Struktur Kristal dan Sifat Kemagnetan Nanopartikel Mn-Ferrite yang Disintesis dari Bahan Alam Pasir Besi

Heri Kiswanto, Abdul Hakim Prima Yuniarto, Nurul Imani Istiqomah, Edi Suharyadi

Abstract


Nanopartikel Mn-Ferrite berbasis bahan alam pasir besi telah berhasil disintesis dengan metode kopresipitasi. Penelitian ini bertujuan untuk memperoleh nanopartikel Mn-Ferrite dari pasir besi dan menganalisis struktur kristal serta sifat kemagnetannya. Sampel disintesis dengan memvariasikan konsentrasi NaOH yaitu 3 M, 6 M, dan 9 M. Karakterisasi sampel dilakukan dengan X-ray diffractometer (XRD), tunneling electron microscopy (TEM), dan vibration sample magnetometer (VSM). Pola XRD menunjukkan bahwa nanopartikel Mn-ferrite telah berhasil disintesis yang ditandai dengan munculnya puncak difraksi khas spinel ferit. Pola XRD juga mendeteksi beberapa puncak difraksi lain yang diidentifikasi sebagai α-Fe2O3 (hematite). Parameter kisi ditemukan meningkat dari 8,32 hingga 8,38 Å seiring dengan meningkatnya konsentrasi NaOH. Ukuran kristalit diestimasi dengan persamaan Scherrer yang ditemukan antara 20 hingga 26 nm. Hasil TEM menunjukkan sampel mengalami aglomerasi akibat interaksi magnetik serta tingginya tegangan permukaan antar-butir nanopartikel. Kurva histeresis magnetik menunjukan bahwa sampel bersifat soft-magnetic. Magnetisasi saturasi terukur antara 11,2 emu/gram hingga 12,5 emu/gram, sedangkan koersivitas antara 98 Oe hingga 106 Oe. Hal ini dipengaruhi oleh keberadaan fase impuritas yang bersifat anti-ferromagnetik dengan persentase berbeda-beda untuk masing-masing sampel.

Full Text:

PDF

References


Agusu, L., Ahmad, L. O. and Firihu, M. Z. (2019) ‘Crystal and microstructure of MnFe 2 O 4 synthesized by ceramic method using manganese ore and iron sand as raw materials Crystal and microstructure of MnFe 2 O 4 synthesized by ceramic method using manganese ore and iron sand as raw materials’, pp. 2–9. doi: 10.1088/1742-6596/1153/1/012056.

Houshiar, M. and Jamilpanah, L. (2018) ‘Effect of Cu dopant on the structural, magnetic and electrical properties of Ni-Zn ferrites’, Materials Research Bulletin. Elsevier, 98(October 2017), pp. 213–218. doi: 10.1016/j.materresbull.2017.10.024.

Kiswanto, H. et al. (2018) ‘Effect of Zinc on Crystal Structure and Magnetic Properties of Co1-xZnxFe2O4 Nanoparticles Synthesized by Coprecipitation Method’, IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 367(1). doi: 10.1088/1757-899X/367/1/012001.

Kiswanto, H. (2020) ‘Analisis Perubahan Struktur Kristal dan Distribusi Kation Cobalt Ferrite Akibat Subtitusi Zinc’, Jurnal Ilmu dan Inovasi Fisika, 4, pp. 155–163. doi: 10.24198/jiif.v4i2.28357.

Kiswanto, H. et al. (2020) ‘Sintesis dan Karakterisasi Nanopartikel Magnetik CoZnFe2O4 dengan Metode Kopresipitasi’, Wahana Fisika, 5, pp. 51–61. doi: 10.17509/wafi.v5i1.24084.

Kumar, S. et al. (2020) ‘Investigations of TM (Ni, Co) doping on structural, optical and magnetic properties of CeO2 nanoparticles’, Vacuum, (April). doi: 10.1016/j.vacuum.2020.109717.

Mira, P. V., Mahmudin, L. and Iqbal, I. (2019) ‘Sintesis dan Analisis Sifat Magnetik Nanopartikel Magnetit (Fe3o4) Berbasis Pasir Besi’, Gravitasi, 17(2), pp. 0–4. doi: 10.22487/gravitasi.v17i2.12420.

Omelyanchik, A. et al. (2019) ‘Tunable magnetic properties of Ni-doped CoFe 2 O 4 nanoparticles prepared by the sol–gel citrate self-combustion method’, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 476(August 2018), pp. 387–391. doi: 10.1016/j.jmmm.2018.12.064.

Sharma, R. et al. (2016) ‘Improvement in magnetic behaviour of cobalt doped magnesium zinc nano-ferrites via co-precipitation route’, Journal of Alloys and Compounds. Elsevier B.V, 684, pp. 569–581. doi: 10.1016/j.jallcom.2016.05.200.

Tatarchuk, T. R. et al. (2018) ‘Effect of cobalt substitution on structural, elastic, magnetic and optical properties of zinc ferrite nanoparticles’, Journal of Alloys and Compounds. Elsevier B.V, 731, pp. 1256–1266. doi: 10.1016/j.jallcom.2017.10.103.

Tawainella, R. D. et al. (2014) ‘Sintesis Nanopartikel Manganese Ferrite ( MnFe 2 O 4 ) dengan Metode Kopresipitasi dan Karakterisasi Sifat Kemagnetannya’, XVIII(April), pp. 1–7.

Theyvaraju, D. and Muthukumaran, S. (2015) ‘Preparation, structural, photoluminescence and magnetic studies of Cu doped ZnO nanoparticles co-doped with Ni by sol-gel method’, Physica E: Low-Dimensional Systems and Nanostructures, 74, pp. 93–100. doi: 10.1016/j.physe.2015.06.012.

Yulianto, A. et al. (2013) ‘Malaysian Journal of Fundamental and Applied Sciences Synthesis of Iron sand into Nano Mn-Ferrite’, 9(4), pp. 2–6.




DOI: https://doi.org/10.25077/jfu.10.4.413-420.2021

Refbacks

  • There are currently no refbacks.


Copyright (c) 2021 Jurnal Fisika Unand

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License

Published by:

Jurusan Fisika, FMIPA Universitas Andalas

Kampus Unand Limau Manis Padang Sumatera Barat 25163

Telepon 0751-73307

Email:jfu@sci.unand.ac.id