristal barium heksaferit : bentuk struktur kristal heksagonal, ukuran rata-rata kristal = 32,41 nm, = 1,5406 Å; a = 5,892Å, b = 5,892 Å, c = 23,183 Å, α = 900, = 900,  = 1200, kandungan BaFe12O19 dalam sampel = 83,9 %, nilai hkl dapat dilihat pada Tabel 4.2. Hematite : bentuk struktur kristal trigonal, ukuran rata-rata kristal = 27,56 nm, = 1.5406 Å; a = 5,0356 Å, b = 5,0356 Å, c = 13,7489 Å, α = 900, = 900,  = 1200 dan kandungan hematite = 16,1 %. Timbulnya fasa hematite ini disebabkan oleh larutan prekursor kurang homogen.

Tabel 4.2 Data Pola Difraksi Sinar-X Sampel BaFe12O19

(17)

Pola difraksi sinar-x sampel Ba(Nd)0,005Fe12O19 dapat dilihat pada Gambar: 4.3.

Gambar 4.3 Pola Difraksi Sinar-X Sampel Ba(Nd)0,005Fe12O19

Dari pola difraksi sinar-x di atas fasa yang terbentuk murni BaFe12O19

ditandai oleh puncak-puncak intensitas yang berada pada sudut-sudut (2) sebagai berikut : 19,04 ; 23,10 ; 30,39 ; 32,25 ; 34,20 ; 35,25 ; 37,20 ; 40,42 ; 42,42 ; 50,32 ; 55,18 ; 56,60 ; 63,08 hal ini sesuai dengan kartu PDF No. 43-0002. Puncak kristal Nd tidak terbentuk, hal ini disebabkan komposisi Nd sangat sedikit hanya 0,5 %. Dengan bantuan perangkat lunak XPowder berdasarkan puncak-puncak intensitas dari pola difraksi di atas dapat ditentukan.

Tabel 4.3 Data Pola Difraksi Sinar-X Sampel Ba(Nd)0,005Fe12O19

(18)

kristal barium heksaferit : bentuk struktur kristal heksagonal, ukuran rata-rata kristal = 21,44 nm, = 1,5406 Å; a = 5,89β Å, b = 5,89β Å, c = βγ,18γ Å, α = 900, = 900,  = 1200 dan Nilai hkl dapat dilihat pada Tabel 4.3.

Pola difraksi sinar-x sampel Ba(Nd)0,010Fe12O19 dapat dilihat pada Gambar

4.4.

Gambar 4.4 Pola Difraksi Sinar-X Sampel Ba(Nd)0,010Fe12O19

Tabel 4.4 Data Pola Difraksi Sinar-X Sampel Ba(Nd)0,010Fe12O19

No. Sudut

(19)

18,79 ; 23,10 ; 30,28 ; 31,26 ; 32,16 ; 34,09 ; 35,12 ; 37,05 ; 40,27 ; 42,36 ; 50,32 ; 53,80 ; 55,01 ; 56,32 ; 63,00 hal ini sesuai dengan kartu PDF No. 43-0002. Puncak kristal Nd tidak terbentuk, hal ini disebabkan komposisi Nd sangat sedikit hanya 1 %. Dengan bantuan perangkat lunak XPowder berdasarkan puncak-puncak intensitas dari pola difraksi di atas dapat ditentukan kristal barium heksaferit : bentuk struktur kristal heksagonal, ukuran rata-rata kristal = 27,94 nm,

= 1,5406 Å; a = 5,89β Å, b = 5,89β Å, c = βγ,18γ Å, α = 900, = 900,  = 1200

dan nilai hkl dapat dilihat pada Tabel 4.4.

Pola difraksi sinar-x sampel Ba(Nd)0,015Fe12O19 dapat dilihat pada

Gambar: 4.5.

Gambar 4.5 Pola Difraksi Sinar-X Sampel Ba(Nd)0,015Fe12O19

Dari pola difraksi sinar-x di atas fasa yang terbentuk murni BaFe12O19 ditandai

oleh puncak-puncak intensitas yang berada pada sudut-sudut (2) sebagai berikut : 18,19 ; 23,13 ; 30,84 ; 32,60 ; 34,46 ; 35,37 ; 37,29 ; 40,62 ; 42,73 ; 50,47 ; 55,33 ; 56,68 ; 63,23 hal ini sesuai dengan kartu PDF No. 07-0276. Puncak kristal Nd tidak terbentuk, hal ini disebabkan komposisi Nd sangat sedikit hanya 1,5 %. Dengan bantuan perangkat lunak XPowder berdasarkan puncak-puncak intensitas dari pola difraksi di atas dapat ditentukan kristal barium heksaferit : bentuk struktur kristal heksagonal, ukuran rata-rata kristal = 18,62 nm, = 1,7885 Å; a =

5,876 Å, b = 5,876 Å, c = βγ,17 Å, α = 900,

(20)

Tabel 4.5 Data Pola Difraksi Sinar-X Sampel Ba(Nd)0,015Fe12O19

No. Sudut

(0) h k l

d-spacing Fasa

1 18,19 1 0 1 4,8744 Barium Heksaferit 2 23,13 0 0 6 3,8431 Barium Heksaferit 3 30,84 1 1 0 2,8975 Barium Heksaferit 4 32,60 1 0 7 2,7445 Barium Heksaferit 5 34,46 1 1 4 2,6006 Barium Heksaferit 6 35,37 2 0 0 2,5360 Barium Heksaferit 7 37,29 2 0 3 2,4097 Barium Heksaferit 8 40,62 2 0 5 2,2195 Barium Heksaferit 9 42,73 2 0 6 2,1144 Barium Heksaferit 10 50,47 2 0 9 1,8069 Barium Heksaferit 11 55,33 2 1 7 1,6592 Barium Heksaferit 12 56,68 2 0 11 1,6228 Barium Heksaferit 13 63,23 2 2 0 1,4698 Barium Heksaferit

4.3 Hasil SEM dan EDS

Hasil SEM merupakan foto morfologi sampel serbuk Ba(Nd)xFe12O19

dengan pembesaran 40.000 x. Foto morfologi sampel BaFe12O19 dapat dilihat

pada Gambar : 4.6, 4.7, 4.8, 4.9 dan 4.10.

Gambar 4.6 Foto Morfologi Sampel BaFe12O19 (Tanpa Larutan Kitosan dan

Larutan Tapioka)

Foto di atas jelas terlihat sampel BaFe12O19 tanpa larutan kitosan dan larutan

(21)

morfologi sampel BaFe12O19 dengan larutan kitosan (Gambar : 4.7 sampai dengan

4.10) hal ini menandakan kitosan yang digunakan berperan sebagai dispersant.

Gambar 4.7 Foto Morfologi Sampel BaFe12O19 (Tanpa Larutan Tapioka).

Gambar 4.8 Foto Morfologi Sampel BaFe12O19 (5% v/v Larutan Tapioka)

Berdasarkan Gambar 4.7 sampel BaFe12O19 (tanpalarutan tapioka) bermorfologi

heksagonal dan bulat, tidak terdapat nanorod, tebal : 57,1–157,1 nm, panjang : 142,9–600 nm. Gambar 4.8 sampel BaFe12O19 (5% v/v larutan tapioka)

bermorfologi heksagonal, bulat dan ada mengarah ke nanorod, ukuran morfologi tebal : 109,4–775 nm panjang : 500–625 nm, ukuran morfologi yang mengarah ke nanorod tebal/diameter : 109.4 nm, pajang : 515,6 nm. Ukuran morfologi sampel BaFe12O19 (tanpa larutan tapioka) terlihat lebih kecil dari sampel BaFe12O19 (5%

.

Ba(Nd)

0

Fe

12

O

19

(22)

v/v larutan tapioka) hal ini menunjukkan morfologi sampel BaFe12O19 (tanpa

larutan tapioka) belum ada pembentukan morfologi rod.

Gambar 4.9 Foto Morfologi Sampel BaFe12O19 (10 % v/v Larutan Tapioka)

Gambar 4.10 Foto Morfologi Sampel BaFe12O19 (15 % v/v Larutan Tapioka)

Berdasarkan Gambar 4.9 morfologi sampel BaFe12O19 (10 % v/v larutan

(23)

berbentuk heksagonal dan ada yang mengarah ke nanorod ukuran morfologi tersebut tebal : 62,5–140,6 nm panjang 406–1250 nm, ukuran morfologi mengarah ke nanorod tebal/diameter 151,5 nm panjang 878,8 nm. Berdasarkan gambar di atas morfologi sampel BaFe12O19 (15% v/v larutan tapioka) cenderung

lebih besar dari morfologi sampel BaFe12O19 (10% v/v larutan tapioka) dan semua

cenderung berbentuk heksagonal hal ini disebkan oleh jumlah larutan tapioka yang dipakai lebih banyak, namun walaupun demikian terdapat morfologi yang tebalnya lebih kecil yakni 62,5 nm.

Foto morfologi sampel Ba(Nd)0,005Fe12O19 dapat dilihat pada Gambar :

4.11, 4.12, 4.13 dan 4.14 berikut.

Gambar 4.11 Foto Morfologi Sampel Ba(Nd)0,005Fe12O19 (Tanpa Larutan

Tapioka)

Berdasarkan Gambar : 4.11 sampel Ba(Nd)0,005Fe12O19 (tanpa larutan tapioka)

(24)

Gambar 4.12 Foto Morfologi Sampel Ba(Nd)0,005Fe12O19 (5% v/v Larutan

Tapioka)

Gambar 4.13 Foto Morfologi Sampel Ba(Nd)0,005Fe12O19 (10 % v/v Larutan

Tapioka)

Sedangkan pada Gambar : 4.12, 4.13 dan 4.14 sampel Ba(Nd)0,005Fe12O19 (5, 10

(25)

Gambar 4.14 Foto Morfologi Sampel Ba(Nd)0,005Fe12O19 (15% v/v Larutan

Tapioka)

Foto morfologi sampel Ba(Nd)0,010Fe12O19 dapat dilihat pada Gambar : 4.15, 4.16,

4.17 dan 4.18 berikut.

Gambar 4.15 Foto Morfologi Sampel Ba(Nd)0,010Fe12O19 (Tanpa Larutan

Tapioka)

Berdasarkan Gambar : 4.15 sampel Ba(Nd)0,010Fe12O19 (tanpa larutan tapioka)

(26)

Gambar 4.16 Foto Morfologi Sampel Ba(Nd)0,010Fe12O19 (5% v/v Larutan

Tapioka)

Gambar 4.17 Foto Morfologi Sampel Ba(Nd)0,010Fe12O19 (10% v/v Larutan

Tapioka)

Sedangkan pada Gambar : 4.16, 4.17 dan 4.18 sampel Ba(Nd)0,010Fe12O19

(27)

Gambar 4.18 Foto Morfologi Sampel Ba(Nd)0,010Fe12O19 (15% v/v Larutan

Tapioka)

Foto morfologi dari sampel Ba(Nd)0,015Fe12O19 dapat dilihat pada Gambar :

4.19, 4.20, 4.21 dan 4.22 berikut.

Gambar 4.19 Foto Morfologi Sampel Ba(Nd)0,015Fe12O19 (Tanpa Larutan

Tapioka)

Berdasarkan Gambar 4.19 sampel Ba(Nd)0,015Fe12O19 (tanpa larutan tapioka)

(28)

sampel Ba(Nd)0,015Fe12O19 (5, 10, 15 % v/v larutan tapioka) bermorfologi

heksadesimal, bulat dan nanorod dengan ukuran yang bervariasi.

Gambar 4.20 Foto Morfologi Sampel Ba(Nd)0,015Fe12O19 (5% v/v Larutan

Tapioka)

Gambar 4.21 Foto Morfologi Sampel Ba(Nd)0,015Fe12O19 (10% v/v Larutan

Tapioka)

Data morfologi (bentuk dan ukuran) sampel Ba(Nd)xFe12O19 dengan variasi x (0 ;

(29)

Gambar 4.22 Foto Morfologi Sampel Ba(Nd)0,015Fe12O19 (15% v/v Larutan

Tapioka)

Tabel 4.6 Morfologi Sampel Ba(Nd)xFe12O19

No Sampel PLP BM T/D (nm) P (nm)

PLP : Pemakaian Larutan tapioka dalam satuan % v/v.

BM : Bentuk Morfologi, h = heksagonal, b = bulat, nr = nanorod. T/D : Tebal/Diameter morfologi dalam satuan nm.

P : Panjang morfologi dalam satuan nm

(30)

Berdasarkan hasil SEM baik Gambar maupun Tabel diatas secara garis besar menunjukkan bahwa morfologi yang terbentuk sebahagian besar adalah heksagonal ini sesuai dengan kristal dasarnya adalah barium heksaferit, tetapi dengan penambahan larutan tapioka terdapat morfologi nanorod yakni ukuran diameter atau tebalnya di bawah 100 nm, hal ini menandakan amilosa pada larutan tapioka dapat membentuk sebagian nano partikel sampel Ba(Nd)xFe12O19 dari

heksagonal menjadi rod dengan demikian amilosa berfungsi sebagai templat rod (batang). Jumlah nanorod masih sedikit hal ini disebabkan karena jumlah amilosa lebih sedikit jika dibandingkan dengan jumlah amilopektin yang ada pada pati tapioka.

Untuk semakin menegaskan bahwa sampel tersebut adalah Ba(Nd)xFe12O19

terutama untuk memastikan adanya atom Nd maka dilakukan metode karakterisasi lainnya yaitu Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS). Metode ini bertujuan untuk mengetahui jumlah atom yang terkandung pada sampel hasil kalsinasi dalam satuan persen. Hasil EDS sampel BaFe12O19 dapat dilihat pada Gambar :

4.23 berikut.

Gambar 4.23 Hasil EDS Sampel BaFe12O19

Komposisi jumlah atom yang terkandung dalam sampel BaFe12O19 dalam satuan

% dapat dilihat pada Tabel 4.7 berikut.

keV

(31)

Tabel 4.7 Persentase Komposisi Atom Sampel BaFe12O19 formula yakni BaFe12O19.

Hasil EDS sampel Ba(Nd)0,005Fe12O19 dapat dilihat pada Gambar : 4.24

berikut.

Gambar 4.24 Hasil EDSSampel Ba(Nd)0,005Fe12O19

Komposisi jumlah atom yang terkandung dalam sampel Ba(Nd)0,005Fe12O19 dalam

satuan % dapat dilihat pada Tabel 4.8 berikut.

Tabel 4.8 Persentase Komposisi Atom Sampel Ba(Nd)0,005Fe12O19

No Unsur Jumlah Atom (%)

(32)

Berdasarkan Gambar 2.24 dan Tabel 4.8 jelas terlihat bahwa sampel Ba(Nd)0,005Fe12O19 mengandung atom Nd sejumlah 0,11 % dan dominan berisi

atom Oksigen sesuai dengan formula yakni Ba(Nd)0,005Fe12O19.

Hasil EDS sampel Ba(Nd)0,010Fe12O19 dapat dilihat pada Gambar : 4.25

berikut.

Gambar 4.25 Hasil EDSSampel Ba(Nd)0,010Fe12O19

Komposisi jumlah atom yang terkandung dalam sampel Ba(Nd)0,01Fe12O19 dalam

satuan % dapat dilihat pada Tabel 4.9.

Tabel 4.9 Persentase Komposisi Atom Sampel Ba(Nd)0,010Fe12O19

No Unsur Jumlah Atom (%)

atom Oksigen sesuai dengan formula yakni Ba(Nd)0,01Fe12O19.

Hasil EDS sampel Ba(Nd)0,015Fe12O19 dapat dilihat pada Gambar : 4.26

berikut.

keV

(33)

Gambar 4.26 Hasil EDS Sampel Ba(Nd)0,015Fe12O19

Komposisi jumlah atom yang terkandung dalam sampel Ba(Nd)0,015Fe12O19 dalam

satuan % dapat dilihat pada Tabel 4.10 berikut.

Tabel 4.10 Persentase Komposisi Atom Sampel Ba(Nd)0,015Fe12O19

No Unsur Jumlah Atom (%) Ba(Nd)0,015Fe12O19 mengandung atom Nd 0,3 % dan dominan berisi atom Oksigen

sesuai dengan formula yakni Ba(Nd)0,015Fe12O19. Hasil pengamatan terhadap

daerah yang ditandai pada (inzet) menunjukkan bahwa persentase massa dari unsur Ba, Fe, O dan Nd yang terkandung pada sampel hasil kalsinasi dan kenaikan jumlah atom Nd yakni : 0 ; 0,11 ; 0,22 dan 0,3 %, hal ini semakin menegaskan bahwa sampel hasil kalsinasi adalah Ba(Nd)xFe12O19.

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00

(34)

4.4 Hasil VSM

Sifat magnet Ba(Nd)xFe12O19 ditentukan berdasarkan kurva hiteresis sampel

Ba(Nd)xFe12O19 hasil karakterisasi VSM. Kurva histeresis tersebut dapat dilihat

pada Gambar 4.27 sampai dengan Gambar 4.36. Sifat magnet BaFe12O19

berdasarkan kurva histeresis sampel BaFe12O19 . Kurva histeresis tersebut dapat

dilihat pada Gambar: 4.27, 4.28, 4.29 dan 4.30 berikut :

Gambar 4.27 Kurva Histerisis Sampel BaFe12O19 (Tanpa Larutan Tapioka)

Gambar 4.28 Kurva Histerisis Sampel BaFe12O19 (5% v/v Larutan Tapioka)

Magnetisasi BaFe12O19

M

ome

n

Ma

gn

et,

M (

emu/g)

M

ome

n Magne

t, M (em

u/g)

Koersivitas (Tesla)

Koersivitas (Tesla)

(35)

Gambar 4.29 Kurva Histerisis Sampel BaFe12O19 (10% v/v Larutan Tapioka)

Gambar 4.30 Kurva Histerisis Sampel BaFe12O19 (15% v/v Larutan Tapioka)

Berdasarkan Gambar di atas sifat magnet sampel BaFe12O19 adalah sebagai berikut : momen magnet saturasi (Ms): 47 – 62,2 emu/g, momen magnet remanensi (Mr) : 27 – 37,5 emu/g dan koersivitas (Hc) : 0,2 – 0,32 Tesla. Secara rinci sifat magnet Ba(Nd)0Fe12O19 dapat dilihat pada Tabel 4.11 berikut.

Magnetisasi BaFe12O19

M

ome

n Magne

t, M (em

u/g)

M

ome

n Magne

t, M (em

u/g)

Koersivitas (Tesla) Koersivitas (Tesla)

(36)

Tabel 4.11 Sifat Magnet Sampel BaFe12O19

Secara grafik dapat dilihat pada Gambar: 4.31 dan 4.32 di bawah ini.

Gambar 4.31 Grafik Saturasi dan Remanensi Sampel BaFe12O19 Dengan Variasi

Jumlah Larutan Tapioka.

Jumlah Larutan Tapioka 0,5% (w/v)

Magnetisasi BaFe12O19

Saturasi Remanensi

Jumlah Larutan Tapioka 0,5% (w/v)

(37)

Berdasarkan paparan Gutfleisch (2011) maka sampel BaFe12O19 termasuk jenis hard magnet karena nilai Hc nya > 0,0385 Tesla.

Kurva histeresis sampel Ba(Nd)0,005Fe12O19 dapat dilihat pada Gambar :

4.33, 4.34, 4.35 dan 4.36 berikut :

Gambar 4.33 Kurva Histerisis Sampel Ba(Nd)0,005Fe12O19 (Tanpa Larutan

Tapioka)

Gambar 4.34 Kurva Histerisis Sampel Ba(Nd)0,005Fe12O19 (5% v/v Larutan

Tapioka)

Magnetisasi Ba(Nd)0,005Fe12O19

M

ome

n Magne

t, M (em

u/g)

M

ome

n Magne

t, M (em

u/g)

Magnetisasi Ba(Nd)0,005Fe12O19

(38)

Gambar 4.35 Kurva Histerisis Sampel Ba(Nd)0,005Fe12O19 (10% v/v Larutan

Tapioka)

Gambar 4.36 Kurva Histerisis Sampel Ba(Nd)0,005Fe12O19 (15% v/v Larutan

Tapioka)

Berdasarkan Gambar di atas sifat magnet sampel Ba(Nd)0,005Fe12O19 adalah

sebagai berikut : momen magnet saturasi (Ms): 41,3 – 57,9 emu/g, momen magnet remanensi (Mr) : 23,9–33,9 emu/g dan koersivitas (Hc) : 0,12–0,25 Tesla. Secara rinci sifat magnet Ba(Nd)0Fe12O19 dapat dilihat pada Tabel 4.12 berikut :

Magnetisasi Ba(Nd)0,005Fe12O19

M

ome

n Magne

t, M (em

u/g)

Magnetisasi Ba(Nd)0,005Fe12O19

M

ome

n Magne

t, M (em

u/g)

(39)

Tabel 4.12 Sifat Magnet Sampel Ba(Nd)0,005Fe12O19

Secara grafik dapat dilihat pada Gambar 4.37 dan 4.38 di bawah ini

Gambar 4.37 Grafik Saturasi dan Remanensi Sampel Ba(Nd)0,005Fe12O19

Dengan Variasi Jumlah Larutan Tapioka

Gambar 4.38 Grafik Koersivitas Sampel Ba(Nd)0,005Fe12O19 Dengan Variasi

Jumlah Larutan Tapioka 0,5% (w/v)

Koersivitas Ba(Nd)0,005Fe12O19

Jumlah Larutan Tapioka 0,5% (w/v)

Magnetisasi

Ba(Nd)

0,005

Fe

12

O

19

(40)

Berdasarkan paparan Gutfleisch (2011) maka sampel Ba(Nd)0,005Fe12O19 termasuk

jenis hard magnet karena nilai Hc> 0,0385 Tesla.

Kurva histeresis sampel Ba(Nd)0,010Fe12O19 dapat dilihat pada Gambar :

4.39, 4.40, 4.41 dan 4.42 berikut :

Gambar 4.39 Kurva Histerisis Sampel Ba(Nd)0,010Fe12O19 (Tanpa Larutan

Tapioka)

Gambar 4.40 Kurva Histerisis Sampel Ba(Nd)0,010Fe12O19 (5% v/v Larutan

Tapioka)

Magnetisasi Ba(Nd)0,010Fe12O19

M

ome

n Magne

t, M (em

u/g)

M

ome

n Magne

t, M

(em

u/g)

Magnetisasi Ba(Nd)0,010Fe12O19

(41)

Gambar 4.41 Kurva Histerisis Sampel Ba(Nd)0,010Fe12O19 (10% v/v Larutan

Tapioka)

Gambar 4.42 Kurva Histerisis Sampel Ba(Nd)0,010Fe12O19 (15% v/v Larutan

Tapioka)

Berdasarkan Gambar di atas sifat magnet sampel Ba(Nd)0,005Fe12O19 adalah

sebagai berikut : momen magnet saturasi (Ms): 39,4 – 48,3 emu/g, momen magnet remanensi (Mr) : 21,4–27,4 emu/g dan koersivitas (Hc) : 0,13–0,19 Tesla. Secara rinci sifat magnet Ba(Nd)0Fe12O19 dapat dilihat pada Tabel 4.13 berikut :

M

ome

n Magne

t, M (em

u/g)

Magnetisasi Ba(Nd)0,010Fe12O19

Magnetisasi Ba(Nd)0,010Fe12O19

M

ome

n Magne

t, M (em

u/g)

(42)

Tabel 4.13 Sifat Magnet Sampel Ba(Nd)0,010Fe12O19 pada Gambar 4.43 dan 4.44 di bawah ini

Gambar 4.43 Grafik Saturasi dan Remanensi Ba(Nd)0,010Fe12O19 Dengan Variasi

Jumlah Larutan Tapioka

Gambar 4.44 Grafik Koersivitas Sampel Ba(Nd)0,010Fe12O19 Dengan Variasi

Jumlah Larutan Tapioka.

Jumlah Larutan Tapioka 0,5% (w/v)

Koersivitas Ba(Nd)0,010Fe12O19

Jumlah Larutan Tapioka 0,5% (w/v)

Magnetisasi Ba(Nd)0,010Fe12O19

(43)

Berdasarkan paparan Gutfleisch (2011) maka sampel Ba(Nd)0,010Fe12O19 termasuk

jenis hard magnet karena nilai Hc> 0,0385 Tesla.

Kurva histeresis sampel Ba(Nd)0,015Fe12O19 dapat dilihat pada Gambar :

4.45, 4.46, 4.47 dan 4.48 berikut :

Gambar 4.45 Kurva Histerisis Sampel Ba(Nd)0,015Fe12O19 (Tanpa Larutan

Tapioka)

Gambar 4.46 Kurva Histerisis Sampel Ba(Nd)0,015Fe12O19 (5% v/v Larutan

Tapioka)

Magnetisasi Ba(Nd)0,015Fe12O19

M

ome

n Magne

t, M (em

u/g)

M

ome

n Magne

t, M (em

u/g)

Magnetisasi Ba(Nd)0,015Fe12O19

(44)

Gambar 4.47 Kurva Histerisis Sampel Ba(Nd)0,015Fe12O19 (10% v/v Larutan

Tapioka)

Gambar 4.48 Kurva Histerisis Sampel Ba(Nd)0,015Fe12O19 (15% v/v Larutan

Tapioka)

Berdasarkan Gambar di atas sifat magnet sampel Ba(Nd)0,005Fe12O19 adalah

sebagai berikut : momenmagnet saturasi (Ms): 46,3 – 51,2 emu/g, momen magnet remanensi (Mr) : 27 – 28,8 emu/g dan koersivitas (Hc) : 0,03–0,13 Tesla. Secara rinci sifat magnet Ba(Nd)0Fe12O19 dapat dilihat pada Tabel 4.14 berikut :

Magnetisasi Ba(Nd)0,015Fe12O19

M

ome

n Magne

t, M (em

u/g)

M

ome

n Magne

t, M (em

u/g)

Magnetisasi Ba(Nd)0,015Fe12O19

(45)

Tabel 4.14 Sifat Magnet Sampel Ba(Nd)0,015Fe12O19

Secara grafiknya dapat dilihat pada Gambar : 4.49 dan 4.50 di bawah ini.

Gambar 4.49 Grafik Saturasi dan Remanensi Ba(Nd)0,015Fe12O19 Dengan Variasi

Jumlah Larutan Tapioka.

Jumlah Larutan Tapioka 0,5 % (w/v)

Koersivitas Ba(Nd)0,015Fe12O19

0

Jumlah Larutan Tapioka 0,5% (w/v)

Magnetisasi Ba(Nd)0,015Fe12O19

(46)

Berdasarkan paparan Gutfleisch (2011) maka sampel Ba(Nd)0,015Fe12O19 termasuk

jenis hard magnet karena nilai Hc nya > 0,0385 Tesla.

Berdasarkan hasil VSM di atas secara umum sifat magnet sampel Ba(Nd)xFe12O19 meningkat yang ditandai meningkatnya nilai Ms, Mr dan Hc

sampel tersebut setelah penggunaan larutan tapioka hal menandakan penggunaan larutan tapioka dapat meningkatkan sifat magnet, berdasarkan morfologi yang terbentuk (hasil SEM) terdapat morfologi nanorod di dalam sampel tersebut, berarti amilosa yang berasal dari kandungan pati tapioka dapat berperan sebagai templat rod dengan demikian morfologi nanorod didalam sampel Ba(Nd)xFe12O19

dapat meningkatkan sifat magnet. Hal tersebut menandakan sintesis Ba(Nd)xFe12O19 menggunakan templat dari pati tapioka dapat meningkatkan sifat

magnet, sedangkan penggunaan chemical process (sol-gel) dan bio-process (penggunaan templat alami) akan mengakibatkan low energi dan low cost.

Berdasarkan Tabel rasio Mr/Ms serta nilai Hc pada Tabel : 4.11 s/d 4.14 secara garis besar dapat dilihat sifat magnet terbaik sampel Ba(Nd)xFe12O19

terdapat pada penggunaan larutan tapioka sebanyak 10 % v/v, hal ini berdasarkan rasio Mr/Ms dan Hc yang tinggi. Sampel Ba(Nd)xFe12O19 termasuk jenis hard magnet karena nilai Hc nya > 0,0385 Tesla terutama setelah penggunaan larutan tapioka.

Hasil penelitian ini, sintesis Ba(Nd)xFe12O19dengan x = 0 mol dan

penggunaan larutan tapioka 0,5% w/v sebanyak 10 % v/v menghasilkan partikel barium heksaferit dengan sifat magnet Ms =59,8 emu/g; Mr = 36,4 emu/g dan Hc = 0,32 Tesla. Perbandingan sifat magnet hasil pelitian BaFe12O19

sebelummnya dengan hasil penelitian yang menghasilkan partikel bermorfologi nanorod/ seperti nanorod dapat dilihat pada Tabel 4.15.

(47)

dan Purwasasmita, B.S.(2014). Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Tabel 4.15 berikut.

Tabel 4.15 Perbandingan Sifat Magnet Hasil Pelitian BaFe12O19

Sebelummnya dengan Hasil Penelitian yang Menghasilkan Partikel Bermorfologi Nanorod/ Seperti Nanorod.

No Peneliti Sifat Magnet

Ms (emu/g) Mr (emu/g) Hc (Tesla)

Penelitian sistesis barium heksaferit sebelumnya yang menghasilkan morfologi nanorod umumnya menggunakan templat sintetis (ethylene glycol, ethylene glycol Propylene glycol dan α-FeOOH), penelitian ini dapat menghasilkan morfologi nanorod menggunakan templat dari bahan alam guna mengangkat kandungan lokal yakni pati tapioka.

(48)

Tabel 4.16 Sifat Magnet Sampel Ba(Nd)xFe12O19 (10% v/v Larutan

Tapioka) Berdasarkan Jumlah Atom Nd No Jumlah atom Nd

Tapioka) Berdasarkan Jumlah Atom Nd

Gambar 4.52 Sifat maget (Hc) Ba(Nd)xFe12O19 (10% v/v Larutan Tapioka)

Jumlah doping atom Nd (% mol)

Koersivitas Ba(Nd)xFe12O19

Jumlah doping atom Nd (% mol)

Magnetisasi Ba(Nd)xFe12O19

(49)

Penurunan sifat magnet berdasarkan penambahan atom doping pada BaFe12O19

juga terjadi pada hasil penelitian : Xie et al (2012) mensintesis Ba(La/Nd)xFe12−2xO19 yakni penambahan atom doping (La/Nd) pada BaFe12O19

dan Moitra et al (2014) mensintesis BaAlxFe12-xO19 yakni penambahan atom

doping (Al) pada BaFe12O19. Selain itu sifat magnet juga dipengaruhi oleh banyak

faktor, seperti komposisi kimia, ukuran partikel, derajat kristalinitas, anisotropi magnetik, dan sebagainya. Namun walaupun demikian secara garis besar penggunaan larutan tapioka pada sisntesis Ba(Nd)xFe12O19 dapat meningkatkan

sifat magnet.

4.5 Simulasi

Hasil simulasi struktur molekul Ba(Nd)xFe12O19 merupakan gambar

susunan atom-atom Ba(Nd)xFe12O19 dalam ukuran bulk seperti pada Gambar :

4.53 dan 4.54. Molekul BaFe12O19 dalam ukuran bulk yakni terdiri dari 2 atom Ba,

24 atom Fe dan 38 atom O sehingga rumusnya menjadi Ba2Fe24O38 seperti pada

Gambar 4.53 (a). sesuai dengan paparan Pullar (2012) dan Moitra Amitava et al (2014). Jika molekul Ba2Fe24O38 ditambahkan atom Nd maka molekul tersebut

menjadi Ba2NdFe24O38. Seperti pada Gambar 4.53 (b). Sedangkan gambar struktur

molekul Ba2Nd2Fe24O38, Ba2Nd3Fe24O38, dan Ba2Nd4Fe24O38 dapat dilihat pada

Gambar 4.54.

Gambar 4.53 Struktur Molekul (a) Ba2Fe24O38 (b) Ba2NdFe24O38

(a) (b)

Oksigen Fe

Nd

(50)

Gambar 4.54 Struktur Molekul (a) Ba2Nd2Fe24O38 (b) Ba2Nd3Fe24O38

(c) Ba2Nd4Fe24O38

Melakukan komputasi material untuk menggambarkan struktur BaFe12O19

menjadi menggambarkan dalam bentuk bulk Ba2Fe24O38 untuk menggambarkan

BaNd0,005Fe12O19 timbul kesulitan, tidak mungkin menggambarkan suatu atom

berupa 0,5 % dari atom, menggambarkan suatu atom tersebut harus utuh satu atom. Jika berdasarkan rumus BaNd0,005Fe12O19 agar nilai atom Nd setara 1, maka

atom Nd harus di kalikan dengan 200 demikian juga atom yang lain sehingga BaNd0,005Fe12O19 sebanding dengan Ba200NdFe2400O3800 dan BaNd0,010Fe12O19

sebanding dengan Ba100NdFe1200O1900, sedangkan untuk molekul

BaNd0,015Fe12O19 tidak mungkin dilakukan karena akan menghasilkan jumlah

atom yang pecahan (tidak bulat). Kesulitan timbul akibat keterbatasan kemampuan komputer (mini computer) untuk meghitung kerapatan elektron yang jumlah atomnya dalam range ratusan atau ribuan. Menggunakan komputasi material untuk membuat simulasi BaNdxFe12O19 hanya mampu untuk mengetahui

struktur molekulnya. Untuk menghitung nilai magnet BaFe12O19 degan komputer

menerapkan perhitungan kerapatan elektron membutuhkan waktu 7 hari. Dengan keterbatasan di atas maka hanya dapat diperoleh nilai magnet BaFe12O19 yaitu : total magnetization = 102.69 Bohr mag/cell, absolute magnetization = 102.87 Bohr mag/cell.

Oksigen

Fe

Nd

Ba

(51)

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan maka dapat ditarik beberapa kesimpulan sebagai berikut:

1. Ba(Nd)xFe12O19, x = (0; 0,5; 1 dan 1,5) % mol telah berhasil disintesis

berbasis metode sol-gel menggunakan kitosan 1 % (w/v) sebanyak 10 % (v/v) sebagai dispersant dan dan templat dari pati tapioka 0,5 % (w/v) sebanyak (5 % ; 10 % dan 15 %) v/v. Ba(Nd)xFe12O19 berupa serbuk yang

dikalsinasi pada temperatur 1000 0C dan ditahan selama 2 (dua) jam.

2. Berdasarkan hasil uji karakterisasi (XRD), penggunaan templat dari pati tapioka 0,5% (w/v) sebanyak (5 % ; 10 % dan 15 %) v/v pada sintesis Ba(Nd)xFe12O19 , x = ( 0; 0,5; 1 dan 1,5) % mol berbasis metode sol-gel

menggunakan kitosan sebagai dispersant tidak mempengaruhi struktur kristal yang terbentuk. Struktur kristal yang terbentuk adalah BaFe12O19 hal

ini disebabkan oleh jumlah atom Nd yang masih sangat sedikit sehingga tidak terbaca pada alat XRD yang digunakan.

3. Berdasarkan hasil uji karakterisasi (SEM), penggunaan templat dari pati tapioka 0,5% (w/v) sebanyak (5 % ; 10 % dan 15 %) v/v pada sintesis Ba(Nd)xFe12O19 , x = ( 0; 0,5; 1 dan 1,5) % mol berbasis metode sol-gel

menggunakan kitosan sebagai dispersant mempengaruhi morfologi yang terbentuk pada sampel Ba(Nd)xFe12O19. Tanpa menggunakan templat tidak

terdapat morfologi nanorod, menggunakan templat terdapat morfologi nanorod terutama setelah penambahan atom Nd, morfologi lebih banyak yang berukuran dalam skala nm (< 1m), juga terdapat nanorod berdiameter < 100 nm.

(52)

Ba(Nd)xFe12O19 , x = ( 0; 0,5; 1 dan 1,5) % mol berbasis metode sol-gel

menggunakan kitosan sebagai dispersant mempengaruhi sifat magnet. Sifat magnet Ba(Nd)xFe12O19 meningkatkan setelah penggunaan templat.

5. Rata-rata sifat magnet Ba(Nd)xFe12O19 akan lebih baik jika menggunakan

pati tapioka 0,5% (w/v) sebanyak 10% (v/v) (sebagai templat).

6. Simulasi struktur molekul Ba2NdxFe24O38 (x = 0; 1; 2; 3 dan 4) telah

berhasil dibuat secara komputasi menggunakan perangkat lunak Quantum Espresso menerapkan Density Functional Theory (DFT) dan Pseudopotentials sebagai data base atom yakni Perdew-Burke-Ernzerhof (PBE) dengan mengimplementasikan persamaan Kohn-Sham. Hasil simulasi menunjukkan gambar struktur molekul Ba2Fe24O38, tidak berdeda

jika dibandingkan dengan teori, nilai magnetik Ba2Fe24O38 sebesar102.69

Bohr mag/cell.

7. Dengan menerapkan metode sol-gel dan penggunaan kitosan sebagai dispersant, serta templat dari tapioka pada pembuatan mangnet permanen Ba(Nd)xFe12O19 mengakibatkan proses menjadi hemat energi dan biaya.

5.2 Saran

Saran untuk penelitian selanjutnya :

Perlu dilakukan penelitian : penggunaan polimer alam yang benar-benar full amylose (pembentuk untuk templat nanorod) untuk meningkatkan sifat magnet Ba(Nd)xFe12O19 dan pengaruh sifat magnet oksida logam jika didoping atom

Gambar

Gambar 3.9 Mortar Tempat Pembuatan Serbuk dari Xerogel
Gambar 3.11  Perangkat XRD yang Digunakan (Program Studi Teknik Pertambangan-ITB)
Gambar 3.12  Perangkat SEM-EDS yang Digunakan (Program Studi Fisika FMIPA -ITB)
Gambar 3.13 Perangkat VSM yang Digunakan (Laboratorium Magnetik-BZM Pusat Sains dan Teknologi Bahan Maju (PSTBM) – BATAN Gedung 43 Kawasan Puspitek Serpong)
+7

Referensi

Dokumen terkait

Selain itu usaha perbaikan yang dilakukan pada habitat 2 untuk menekan laju penduduk sebesar 0,04 yang jauh lebih besar bila dibandingkan dengan usaha perbaikan

Pada perancangan Home ini berfungsi untuk menampilkan menu utama dari aplikasi yang terdiri dari tiga button yang berungsi untuk membawa user ke halaman selanjutnya.3.

Metode Elemen Batas (MEB) atau disebut juga Boundary Element Method adalah suatu metode numerik yang digunakan untuk menyelesaikan berbagai macam permasalahan

Hasil penelitian ini memberikan informasi bahwa ada pengaruh yang positif dan signifikan Supervisi Kepala Sekolah, Motivasi Kerja Oleh Kepala Sekolah dan Disiplin Kerja Kepala

Hasil Dari simulasi model sirkulasi arus yang dibangkitkan oleh angin dengan perwakilan 4 musim yang dominan diperoleh bahwa untuk lapisan permukaan pola angin dan pola

Pada kasus ini hubungan langsung pemilik proyek dengan penyedia material tertentu terjadi pada dua konteks, yaitu dalam konteks adanya hubungan langsung pemilik proyek dengan

tumbuhan bawah yang dapat bertahan dengan kondisi tanah beracun, yaitu Cyperus kyllinga, Fimbrystilis miliaceae, Paspalum conjugatum, Davallia denticulata,

Saya menyatakan dengan sebenarnya bahwa: Skripsi yang berjudul: “ Implementasi Strategi Pengelolaan Anggaran Dana Desa dalam Meningkatkan Pembangunan Desa di