Synthesis Soft Magnet Into Nano Mn-Ferrite

Beberapa waktu lalu saya telah mereview sebuah jurnal dari Agus Yulianto, Sulhadi, Ahmad Lutffi Isnaeni Azis dan Eli Dayati yang judulnya Synthesis of Iron Sand Into Nano Mn-Ferrite yang terbit pada 2013. Jurnal ini cukup menarik karena dulu  saya pernah ingin mencoba membuat magnet, hehehe. Kelihatanya Sederhana sih tapi susah juga kalau buat di Sumbawa. Berikut isi jurnalnya yang terjemahkan kedalam bahasa Indonesia dengan sidikit penambahan bagan penelitian dan pengurangan kalimat

Indonesia  memiliki pasir besi yang sangat berlimpah, secara umum pasir besi di Indonesia dapat ditemukan di daerah pesisir pantai disepanjang pantai di samudra India, bagian barat Sumatra hingga bagian timur Indonesia seperti Bali, Sumbawa dan Lombok. Eksistensi dari material pada mineral ini menarik perhatian sejumlah peneliti untuk meneliti dan mempleajari material ini, sehingga material ini dapat diproses hingga menjadi produk yang bernilai jual. Banyak penelitian  yang menyatakan bahwa pasir besi mengandung besi oksida seperti Magnetite (Fe₃O₄), maghemite (γ-Fe₂O₃) dan hematite (α-Fe₂O₃) . dan kadungan mineral ini dapat dijadikan sebagai hard magnet dan soft magnet. Namun dalam jurnal yang ditulis oleh Agus Y. dkk mengatakan bahwa masih sedikit penelitian mengenai soft magnet terutama di Indonesia, sehingga mereka melakukan penelitian mengenai pembuatan soft magnet dari Mn Ferrite. Soft magnet memiliki karakteristik yang unik diantaranya high initial magnetic permability , saturation magnetization, electrical resistivity dan low power losses. Dan Soft magnet biasa diaplikasikan dalam perangkat Microwave, chip memory computer, penyimpanan media digital, transformer cores dan pada antenna  yang digunakan sebagai telakomunikasi elektronik. Pada penelitian yang dilakukan sintesis magnet.Mn-ferrite dilakukan dengan 2 metode yaitu metode presipitasi dan metode sol-gel. Metode ini memiliki keunggulan diantaranya menghasilkan kemurnian yang tinggi, homogenitas yang tinggi, ukuran partikel yang kecil, penggunaan energy yang efecien dan reaksinya tidak memerlukan wadah yang besar dan banyak Terdapat beberapa metode untuk mensintesis menjadi nano partikel salah duanya adalah Prespitasi dan sol-gel. Sehingga pada penelitian yang dilakukan oleh peneliti yang telah saya sebutkan diatas, mereka ingin mengetahui perbedaan sintesis nano Mn-Ferrite dengan metode sol gel dan prespitasi (pengendapan). Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui perbedaan hasil dari metode yang digunakan dan untuk mengetahui metode yang tepat danlam menghasilkan Mn ferrite nanopartikel yang murni (pure).

2. EXPERIMENTAL

2.1 Material dari Pasir Besi  

            Berdasarkan penelitian yang lain, diketahui material magnetic yang dominan pada pasir besi adalah magnetite (Fe₃O₄). Butir magnetic diekstraksi dan dimurnikan dari pasir besi yang didapatkan dari lokasi tertutup di daerah pesisir utara jawa, Indonesia.. Ekstraksi dilakukan secara manual dan mekanis kemudian dimurnikan dengan grounding dan diayak.  Metode pemurnian ini menghasilkan 99% powder magnetic yang murni. Powder tersebut digunakan dalam penelitian ini

2.2 Prosedur Presipitasi

            Terdapat 2 prekursor yang digunakan dalam pembuatan Mn-Ferrite dengan metode presipitasi  diantaranya MnCl_{2 ­}dan FeCl_3. Prekursor tersebut didapatkan dari MnO₂ dan Fe₃O₄ yang dilartukan dengan 36% HCl dan distirer selama 15 menit, Reaksi yang terjadi adalah

MnO₂ + 4 HCl -> MnCl₂ + Cl₂

Fe₃O₄ + 8 HCl -> FeCl₂ + 4 H₂O

            Setelah itu disaring dengan kertas saring untuk memisahkan dengan pengotornya. Larutan MnCl­₂ dan larutan FeCl₂  dengan konsentrasi 1:1,  masing-masing di campur dengan  larutan 21% NaOH dan 21% NH₄OH hingga perbandingan konsentrasi rasionya 1:2 . Setelah bereaksi selama 5 menit akan dihasilkan endapan berwarna hitam.

Sample hasil prespitasi kemudian dipisahkan dari pengotornya dan dibilas beberapa kali dengan aquadest. Setelah itu endapan lumpur dikeringkan atau diuapkan hingga mendapatkan endapan yang kering . Endapan yang kering tersebut kemudian dipanaskan dengan microwave selama 20 menit dan pada suhu 70 ^OC untuk mendapatkan material padatan.

2.3 Sintesis menggunakan Metode Sol Gel

            Pada Metode ini precursor yang digunakan adalah Besi (III)  Nitrat dan Mangang (III) nitrat yang didaptkan dari Magnetite (Fe₂O₃)  dan Mangan dioksida (MnO₂) yang telah di campurkan dengan asam nitrat (HNO₃).  Prekursor 0.2 mol besi nitrat dan 0.1 mol mangan nitrat dicampurkan dan ditambahkan 100 ml pelarut ethylene glycol, konsentrasi antara NO3^- : etylen glycol adalah 1:1. Larutan kemudian di Stirer selama 2 jam dengan suhu 100 ^OC untuk menghomgenkan larutan dan sol transparan kemudian di dinginkan pada suhu ruangan. Setelah itu etanol ditambahkan sedikit demi sedikit sambil distrirer untuk hingga terbentuknya gel. Etanol bertujuan untuk meningkatkan solubilitas sol. Kemudian gel yang di dapatkan dipanaskan pada suhu 150 ^OC selama 2 jam untuk mendapatkan ukuran Nanopartikel.  Setelah itu partikel gel yang kering dipanaskan kembali pada suhu 350-700 ^OC selama 2 jam.

            Padatan yang dihasilkan dari kedua metode tersebut dikarekterisasi dengan X-ray Diffraction untuk melihat struktur dan kemurnian Mn-Ferrite yang dihasilkan. XRF juga digunakan untuk melihat element material yang terbentuk.

Untuk temen-temen yang penasaran mengenai Hasil percobaan dan Kesimpulannya, saya akan posting di post selanjutnya.