Farklı yöntemlerle baryum metaborat üretimi ve üretim sürecine etki eden faktörlerin incelenmesi
Production of barium metaborate by application of different methods and study of the factors influencing the production process
Yazar: AHMET EYMEN AKŞENER
Danışman: PROF. DR. SABRİYE PİŞKİN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2013
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Bor bileşikleri = Boron compounds ; Bor mineralleri = Boron minerals ; Katıhal reaksiyon yöntemi = Solid state reaction method ; Mikrodalga ısıtma = Microwave heating ; Ultrasonik problar = Ultrasonic probes ; Ultrasonik yöntemler = Ultrasonic methods

Özet:
Ticari boratlar arasında bulunan baryum metaborat (BaO.B2O3 / BaB2O4) boyalarda, plastik, tekstil, kauçuk, yapıştırıcı sanayinde ve ahşap ürünlerin korunmasında çok kullanılan bir katkı maddesidir, ancak henüz ülkemizde üretimi mevcut değildir. Baryum metaboratın düşük sıcaklık formu olan ß- BaB2O4 kristali mükemmel özelliklere sahip doğrusal olmayan optik bir kristaldir (Nonlinear Optical Crystal).Bu tez çalışmasında baryum metaborat`ın verimli ve hızlı bir yöntemle üretilmesini sağlayacak tekniğin geliştirilmesi için çalışmalar yapılmıştır. Bu amaçla; baryum metaborat üretiminde ilk defa uygulanan yeni nesil üretim sistemlerinden biri olan ultrasonik ses dalgaları kullanılmıştır. Bor kaynağı olarak boraks dekahidrat, borik asit ve sodyum metaborat tetrahidrat ile hazırlanmış sulu çözeltilerde reaksiyon sıcaklığı, reaksiyon süresi, kristallenme süresi, reaktanların molar oran ve pH değerlerinin reaksiyon verimine ve kristal oluşumuna olan etkisi incelenmiştir. Reaksiyon parametreleri belirlenerek, tek kristal büyütmesinde başlangıç malzemesi olarak kullanılabilen nano yapılı ß-baryum metaborat tozunun üretimi gerçekleştirilmiştir. Endüstriyel uygulamaya adapte edilebilecek sürekli üretim sistemi de laboratuar ölçeğinde geliştirilmiştir.Alternatif olarak, baryum metaborat üretiminde mikrodalga sentez yöntemi bu tez çalışmasında yine ilk defa olarak kapsamlı bir şekilde incelenmiştir. Mikrodalga güç seviyelerine ve zamana göre farklı bor kaynaklarıyla yapılan deneylerde üretim verimindeki değişimler aydınlatılmıştır. Ayrıca borik asit ve baryum karbonatın kullanıldığı katı hal sentez yöntemi de incelenerek üretim parametreleri belirlenmiştir

Abstract:
Barium metaborate (BaO.B2O3 / BaB2O4) is a very frequently used ingredient that using for dyes, plactics, textile, rubber, glue industry and protection of wood meterials, but not producing in our country yet. ß-barium metaborate cyristal is a non-linear optical cyristal which has perfect properties.In this thesis, practicing for improving the technic that producing barium metaborate, with fast and efficient process. For this aim, using ultrasonic waves which are one of the new-generation production system for producing barium metaborate for the first time. Borax decahyrate, boric acid and sodium metaborate tetrahyrate are chosen as boron source. The effect of reaction temperature, reaction time, cyristalization time, molar ratio of reactants and pH values for the reaction yield and cyristal formation, are examined. The reaction parameters are determined and the powder of nano-sized ß-barium metaborate is produced which can use as starting material in single cyristal growth process. Continuous production system is improved in laboratory scale which can be adapted to industrial application.As alternative, microwave synthesis are examined comprehensively for the first time for producing barium metaborate in this thesis. The variation of production efficiency is enlightened by making experiments which are studied with different boron sources according to level of microwave power and time. Also production parameters are determined with examination of solid phase synthesis method by using boric acid and barium carbonate