Fabrikasi Membran Hollow Fiber Polietersulfon/Polivinilpirolidon dengan Pengisi G-C3N4 untuk Pemisahan Urea dan Kreatinin dalam Larutan

Iman, Muhammad Ilham Nur (2025) Fabrikasi Membran Hollow Fiber Polietersulfon/Polivinilpirolidon dengan Pengisi G-C3N4 untuk Pemisahan Urea dan Kreatinin dalam Larutan. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 5004211119-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only Download (3MB) | Request a copy

Abstract

Hemodialisis merupakan prosedur medis yang digunakan untuk membersihkan darah dari racun dan kelebihan cairan pada pasien dengan gangguan fungsi ginjal. Namun, proses ini menghasilkan limbah berupa air dialisat bekas yang masih mengandung senyawa metabolit seperti urea dan kreatinin, sehingga berpotensi mencemari lingkungan. Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi performa membran PES/PVP dengan penambahan material pengisi g‑C₃N₄ dalam meningkatkan efisiensi pemisahan urea dan kreatinin dari larutan dialisat sintetik. Material g‑C₃N₄ disintesis dengan metode kondensasi termal hidrotermal dengan prekursor urea pada suhu 500 °C. Membran difabrikasi menggunakan metode non-solvent induced phase separation (NIPS) dengan variasi konsentrasi g‑C₃N₄ sebesar 0,3, 0,5, dan 0,7 (%berat). Hasil karakterisasi FTIR menunjukkan adanya gugus fungsional –NH, –C=N, dan –OH pada struktur g‑C₃N₄ yang berperan aktif dalam interaksi hidrogen dan elektron terhadap molekul target. Puncak difraksi XRD pada 10,74° dan 27,41° menunjukkan struktur berlapis khas triazina dengan tingkat kristalinitas rendah. Karakterisasi isoterm adsorpsi-desorpsi N₂ menunjukkan luas permukaan 22,066 m²/g dan volume pori 0,0283 cm³/g, mengindikasikan sifat mesopori. Morfologi hasil SEM memperlihatkan permukaan g‑C₃N₄ yang tidak rata dan cenderung membentuk aglomerat. Hasil karakterisasi membran menunjukkan bahwa penambahan g‑C₃N₄ meningkatkan hidrofilisitas, ditandai dengan penurunan sudut kontak air hingga 62° pada konsentrasi 0,5%. Hal ini berdampak pada peningkatan fluks air serta efisiensi rejeksi terhadap urea dan kreatinin. Kinerja optimal diperoleh pada membran PES/PVP/g‑C₃N₄ 0,5%, dengan rejeksi urea sebesar 31,87% dan kreatinin sebesar 66,28%, serta fluks masing-masing sebesar 291,7 L·m⁻²·jam⁻¹ dan 270,5 L·m⁻²·jam⁻¹. Berdasarkan hasil tersebut, penambahan g‑C₃N₄ terbukti efektif dalam meningkatkan performa membran untuk aplikasi pemurnian air dialisat bekas hemodialisis.
============================================================================================================================================
Hemodialysis is a medical procedure used to remove toxins and excess fluids from the blood of patients with impaired kidney function. However, this process produces waste in the form of spent dialysate, which still contains metabolic compounds such as urea and creatinine, potentially causing environmental pollution. This study aims to evaluate the performance of PES/PVP-based membranes with the addition of g‑C₃N₄ filler material to enhance the separation efficiency of urea and creatinine from dialysate solution. The g‑C₃N₄ was synthesized via a thermal condensation–hydrothermal method using urea as a precursor at 500 °C. Membranes were fabricated using the non-solvent induced phase separation (NIPS) method with g‑C₃N₄ concentrations of 0.3, 0.5, and 0.7 (wt%). FTIR analysis confirmed the presence of functional groups such as –NH, –C=N, and –OH, which play active roles in hydrogen bonding and electron donor–acceptor interactions with target molecules. XRD patterns showed peaks at 10,74° and 27,41°, indicating a layered triazine structure with low crystallinity. Nitrogen adsorption–desorption isotherms revealed a mesoporous structure with a surface area of 22,066 m²/g and a pore volume of 0,0283 cm³/g. SEM images showed a rough and aggregated surface morphology of the filler. Characterization of the membranes demonstrated that adding g‑C₃N₄ enhanced hydrophilicity, with the contact angle decreasing to 62° at 0,5% filler content. This improvement led to increased water flux and solute rejection. The optimal performance was achieved with PES/PVP/g‑C₃N₄ 0.5%, showing urea and creatinine rejections of 31,87% and 66,28%, respectively, and corresponding fluxes of 291,7 L·m⁻²·h⁻¹ and 270,5 L·m⁻²·h⁻¹. These findings indicate that the incorporation of g‑C₃N₄ effectively enhances membrane performance for spent dialysate purification in hemodialysis applications.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Urea, Creatinine, Spent Dialysate, PES/PVP Membrane, g-C₃N₄, Hydrophilicity, Rejection, Urea, Kreatinin, Air dialisat bekas, Membran PES/PVP, g‑C₃N₄, Hidrofilisitas, Rejeksi.
Subjects:	Q Science > QD Chemistry > Polymerization
Divisions:	Faculty of Science and Data Analytics (SCIENTICS) > Chemistry > 47201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Muhammad Ilham Nur Iman
Date Deposited:	04 Aug 2025 12:37
Last Modified:	04 Aug 2025 12:37
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/126260

Actions (login required)

View Item