Sintesis Bahan Monoklinik Zirkonia Berukuran Nano dari Prekursor Zirkonium Klorida Menggunakan Templat Polietilen Glikol

Abstract

Monoklinik (m-) ZrOmerupakan fasa ZrO₂ yang paling stabil dan dapat ditemukan pada suhu kamar. Penelitian terkini memperlihatkan kemungkinan aplikasi m-ZrO₂ berukuran skala nano ataupun mikro di bidang elektronik, katalis, dan lingkungan. Di dalam penelitian ini, bahan m-ZrO₂ berukuran nano telah berhasil disintesis dari larutan prekursor ZrCl₄ dengan poletilen glikol (PEG) sebagai templat menggunakan metode aging ultrasonik. Larutan prekursor prekursor ZrCl₄ diatur pH-nya pada pH 9 menghasilkan gel Zr(OH)₄·xH₂O, selanjutnya dicampurkan dengan PEG pada suhu 80°C dibawah pengaruh ultrasonik selama 2 jam, menghasilkan endapan putih. Perbandingan mol PEG/Zr divariasikan pada nilai 0,067, 0,133, dan 0,167. Endapan yang dihasilkan selanjutnya dikarakterisasi dengan alat FT-IR, dan dikalsinasi pada suhu 900°C. Produk kalsinasi selanjutnya dianalisis secara mineralogi dan mikrostruktur. Dalam penelitian ini, perlakuan ultrasonik membantu proses interaksi antara prekursor Zr dengan polimer PEG melalui ikatan hidrogen selama proses sintesis zirkonia berlangsung, yang dikonfimasi dengan puncak spektrum FT-IR pada bilang gelombang 3218,69 1/cm. Bahan ZrO₂ yang dikalsinasi pada suhu 900°C terdiri atas 94,8% fasa monoklinik dan 5,2% fasa tetragonal. Sampel ZrO₂ dengan berbagai perbandingan mol PEG-6000/Zr pada suhu kalsinasi 900°C memperlihatkan morfologi aglomerasi memanjang menyerupai bentuk batangan. Peningkatan perbandingan mol PEG-6000/Zr belum memberikan pengaruh berarti terhadap bentuk mikrostruktur ZrO₂ yang dihasilkan.