EFEK SUBSTITUSI Fe2+ DAN Fe3+ TERHADAP STRUKTUR KRISTAL, SIFAT OPTIK DAN MAGNETIK PADA NANOPARTIKEL ANATASE Ti1-d(d %Fe)O2

Abstract

Bahan penyerap gelombang elektromagnetik sekarang ini menjadi kajian yang sangat menarik untuk dipelajari lebih mendalam karena sifatnya yang unik ditinjau dari interaksinya dengan gelombang elektromagnetiknya itu sendiri. Syarat utama yang harus dipenuhi sebagai bahan penyerap gelombang elektromagnetik adalah bahwa bahan tersebut harus memiliki karakteristik dielectric loss dan magnetic loss yang tinggi. Anatase TiO2 merupakan bahan dielektrik yang baik namun bahan ini adalah diamagnetic. Substitusi Fe ini diharapkan dapat merekayasa sifat magnetic bahan ini. Modifikasi dari TiO2 anatase ini dibuat dengan metode presipitasi melalui prosedur sebagai berikut: 25 mL larutan garam besi 0,3M Fe2+ dan 0,3M Fe3+ (rasio mol 2:1) masing-masing dicampurkan ke dalam 50 mL larutan 3 M TiCl4. Larutan campuran titanium dan besi ini ditambahkan larutan 150 mL amonia 2,5 M dengan laju tetes 3 ml/menit. Setelah itu endapan yang terbentuk dicuci kemudian dipanaskan dalam oven dan dikalsinasi pada 500 oC selama 3 jam. Ada dua jenis sampel anatase yang diperoleh yaitu Ti1-d(d %Fe3+) dan Ti1-d(d %Fe2+) dimana (d = 0; 0,5; 1; dan 5 % berat). Identifikasi fasa diukur dengan difraksi sinar-X dan struktur Kristal dianalisis dengan menggunakan metode Rietveld. Hasil refinement menunjukkan bahwa sampel memiliki struktur kristal tetragonal fasa tunggal anatase TiO2. Atom Fe telah berhasil tersubstitusi ke dalam Ti tanpa merubah struktur Kristal bahan ini. Sementara berdasarkan hasil analisis sifat optik dan magnetik menunjukkan bahwa pengaruh substitusi baik Fe2+ maupun Fe3+ telah berhasil menurunkan energy band gapnya dan dapat mentransformasi fasa magnetic bahan ini dari diamagnetik menjadi paramagnetik di suhu kamar. Disimpulkan bahwa telah berhasil dilakukan rekayasa material bahan anatase TiO2 dengan substitusi hingga 5% berat baik ion Fe2+ maupun Fe3+ ke dalam ion Ti4+ dengan metode presipitasi.