Electronic Theses and Dissertation

Pembuatan konstruksi elektroda selektif ion (ESI) Al³⁺ berbasis membran poliuretan dari minyak jarak (Ricinus communis L.) termodifikasi Molecularly Imprinted Polymer (MIP)-Al telah dilakukan untuk menghasilkan elektroda yang memiliki sensitivitas dan selektivitas yang baik terhadap ion aluminium. MIP disintesis menggunakan methacrylic acid (MAA) sebagai monomer fungsional, ethylene glycol dimethacrylate (EGDMA) sebagai agen pengikat silang, azobisisobutyronitrile (AIBN) sebagai inisiator, dan ion Al³⁺ sebagai molekul cetakan (template). MIP yang diperoleh kemudian ditambahkan ke dalam membran poliuretan berbahan dasar minyak jarak sebagai bahan aktif elektroda. Membran dikarakterisasi menggunakan Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) untuk mengidentifikasi gugus fungsi, Scanning Electron Microscopy (SEM) untuk mengamati morfologi permukaan dan penampang membran, serta X-Ray Diffraction (XRD) untuk menentukan derajat kristalinitas membran. Hasil karakterisasi FTIR menunjukkan adanya gugus fungsi khas poliuretan dan MIP serta pergeseran bilangan gelombang setelah pengikatan ion Al³⁺ yang mengindikasikan adanya interaksi antara ion target dengan gugus fungsi aktif pada MIP. Karakterisasi SEM menunjukkan bahwa membran PU/MIP/Al³⁺ memiliki permukaan yang lebih padat dan homogen dibandingkan membran PU/MIP, sedangkan karakterisasi XRD menunjukkan bahwa membran memiliki sifat semi-kristalin dengan perubahan derajat kristalinitas yang relatif kecil setelah penambahan MIP dan pengikatan ion Al³⁺. Hasil optimasi menunjukkan bahwa komposisi membran terbaik diperoleh pada penambahan MIP sebanyak 7 mg dengan sensitivitas sebesar −21,87 mV/dekade, trayek pengukuran 10⁻¹–10⁻⁵ M, dan koefisien determinasi (R²) sebesar 0,991. Komposisi larutan internal optimum diperoleh pada KCl 0,2 M dan Al(NO₃)₃ 0,1 M dengan sensitivitas sebesar −19,64 mV/dekade. Elektroda yang dihasilkan menunjukkan respons yang mendekati nilai teoritis Nernst sehingga berpotensi digunakan sebagai sensor potensiometri untuk penentuan ion Al³⁺.

The fabrication of an Al³⁺ ion-selective electrode (ISE) based on a castor oil (Ricinus communis L.) polyurethane membrane modified with Aluminum Molecularly Imprinted Polymer (MIP-Al) was carried out to develop an electrode with good sensitivity and selectivity toward aluminum ions. The Molecularly Imprinted Polymer (MIP) was synthesized using methacrylic acid (MAA) as the functional monomer, ethylene glycol dimethacrylate (EGDMA) as the cross-linking agent, azobisisobutyronitrile (AIBN) as the initiator, and Al³⁺ ions as the template molecule. The synthesized MIP was incorporated into a castor oil-based polyurethane membrane as the active material of the ion-selective electrode. The membrane was characterized using Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) to identify functional groups, Scanning Electron Microscopy (SEM) to observe the surface and cross-sectional morphology, and X-Ray Diffraction (XRD) to determine the degree of crystallinity. FTIR analysis confirmed the characteristic functional groups of polyurethane and MIP and revealed shifts in absorption bands after Al³⁺ binding, indicating interactions between the target ions and the active functional groups of the MIP. SEM analysis showed that the PU/MIP/Al³⁺ membrane exhibited a denser and more homogeneous surface than the PU/MIP membrane, while XRD analysis indicated that the membrane possessed a semi-crystalline structure with only slight changes in crystallinity after MIP incorporation and Al³⁺ binding. The optimum membrane composition was obtained by incorporating 7 mg of MIP, resulting in a sensitivity of −21.87 mV/decade, a linear working range of 10⁻¹–10⁻⁵ M, and a coefficient of determination (R²) of 0.991. The optimum internal solution composition was 0.2 M KCl and 0.1 M Al(NO₃)₃, providing a sensitivity of −19.64 mV/decade. The developed electrode exhibited a response close to the theoretical Nernstian value, indicating its potential application as a potentiometric sensor for the determination of Al³⁺ ions.