Susuz borakstan sodyum borhidrür üretimi
Production of sodium borohydride from dehydrated borax
Yazar: AYBALA GENÇASLAN
Danışman: DOÇ.DR. ALİ KARADUMAN
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2007
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
ÖZETYüksek Lisans TeziSUSUZ BORAKSTAN SODYUM BORHİDRÜR ÜRETİMİAybala GENÇASLANAnkara ÜniversitesiFen Bilimleri EnstitüsüKimya Mühendisliği Anabilim DalıDanışman: Doç.Dr. Ali KARADUMANBu çalışmada, özellikli bor bileşikleri içinde önemli potansiyele sahip olan sodyumborhidrürün (SBH), borat kaynağı olarak susuz boraks kullanılarak üretimigerçekleştirilmiştir. SBH üretim çalışmaları için Mg temelli bir proses seçilmiştir. Diğertepkiyenler susuz boraks ve sodyum karbonattır. Deneysel çalışmada, 45 ml hacimli,paslanmaz çelik titreşimli bilyeli karıştırmalı reaktör kullanılmıştır. SBH üretimiüzerine sıcaklık (T), tepkime başlangıç basıncı (Po), karıştırma (titreşim) hızı (N) vetepkime süresi (t) parametrelerinin etkisi incelenmiştir. Susuz boraksın SBH'e dönüşümoranı üzerine bu dört parametrenin ektisi, Box-Wilson deney tasarım tekniği iletasarlanmış deneylerle incelenmiştir. T için 350-600 oC, Po için 15-70 atm, N için 0-40Hz ve t için 120-240 dk aralıklarında çalışılmıştır. Deneyler, kesikli deney sistemindegerçekleştirilmiştir. SBH'nin kalitatif analizleri FTIR ile, kantitatif analizleri iseiyodimetri yöntemiyle yapılmıştır. İnceleme yapılan aralıklarda, SBH üretimi üzerindeparametrelerin tek tek etkilerinin yanında ikili etkileşimlerine de bakılmıştır. ÖzellikleT-Po ve Po-N etkileşimlerinin SBH üretimi üzerinde çok etkili olduğu bulunmuştur.Sistem, iki faktör etkileşimli doğrusal bir model ile tanımlanmıştır. İncelenen tümparametrelerin SBH üretimini doğrusal olarak etkilediği bulunmuştur. SBH oluşumusıcaklığın, hidrojen basıncının, karıştırma hızı ve tepkime süresin artışı ile artmaktadır.İncelenen aralıkta en yüksek SBH ye dönüşüm oranı T= 550 oC, Po = 46 atm, N = 35Hz ve t = 210 dk koşullarında % 57.25 olarak elde edilmiştir. Borat kaynağının SBHüretimine etkisini görmek amacıyla susuz boraks ile aynı koşullarda sodyum metaboratkullanılarak yapılan deneyde, SBH'e dönüşüm değerlerinin birbirine çok yakın olduğuda bulunmuştur. Ayrıca, katı-katı tepkime sistemine Jander, Avrami ve Jach kinetikmodelleri uygulanmış ve Avrami kinetik modelinin uyumunun biraz daha iyi olduğugörülmüştür.2007, 155 sayfaAnahtar Kelimeler: sodyum borhidrür, susuz boraks, magnezyum hidrür, Box-Wilson,iyodimetrii

Abstract:
ABSTRACTMaster ThesisPRODUCTION OF SODIUM BOROHYDRIDE FROM DEHYDRATED BORAXAybala GENÇASLANAnkara UniversityGraduate School of Naturel and Applied scienceDepartment of Chemical EngineeringSupervisor : Assoc. Prof. Dr. Ali KARADUMANSodium borohydride (SBH) is one of special boron componds. In this study, productionof SBH from dehydrated borax was investigated by using stainless steel vibration ballmill reactor that has 45 ml volume. A process based on Mg element was selected forproduction of SBH. Sodium carbonate was also used as a reactant. The effect oftemperature (T), initial reaction pressure (Po), vibration rate (N), and reaction time (t) onthe production of SBH were examined. Effect of these parameters on the yields of SBHproduction was investigated by harnessing Box-Wilson experimental design method. Itwas studied for T, 350-600 ºC range, for Po, 15-70 atm range, for N, 0-40 Hz range andfor t, 120-240 min range. The experiments, have carried out in batch system. Qualitativeanalyses were conducted with FTIR and quantitative analyses were conducted iodimety.Two factor interactions were considered by side single effect of each parameters onSBH production. It was found that interactions of T-Po and Po-N quite effected on SBHproduction. The system was described with two factor interactions (2FI) lineer model. Itwas found that all of the research parameters effect linearly on SBH production. It wasobserved that SBH formation is improved by rise of T, Po, N and t. The highest SBHproduction yield was obtained at research range as % 57.25 when T = 500 oC, Po = 46atm, N = 35 Hz and t = 210 min. Sodium metaborate which was at the same conditionswith dehydrated borax was used in an experiment as an borate compound forcomparison. It was found that production of SBH was similar in these experiments.Also in this research, Jander, Avrami and Jach kinetic models have applied to solid-solid reaction system. It was seen that Avrami kinetic model was quite better than othermodels in view of convenience model with experimental data.2007, 155 pagesKey Words: sodium borohydride, dehydrated borax, magnesium hydride, Box-Wilson,iodimetry.ii