PREPARASI KARBON BERPORI TERMODIFIKASI UNTUK ADSORPSI DAN IMOBILISASI RADIOIODIN (131I) DARI LIMBAH MEDIS CAIR PASCA PENGOBATAN KANKER TIROID

Chaidir Pratama, Prof. Ir. Imam Prasetyu, M.Eng., Ph.D ; Dr. Marlina, M.Si

2025 | Tesis | S2 Teknik Kimia

Limbah radioiodin (¹³¹I) merupakan hasil samping utama dari terapi kanker tiroid yang
menimbulkan risiko kontaminasi radiasi, baik akibat sifat volatilitasnya maupun keterbatasan
infrastruktur pengelolaan di fasilitas medis. Pengelolaan limbah cair radioiodin (¹³¹I) menjadi
tantangan serius di Indonesia, seiring meningkatnya kasus kanker tiroid yang menuntut solusi
pengolahan limbah yang efisien, aman, dan aplikatif. Metode adsorpsi menjadi alternatif
unggul karena kemudahan aplikasi, biaya operasional yang rendah, serta kompatibilitas dengan
sistem yang sudah ada. Namun, efektivitas adsorpsi sangat dipengaruhi oleh pemilihan material
adsorben yang tahan radiasi, memiliki luas permukaan spesifik tinggi, dan porositas optimal.
Karbon nanopori dari palm kernel shell (PKS) memiliki potensi besar sebagai adsorben, namun
karakter permukaan yang non-polar menyebabkan wettability terhadap senyawa polar rendah
dan menghambat proses fungsionalisasi. Penelitian ini mengusulkan modifikasi kimia
permukaan karbon nanopori melalui iradiasi sinar gamma (?) untuk meningkatkan wettabilitynya dan kompatibilitasnya terhadap senyawa polar meningkat secara signifikan. Selanjutnya,
karbon nanopori dimodifikasi dengan logam perak (Ag) menggunakan metode incipient
wetness impregnation dan dengan polianilin (PANI) melalui in situ polymerization, sehingga
dihasilkan dua jenis nanokomposit, yaitu nanokomposit Ag/GINPC dan nanokomposit
PANI/GINPC. Tujuan penelitian ini adalah mengembangkan dan mengevaluasi efektivitas
kedua nanokomposit sebagai adsorben, serta mengkaji pengaruh modifikasi permukaan karbon
terhadap dispersi dan integrasi komponen aktif (Ag dan PANI) pada matriks karbon nanopori.
Karakterisasi material dilakukan secara komprehensif, diikuti pengujian kinerja penjerapan
radioiodin (¹³¹I) menggunakan simulasi limbah cair medis, baik pada kondisi cold experiment
maupun hot experiment serta simulasi limbah urin yang mengandung radioiodin (131I). Hasil
penelitian menunjukkan bahwa karbon nanopori (NPC) dari PKS cukup efektif sebagai
adsorben radioiodin (¹³¹I), dan efektivitasnya dapat lebih ditingkatan melalui modifikasi kimia
permukaan dan dibuat dalam bentuk nanokomposit Ag/GINPC dan nanokomposit
PANI/GINPC. Iradiasi gamma (?) secara signifikan meningkatkan wettability permukaan
karbon nanopori dan memfasilitasi sebaran terhadap perak dan PANI yang realtif homogen.
Nanokomposit Ag/GINPC menunjukkan peningkatan uptake adsorpsi radioiodin (¹³¹I) hingga
2,88 kali lipat dan laju kinetika adsorpsi 1,46 kali lebih cepat dibanding NPC. Sementara itu,
nanokomposit PANI/GINPC memberikan peningkatan uptake sebesar 3,62 kali lipat serta laju
kinetika 1,61 kali lebih cepat. Hasil ini membuktikan bahwa modifikasi kimia permukaan
sebelum proses pengkompositan sangat berperan dalam keberhasilan pembuatan nanokomposit
Ag/GINPC maupun nanokomposit PANI/GINPC. Temuan ini dapat diimplementasikan
sebagai solusi efektif dan aplikatif untuk pengelolaan limbah radioaktif medis di Indonesia

Radioiodine (¹³¹I) waste is a major by product of thyroid cancer therapy that poses a risk of

radiation contamination, both due to its volatility and the limited waste management

infrastructure in medical facilities. The management of liquid radioiodine (¹³¹I) waste has

become a significant challenge in Indonesia, alongside the increasing incidence of thyroid

cancer, which demands efficient, safe, and effective waste treatment solutions. Adsorption has

emerged as a superior alternative due to its ease of application, low operational cost, and

compatibility with existing systems. However, the effectiveness of adsorption is greatly

influenced by the choice of adsorbent material, which should be radiation-resistant, have a high

specific surface area, and optimal porosity. Nanoporous carbon derived from palm kernel shell

(PKS) shows great potential as an adsorbent. Still, its non-polar surface characteristics result

in low wettability toward polar compounds, hindering further functionalization. This study

proposes a chemical surface modification of nanoporous carbon through gamma (?) irradiation

to improve its wettability and compatibility with polar compounds significantly. Furthermore,

the nanoporous carbon was modified with silver (Ag) using the incipient wetness impregnation

method and with polyaniline (PANI) through in situ polymerization, resulting in two types of

nanocomposites: Ag/GINPC nanocomposite and PANI/GINPC nanocomposite. This study

aims to develop and evaluate the effectiveness of both nanocomposites as adsorbents, as well

as to investigate the influence of carbon surface modification on the dispersion and integration

of active components (Ag and PANI) within the nanoporous carbon matrix. Comprehensive

material characterization was conducted, followed by performance tests for radioiodine (¹³¹I)

adsorption using simulated medical liquid waste, under both cold and hot experiment

conditions, as well as simulated urine containing radioiodine (¹³¹I). The results show that

nanoporous carbon (NPC) from PKS is quite effective as an adsorbent for radioiodine (¹³¹I),

and its effectiveness can be further enhanced through surface chemical modification and

preparation into Ag/GINPC and PANI/GINPC nanocomposites. Gamma (?) irradiation

significantly increases the wettability of the nanoporous carbon surface and facilitates

relatively homogeneous dispersion of silver and PANI. The Ag/GINPC nanocomposite

exhibited a 2.88-fold increase in radioiodine (¹³¹I) adsorption uptake and a 1.46-fold faster

adsorption rate compared to NPC. Meanwhile, the PANI/GINPC nanocomposite showed a

3.62-fold increase in uptake and a 1.61-fold faster adsorption rate. These results demonstrate

that surface chemical modification before the nanocomposite formation plays a crucial role in

the successful fabrication of both Ag/GINPC and PANI/GINPC nanocomposites. These

findings can be implemented as an effective and practical solution for managing radioactive

medical waste in Indonesia.

Kata Kunci : radioiodin (¹³¹I), karbon nanopori, wettability, nanokomposit, perak, polianilin, adsorpsi, imobilisasi, kinetika