Sintesis dan Karakterisasi Nanopartikel Zirkonia Terstabilkan Kalsium (CSZ) Berbasis Prekursor Zirkonium Hidroksida dari Pasir Zirkon Menggunakan Templat Etilen Glikol - Hasna Rofifah Novianti; Eneng Maryani; Diana Rakhmawaty Eddy; Solihudin Solihudin; Ferry Arifiadi; Dewi Idamayanti (Departemen Kimia, 2022)
Zirkonia yang distabilkan (stabilized zirconia) sangat menjanjikan karena memiliki sifat fisik, mekanik, termal, serta biokompatibilitas yang baik. Penelitian terkini memperlihatkan zirkonia yang distabilkan dapat digunakan pada bidang lingkungan, elektrolit, dan katalis. Zirkonia memiliki tiga fase yang stabil pada rentang suhu berbeda yaitu fase monoklinik, tetragonal dan kubik. Transformasi yang terjadi dari fase tetragonal ke monoklinik menyebabkan terjadinya retak mikro. Zirkonia perlu ditambahkan doping untuk dapat stabil selama pendinginan setelah tahap kalsinasi. Telah dilakukan sintesis zirkonia yang distabilkan dengan penambahan doping CaCl2 sebesar 1, 5 dan 10% b/b serta variasi suhu 600, 800 dan 1000°C untuk melihat pengaruhnya terhadap pembentukan fase ZrO2. Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah metode sol-gel sehingga diperoleh calcia stabilized zirconia (CSZ) berukuran nano menggunakan bantuan etilen glikol sebagai templat. Hasil FTIR menunjukkan ikatan Ca-O muncul pada area sidik jari 455,9 cm-1. Ikatan Ca-O ini tumpang tindih dengan ikatan Zr-O pada daerah sidik jari 509,6 cm-1 (m-ZrO2) dan 754,16 cm-1 (t-ZrO2). Pengaruh doping dan suhu kalsinasi terhadap fase pembentukan nanopartikel CSZ dipelajari menggunakan difraksi sinar-X menunjukkan fase tetragonal teridentifikasi pada suhu kalsinasi 800°C dan fase monoklinik teridentifikasi pada suhu kalsinasi 1000°C. Konsentrasi CaCl2 mempengaruhi transformasi fase ZrO2, semakin tinggi konsentrasi CaCl2 yang ditambahkan ke dalam ZrO2 maka semakin stabil fase tetragonal ZrO2 pada sampel CSZ. Hasil morfologi dipelajari menggunakan TEM dan SEM menunjukkan nanopartikel dengan ukuran rata-rata 11-25 nm berbentuk aglomerasi dengan sebagian besar memiliki partikel berbentuk sferik dan sebagian kecil berbentuk nanorod dan nanotube.