Pengaruh Konsentrasi HCl terhadap Mikrostruktur dan Sifat Kemagnetan Nanopartikel Fe3O4 yang Disintesis dari Pasir Besi Pantai Glagah Kulonprogo

Pinaka Elda Swastika; Farida Hardheyanti; Rita Prasetyowati; Ariswan Ariswan; Warsono Warsono

doi:10.21831/jsd.v10i1.39141

Pengaruh Konsentrasi HCl terhadap Mikrostruktur dan Sifat Kemagnetan Nanopartikel Fe3O4 yang Disintesis dari Pasir Besi Pantai Glagah Kulonprogo

Pinaka Elda Swastika, Jurusan Pendidikan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Negeri Yogyakarta, Indonesia
Farida Hardheyanti, Jurusan Pendidikan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Negeri Yogyakarta, Indonesia
Rita Prasetyowati, Jurusan Pendidikan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Negeri Yogyakarta, Indonesia
Ariswan Ariswan, Jurusan Pendidikan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Negeri Yogyakarta, Indonesia
Warsono Warsono, Jurusan Pendidikan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Negeri Yogyakarta, Indonesia

10.21831/jsd.v10i1.39141

Abstract

Nanopartikel Fe₃O₄ yang berasal dari pasir besi pantai Glagah Kulon Progo telah berhasil disintesis menggunakan metode kopresipitasi dengan berbagai variasi konsentrasi HCl (10%, 15%, 25% dan 37%). Pengaruh konsentrasi HCl terhadap mikrostruktur dan sifat kemagnetan dari Fe₃O₄ dilihat dengan menggunakan XRD, SEM & EDX serta VSM. Hasil XRD menunjukkan bahwa Fe₃O₄ yang dihasilkan memiliki struktur kristal kubik invers spinel. Semakin besar konsentrasi HCl, semakin baik derajat kristalinitasnya. Hasil SEM & EDX untuk sampel Fe₃O₄ dengan konsentrasi HCl 37% menunjukkan ukuran butir (grain) yang hampir sama serta tingkat kemurnian sampel Fe₃O₄ yang dihasilkan sebesar 100% (Fe 72,42% dan O 27,58%). Hasil VSM menunjukkan Fe₃O₄ hasil sintesis memiliki sifat superparamagnetik serta bersifat soft magnetic. Nanopartikel Fe₃O₄ dengan konsentrasi HCl 25% memiliki H_c, M_r dan M_max masing-masing sebesar 0,0215 T, 11,60 emu/gr dan 36,51 emu/gr. Sedangkan Nanopartikel Fe₃O₄ dengan konsentrasi HCl 37% memiliki H_c dan M_r yang lebih kecil yaitu masing-masing sebesar 0,0017 T dan 10,83 emu/gr serta M_max yang lebih besar yaitu 36,82 emu/gr.

Keywords

Fe3O4; HCl; kopresipitasi; pasir besi

Full Text:

PDF

References

Swastika, P. E., Antarnusa, G., Suharyadi, E., Kato, T., & Iwata, S. (2018). Biomolecule detection using wheatstone bridge giant magnetoresistance (GMR) sensors based on CoFeB spin-valve thin film. Journal of Physics: Conference Series, 1011(1), 012060.

Yang, C., Wu, J., & Hou, Y. (2011). Fe3O4 nanostructures: synthesis, growth mechanism, properties and applications. Chemical Communications, 47(18), 5130-5141.

Valenzuela, R. (2012). Novel applications of ferrites. Physics Research International, 2012.

Li, J., Li, D., Zhang, S., Cui, H., & Wang, C. (2011). Analysis of the factors affecting the magnetic characteristics of nano-Fe3O4 particles. Chinese Science Bulletin, 56(8), 803-810.

Mascolo, M. C., Pei, Y., & Ring, T. A. (2013). Room temperature co-precipitation synthesis of magnetite nanoparticles in a large pH window with different bases. Materials, 6(12), 5549-5567.

Dehsari, H. S., Ribeiro, A. H., Ersöz, B., Tremel, W., Jakob, G., & Asadi, K. (2017). Effect of precursor concentration on size evolution of iron oxide nanoparticles. CrystEngComm, 19(44), 6694-6702.

Lu, A. H., Salabas, E. E., & Schüth, F. (2007). Magnetic nanoparticles: Synthesis, protection, functionalization, and application. Angewandte Chemie International Edition, 46(8), 1222-1244.

Thakur, A., Kumar, P., Thakur, P., Rana, K., Chevalier, A., Mattei, J. L., & Queffelec, P. (2016). Enhancement of magnetic properties of Ni0. 5Zn0. 5Fe2O4 nanoparticles prepared by the co-precipitation method. Ceramics International, 42(9), 10664-10670.

Malega, F., Indrayana, I. P., & Suharyadi, E. (2018). Synthesis and characterization of the microstructure and functional group bond of fe3o4 nanoparticles from natural iron sand in Tobelo North Halmahera. Jurnal Ilmiah Pendidikan Fisika Al-Biruni, 7(2), 13-22.

Hefdea, A., & Rohmawati, L. (2020). Sintesis Fe3O4 dari pasir mineral Tulungagung menggunakan metode kopresipitasi. Inovasi Fisika Indonesia, 9(2), 1-4.

Prasetyowati, R. (2019). Sintesis dan karakterisasi nanopartikel Fe3O4 berbasis pasir besi dari Pantai Glagah Kulon Progo di Yogyakarta dengan metode kopresipitasi, Laporan Research Group FMIPA UNY.

Tartaj, P., del Puerto Morales, M., Veintemillas-Verdaguer, S., González-Carreño, T., & Serna, C. J. (2003). The preparation of magnetic nanoparticles for applications in biomedicine. Journal of physics D: Applied physics, 36(13), 182-186.

Gao, M., Li, W., Dong, J., Zhang, Z., & Yang, B. (2011). Synthesis and characterization of superparamagnetic Fe3O4@ SiO2 core-shell composite nanoparticles. World Journal of Condensed Matter Physics, 1(2), 49-54.

Chen, L., Liu, W., Chen, J., Yang, X., Liu, J., Fu, X., & Wu, M. (2011). Facile shape and size-controlled growth of uniform magnetite and hematite nanocrystals with tunable properties. Science China Chemistry, 54(6), 923-929.

Ahn, Y., Choi, E. J., & Kim, E. H. (2003). Superparamagnetic relaxation in cobalt ferrite nanoparticles synthesized from hydroxide carbonate precursors. Reviews on Advanced Materials Science, 5(1), 477-480.

Mathew, D. S., & Juang, R. S. (2007). An overview of the structure and magnetism of spinel ferrite nanoparticles and their synthesis in microemulsions. Chemical Engineering Journal, 129(1-3), 51-65.

DOI: https://doi.org/10.21831/jsd.v10i1.39141