Abstrak — Pada penelitian ini telah dilakukan sintesis Mg 1-x Ni x F 1,985 (OH) 0,015 (x=  0;  0,025;  0,050;  0,075;  0,100;  0,150) dengan metode sol-gel. Struktur kristal padatan dikarakterisasi  dengan  Difraksi  Sinar-X  (XRD).  Hasil  XRD menunjukkan  bahwa  semua  padatan  Mg 1-x Ni x F 1,985 (OH) 0,015 memiliki  struktur  tetragonal.  Pada  pola  difraksi  hasil karakterisasi Mg 1-x Ni x F 1,985 (OH) 0,015 menunjukkan tidak ditemukan  puncak-puncak  khas  NiO.  Modifikasi  doping  pada MgF 1,985 (OH) 0,015 menunjukkan adanya pergeseran 2 θ . Pergeseran  terjadi  pada  2 θ tiga  puncak  utama  yaitu  27,050- 27,400, 40,300-40,557 dan 53,500-53,850.
Kata Kunci — Doping, Mg 1-x Ni x F 1,985 (OH) 0,015 , XRD .

## I. PENDAHULUAN
OGAM oksida telah lama dikembangkan sebagai katalis heterogen  karena  memiliki  keasaman  dan  stabilitas termal  yang  tinggi  [1].  Salah  satu  contoh  logam  yang banyak  dikembangkan  sebagai  katalis  heteogen  adalah adalah logam Nikel (Ni) [2].
Metode  sol-gel  merupakan  metode  yang  tepat  untuk sintesis  katalis  karena  memiliki  banyak  keunggulan dibandingkan  metode  yang  lain.  Keunggulan  dari  metode sol-gel adalah dapat dilakukan pada suhu yang relatif rendah serta  lebih  mudah  dalam  mengontrol  ukuran  pori,  volume dan  distribusi  ukuran  pori  suatu  katalis  [3].  Salah  satu modifikasi katalis yang dapat dilakukan dengan metode sol- gel adalah doping katalis [4]. Doping merupakan salah satu proses  sintesis  yang  dilakukan  dengan  cara  mencampurkan secara  langsung  prekursor  yang  digunakan  dengan perbandingan  komposisi  tertentu  yang  bertujuan  untuk mengubah  atau  memperbaiki  sifat  tertentu  katalis.  Melalui proses doping dengan metode sol-gel, penyebaran sisi aktif logam  dapat  ditingkatkan  [5].  Modifikasi  MgF 1,985 (OH) 0,015 dengan doping logam  Ni  diharapkan  dapat  meningkatkan luas permukaan.
Karakterisasi X-ray  Diffraction (XRD)  bertujuan  untuk menentukan  struktur  kristal  atau  kristalinitas  dari  suatu padatan.  XRD  menjadi  teknik  yang  efektif  dan  mendasar untuk mengevaluasi sifat-sifat fasa dan ukuran kristal [6].

## II. URAIAN PENELITIAN
A. Alat dan Bahan
1) Alat
Peralatan yang digunakan pada penelitian ini terbagi menjadi  dua,  yaitu  peralatan  sederhana  dan  instrumen. Peralatan sederhana yang digunakan meliputi peralatan yang terbuat  dari  polietilen  dan  gelas.  Instrumen  yang  dipakai meliputi oven, furnace , difraktometer sinar-X (XRD) Philips X-Pert.

## 2) Bahan
Bahan yang dipakai pada penelitian ini merupakan bahan kimia  yang  memiliki  kemurnian  tinggi  atau  disebut  pro analisis  (p.a)  yaitu  Mg  turning  ( Sigma  Aldritch ,  99,98%), Nikel  (II)  Asetat  Tetrahidrat  ( Sigma  Aldrich ,  99.98%), Metanol ( Merck , 99,9%), HF ( Merck, 48%),
B. Prosedur Kerja
3) Sintesis Padatan MgF 1,985 (OH) 0,015
Padatan  MgF 1,985 (OH) 0,015 disintesis  melalui  metode  sol gel sesuai penelitian yang dilakukan oleh Wuttke [1]  yaitu dengan  mereaksikan  secara  stoikiometri  Mg turning direaksikan  dengan  metanol  melalui  pemanasan  kondisi refluks  hingga  terbentuk  Mg(OCH 3 ) 2 yang  ditandai  dengan terbentuknya  emulsi.  Kemudian  ditambahkan  HF  48% sedikit demi sedikit ke dalam emulsi tersebut sesuai dengan perhitungan  stoikiometri.  Campuran  diaduk  dengan magnetic  stirrer hingga  terbentuk  sol  homogen.  Sol  yang diperoleh  kemudian  diperam  (di aging )  pada  suhu  kamar hingga  terbentuk  gel  yang  stabil.  Gel  yang  didapatkan kemudian  dikeringkan  dan  dikalsinasi.  Padatan  hasil pengeringan  digerus  sehingga  didapatkan  serbuk  yang  siap untuk dikarakterisasi.
 Sintesis Padatan Mg 1-x Ni x F 1,985 (OH) 0,015 Sintesis padatan Mg 1-x Ni x F 1,985 (OH) 0,015 dengan x= 0,025; 0,05; 0,075; 0,1 dan 0,15 dilakukan dengan cara yang sama dengan sintesis MgF 1,985 (OH) 0,015 , hanya sebelum ditambahkan larutan HF 48%, ditambahkan terlebih dahulu larutan Ni 2+ sesuai dengan kebutuhan. Kemudian dilakukan pemanasan  kondisi  refluks.  Selanjutnya,  ditambahkan  HF 48%  sedikit  demi  sedikit  sesuai  perhitungan  stoikiometri, diaduk  dengan magnetic  stirrer hingga  terbentuk  sol  yang homogen.  Tahap  berikutnya  sama  dengan  tahapan  sintesis MgF 1,985 (OH) 0,015 hingga  didapatkan  serbuk  yang  siap dikarakterisasi lebih lanjut.
4) Karakterisasi  Struktur  Kristal  dengan  Difraksi  Sinar-X (XRD)
Karakterisasi  struktur  kristal  Mg 1-x Ni x F 1,985 (OH) 0,015 (x= 0;  0,025;  0,05;  0,075;  0,1;  dan  0,15)  ditentukan  dengan instrumen  difraktometer  sinar-X  (XRD).  Padatan  hasil sintesis  ditumbuk  halus  lalu  diambil  ±  1  gram,  diletakkan pada sampel holder yang telah dibersihkan sebelumnya dan diratakan  permukaanya.  Pada  pengambilan  data  dengan instrumen XRD digunakan sumber radiasi CuK α ( λ = 1,54Å) dan  pengukuran  pada  sudut  2 θ antara  20-80°  dengan inkremen  0,05.  Pola  difraksi  yang  diperoleh  selanjutnya dicocokkan  dengan database pada  JCPDS- Internal  Centre of Diffraction Data PCPDFWIN tahun 2001.

## Pergeseran 2θ pada Pola Difraksi Sinar
- X

## Mg 1 - x Ni x F 1,985 (OH) 0,015 Akibat Variasi x
Mohammad Irfan Arganata dan Irmina Kris Murwani Departemen Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
e-mail : irmina@chem.its.ac.id
L

## III. HASIL DAN DISKUS
A. Hasil Sintesis
1) Hasil Sintesis Padatan MgF 1,985 (OH) 0,015
Sintesis  padatan  MgF 1,985 (OH) 0,015 dilakukan  dengan metode  sol-gel,  merujuk  pada  penelitian  Wuttke  (2008). Metode sol-gel dipilih karena keuntungan yang dimilikinya, yaitu reaksi dapat berlangsung pada suhu relatif rendah dan dapat  menghasilkan  padatan  dengan  volume  dan  distribusi ukuran  pori  yang  homogen  [7].  Kelebihan  metode  sol-gel juga  dilaporkan  Perego  dan  Villa  [3]  yaitu  dapat menghasilkan  padatan  dengan  homogenitas  tinggi  dan memiliki luas permukaan besar.
Metode  sol-gel  merupakan  metode  dengan  reaksi pembentukan  gel  dari  sol  pada  suhu  kamar  [8].  Menurut Knözinger  [5],  metode  sol-gel  dilakukan  dengan  dua  tahap reaksi,  yaitu  reaksi  hidrolisis  logam  alkoksida  dan  reaksi polimerisasi.  Reaksi  polimerisasi  kondensasi  merupakan reaksi  yang  akan  menghasilkan  gel.  Pada  penelitian  ini, tahapan  sintesis  padatan  diawali  dengan  pembentukan logam alkoksida Mg(OCH 3 ) 2 dengan mereaksikan prekursor Mg turning dan  metanol.  Pelarut  pada  tahap  pembentukan magnesium  metoksida  dan gelating  agent pada  reaksi polimerisasi. Menurut Wuttke [9], pemilihan pelarut sangat penting karena pelarut dibutuhkan selama reaksi polimerasi berlangsung, sehingga dipilih pelarut yang tidak mengalami pengurangan jumlah selama reaksi berlangsung.
Reaksi  pembentukan  Mg(OCH 3 ) 2 dilakukan  dalam refluks.  Terbentuknya  magnesium  metoksida  ditandai dengan terbentuknya emulsi putih. Pembentukan magnesium  alkoksida  pada  reaksi  ini  bertujuan  untuk memudahkan  reaksi  hidrolisis  [10].  Tahap  selanjutnya adalah  pembentukan  sol.  Prekursor  magnesium  metoksida direaksikan dengan Asam fluorida (HF) sambil diaduk agar prekursor  terdispersi  secara  merata.  Penambahan  HF  dan pengadukan secara simultan menyebabkan terbentuknya sol. Indikasi terbentuknya sol adalah ketika homogenitas emulsi menurun.
Sol yang terbentuk kemudian diaduk terus-menerus pada suhu  kamar.  Pada  saat  pengadukan  inilah  terjadi  reaksi polimerisasi  atau  yang  disebut  juga  proses  gelasi  untuk pembentukan  gel.  Struktur  gel  yang  terbentuk  merupakan jaringan  mirip  polimer  O-Mg-F  yang  terdiri  dari  ikatan hidrogen dan Van der Waals.
Gel yang dihasilkan pada tahap reaksi polimerisasi belum stabil  sehingga  diperlukan  proses  pemeraman  ( aging )  pada suhu  kamar.  Setelah  proses  pemeraman  didapatkan  gel stabil.  Selanjutnya,  gel  dikeringkan,  sehingga  didapat  gel kering ( Xerogel ) berwarna putih. Proses selanjutnya adalah kalsinasi xerogel . Pemilihan suhu kalsinasi didasarkan pada penelitian  Radityo  (2016).  Kalsinasi  bertujuan  agar  terjadi dekomposisi  jaringan  gel  sehingga  diperoleh  padatan  yang diinginkan [3].
2) Hasil Sintesis Padatan Mg 1-x Ni x F 1,985 (OH) 0,015 Menurut  Murwani  [11],  proses doping dapat meningkatkan  keasaman  padatan  tersebut.  Stabilitas  yang tinggi  juga  dapat  diperoleh  melalui  metode doping .  Oleh karena itu, pada penelitian ini dilakukan modifikasi padatan MgF 1,985 (OH) 0,015 dengan metode doping . Telah diteliti oleh Fereira  [12],  bahwa  logam  Nikel  (Ni)  dapat  berperan sebagai dopant karena  logam  Ni  bersifat  asam  Lewis  atau akseptor  pasangan  elektron  [14].  Oleh  karena  itu,  pada penelitian  ini  digunakan  logam  Ni  sebagai dopant untuk
modifikasi  padatan  MgF 1,985 (OH) 0,015 dengan  variasi  x= 0,025; 0,05; 0,075; 0,1; dan 0,15.
Tahapan  sintesis  padatan  Mg 1-x Ni x F 1,985 (OH) 0,015 analog dengan  tahapan  sintesis  MgF 1,985 (OH) 0,015 ,  diawali  dengan pembentukan  logam  alkoksida  Mg(OCH 3 ) 2 hingga dihasilkan padatan berwarna hijau ( xerogel ). Semakin besar penambahan  kadar  Ni 2+ dalam  sampel,  maka  intensitas warna  hijau  yang  dihasilkan  semakin  kuat.  Selanjutnya, padatan hijau ini digerus dan dilakukan kalsinasi pada suhu 325  °C  agar  didapatkan  padatan  berupa  sehingga  mudah untuk dikarakterisasi lebih lanjut.

## B. Karakterisasi  Struktur  Kristal  dengan  Difraktometer Sinar-X (XRD)
Padatan  yang  didapat  selanjutnya  dikarakterisasi  dengan difraktometer  sinar-X.  Pola  difraksi  MgF 1,985 (OH) 0,015 hasil sintesis  kemudian  dicocokkan  dengan  database  MgF 2 , MgFOH, NiO dari database JCPDS International Centre of Diffraction  Data tahun 2001 dengan program PCPDFWIN. Setelah  dicocokkan,  pola  difraksi  Mg 1-x Ni x F 1,985 (OH) 0,015 hanya  memiliki  kecocokan  dengan  database  pola  difraksi MgF 2 . Hasil pencocokan disajikan pada Gambar 1.
Gambar  1. Pola difraksi Mg 1-x Ni x F 1,985 (OH) 0,015 , database MgF 2 (PDF No.
06-0290), NiO (PDF No. 01-1239) dan MgFOH (PDF No. 22-0703).
Hasil pencocokan menunjukkan tingkat kecocokan tinggi dengan  database  MgF 2 PDF  No.  06-0290  dengan  struktur kristal  tetragonal.  Indikasi  kecocokan  ditentukan  dengan munculnya tiga puncak khas MgF 2 pada 2 θ 27,385°, 40,557° dan 53,603°. Pola difraksi juga dicocokkan dengan database MgF(OH) dan MgO namun hasil pencocokan menunjukkan tidak  terdapat  puncak  yang  sesuai.  Pola  difraksi  padatan MgF 1,985 (OH) 0,015 memiliki  tingkat  kecocokan  yang  lebih tinggi dengan database MgF 2 dibandingkan dengan MgFOH kemungkinan karena perbandingan jumlah mol fluoride dan mol hidroksi yang digunakan untuk sintesis
MgF 1,985 (OH) 0,015 lebih  mirip  dengan  MgF 2 daripada MgFOH.
Hasil  pencocokan  dengan  database  NiO  (PDF  No.  01- 1239)  seperti  pada  Gambar  1,  tidak  ditemukan  puncak- puncak  khas  NiO.  Hal  ini  karena doping Ni  masih  dalam toleransi  yang dapat diterima MgF 1,985 (OH) 0,015 dan  mampu menggantikan Mg dengan baik pada struktur
MgF 1,985 (OH) 0,015 .  Hasil  ini  sesuai  dengan  penelitian  yang dilakukan  oleh  Luisa  dkk  [13]  bahwa doping logam  Ni dalam  Seng  hidroksinitrat  (ZHN)  tidak  memunculkan puncak  khas  dari  NiO  maupun  Ni(OH) 2 karena  logam  Ni terdoping  dengan  baik  dan  masuk  pada  kerangka  struktur ZHN.
Pola  difraksi  Mg 1-x Ni x F 1,985 (OH) 0,015 (x=  0,025;  0,05; 0,075; 0,1; dan 0,15) menunjukkan adanya pengaruh doping logam  Ni  terhadap  pergeseran  2 θ .  Menurut  Troncea  dkk. [14] menyatakan bahwa doping Ni menyebabkan pergeseran nilai  2 θ bila  dibandingkan  dengan  padatan  yang  tidak di doping .  Hal  ini  mengindikasikan  bahwa  terjadi penggantian kation Ni 2+ kedalam kisi MgF 1,985 (OH) 0,015 .
Tabel 1.
Pergeseran 2θ pada pola difraksi
Variasi nilai x pada Mg 1-x Ni x F 1,985 (OH) 0,015
Nilai 2 θ tiga puncak utama sesuai standar MgF 2 (°) 0 27,385 40,557 53,603 0,025 27,350 40,450 53,650 0,050 27,400 40,400 53,700 0,075 27,050 40,450 53,850 0,100 27,350 40,450 53,500 0,150 27,300 40,300 53,550

## IV. KESIMPULAN
Berdasarkan  data  dan  pembahasan  yang  telah  dilakukan, dapat  diambil  kesimpulan  bahwa  padatan  MgF 1,985 (OH) 0,015 dan Mg 1-x Ni x F 1,985 (OH) 0,015 (x= 0,025; 0,05; 0,075; 0,1; dan 0,15)  dapat  disintesis  melalui  metode  sol-gel.  Berdasarkan hasil  karakterisasi  dengan  XRD  padatan  MgF 1,985 (OH) 0,015 dan Mg 1-x Ni x F 1,985 (OH) 0,015 (x= 0,025; 0,05; 0,075; 0,1; dan 0,15)    memiliki  struktur  yang  sama  dengan  MgF 2 ,  yaitu struktur  tetragonal.  Pada  pola  difraksi  hasil  karakterisasi Mg 1-x Ni x F 1,985 (OH) 0,015 menunjukkan  tidak  ditemukan puncak-puncak  khas  NiO.  Hal  ini  karena doping Ni  masih dalam  toleransi  yang  dapat  diterima  MgF 1,985 (OH) 0,015 dan mampu menggantikan Mg pada struktur MgF 1,985 (OH) 0,015

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis  mengucapkan  terima  kasih  kepada  Direktorat Pendidikan Tinggi, Departemen
Pendidikan dan Kebudayaan  Republik  Indonesia  yang  telah  memberikan dukungan  finansial  melalui  Beasiswa  Bidik  Misi  tahun 2013-2017,  Dana  penelitan  kerjasama  internasional  dengan Humbolt  University,  Berlin  dan  semua  pihak  yang  telah membantu dalam penelitian ini.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]
Q.  A ’ yuni, “ Sintesis  Katalis  MgF2  Metode  Sol  Gel  dengan Gelating  Agnet  Etanol  dan  Etilen  Glikol  serta  Kinerjanya  pada Reaksi Asetilasi Gliserol, ” Institut Teknologi Sepuluh Nopember, 2015.
[2] Z. Wathoni A, “ Sintesis, Aktivitas dan Selektivitas Katalis NiO,
CaF2  dan  NiO/ CaF2 pada  Reaksi  Pembentukan  Vitamin  E, ” J.
Sains dan Seni ITS , pp. C14 – C16, 2012.
[3] C.  Perego  and  P.  Villa, “ Catalyst  preparation  methods, ” Catal. Today , vol. 34, no. 3, pp. 281 – 305, 1997.
[4] M.  Campanati,  G.  Fornasari,  and  A.  Vaccari, “ Fundamentals  in the  Preparation  of  Heterogeneous  Catalysts, ” Catal.  Today ,  vol. 77, pp. 299 – 314, 2003.
[5] G. Ertl and H. Knözinger, Handbook of Heterogeneous Catalysis . New York: John Wiley & Sons, 1991.
[6] A.  D.  McNaught  and  A.  Wilkinson, IUPAC:  Compondium  of Chemical
Terminology secon ed., Blackwell Scientific Publications . Oxford, 1997.
[7] W.  Wojciechowska,  A.  Przystajko  and  M.  Zieliński,  “ CO Oxidation Catalysts Based on Copper and Manganese or Cobalt Oxides Supported on MgF2 and Al2O3, ” Catal. Today , vol. 119, pp. 338 – 341, 2007.
[8] H. Podbielska and A. Ulatowska-Jarza, “ Sol-Gel Technology for Biomedical  Engineering, ” Bull.  Polish  Acad.  Sci.  Teh.  Sci. ,  vol. 53, pp. 261 – 271, 2005.
[9] S.  Wuttke  and  et  al, “ Novel  Sol – Gel  Synthesis  of  Acidic MgF2−x(OH)x Materials,” Chem. – Eur.  J. , vol. 14, no. 36, pp. 11488 – 11499, 2008.
[10] J.  K.  Murthy,  U.  Groß,  S.  Rüdiger,  and  E.  Kemnitz, “FeF3/MgF2 :  Novel  Lewis  Acidic  Catalyst  System,” Appl.
Catal. , vol. 278, pp. 133 – 138, 2004.
[11] I. K. Murwani and K. K. E. Scheurell, “ Liquid Phase Oxidation of  Ethylbenzene  on  Pure  and  Metal  Doped  HS-AlF3, ” Catal. Commun. , vol. 10, pp. 227 – 231, 2008.
[12] P.  Ferreira,  I.  M.  Fonseca,  A.  M.  Ramos,  J.  Vital,  and  J.  E. Castanheiro, “ Esterification  of  glycerol  with  acetic  acid  over dodecamolybdophosphoric acid encaged in USY zeolite, ” Catal. Commun. , vol. 10, pp. 481 – 484, 2009.
[13] M.  L.  Testa,  V.  La  Parola,  L.  F.  Liotta,  and  A.  M.  Venezia, “ Screening  of  different  solid  acid  catalysts  for  glycerol acetylation, ” J.  Mol.  Catal.  A  Chem. ,  vol.  367,  pp.  69 – 76,  Feb. 2013.
[14] S.  B.  Troncea,  S.  Wuttke,  E.  Kemnitz,  S.  M.  Coman,  and  V.  I. Parvulescu, “ Hydroxylated magnesium fluorides as environmentally friendly catalysts for glycerol acetylation, ” Appl. Catal. B Environ. , vol. 107, pp. 260 – 267, 2011.