Yapay borasit sentezlenmesi ve karakterizasyonu
Boracite synthesis and characterization
Yazar: TUĞBA İBROŞKA
Danışman: YRD. DOÇ. DR. EMEK DERUN ÖRÖYDOR
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Maden çeşitliliği bakımından dünyanın önde gelen ülkelerinden olan Türkiye, madencilik çalışmalarında ve madencilikle geçimde dünyada ilk sıralarda bulunan bir ülkedir. Madenciliğin bukadar gelişmiş olduğu bir ülkede madenlerin özelliklerinden yararlanıp teknolojinin ilerlemesi yönünde çalışmaların yapılması doğal bir durumdur. Türkiye'deki madenlerin başında ise dünya rezervinin %73'lük payına sahip olduğu bor minerali bulunmaktadır. Bor mineralinin gerek fiziksel gerekse kimyasal özellikleri endüstriyel alanda kullanımını büyük ölçüde arttırmıştır. Birçok üründe hammadde olarak kullanılması planlanan borun saf olarak elde edilmesi oldukça zor olmakla birlikte çok pahalıdır. 
Bor bileşiklerinin önemli bir grubu olan magnezyum boratlar yüksek bor içeriğinden dolayı sanayi sektöründe aranılan hammaddelerden biridir. Magnezyum borat bileşikleri doğal yollarla elde edildiği gibi laboratuvar ortamında sentetik olarak da elde edilebilmektedir. Laboratuvar ortamında 3 farklı yöntemle magnezyum borat bileşikleri elde edilmektedir. Bu yöntemler; termal sentez (katı hal yöntemi), hidrotermal sentez ve mikrodalga yöntemidir. Termal yöntemde hammaddeler yüksek sıcaklık fırınında hava veya inert ortamda reaksiyona sokulması prensibine dayanmaktadır. Hidrotermal yöntemde magnezyum ve bor kaynağı sıvı ortamında sıcaklık etkisiyle reaksiyonunu tamamlamaktadır. Mikrodalga yönteminde ise magnezyum ve bor kaynağı mikrodalga ışınları altında belirlenen sürelerde reaksiyona sokulmaktadır.
Yapılan bu tez çalışmasında magnezyum oksit (MgO), magnezyum klorür hekzahidrat (MgCl2.6H2O) ve boroksit (B2O3) hammadeleri kullanılarak, katı hal yöntemiyle klor içerikli magnzeyum borat ailesinden saf borasit sentezi amaçlanmıştır. Teorik reaksiyon oranları, reaksiyon sıcaklığı, hammaddeler ve reaksiyon süreleri değiştirilerek optimum şartlarda saf borasit eldesi tamamlanmıştır. Deneysel çalışmaları XRD, FT-IR ve SEM analiz sonuçları ile yorumlanmıştır. Saf borasit eldesi çalışmasında daha iyi sonuçlara ulaşmak amacıyla hammaddelerden magnezyum klorür hekzahidratı 2 katına çıkartmak veya hammaddelerden magnezyum oksiti çıkartıp 2 hammaddeyle analizi gerçekleştirmek gibi yöntemlere de başvurulmuştur.  
Tüm denemeler ve analizler sonucunda saf borasit eldesi başarılmıştır. XRD analizinde en yüksek skorla elde edilen, FT-IR analizinde ise saf borasit karakteristik pikleriyle en çok benzerlik gösteren ürün, magnezyum klorür hekzahidrat ve boroksit hammaddelerinden yapılan, 600°C sıcaklıkta 1 saatte gerçekleşen reaksiyon sonucu oluşmuştur. 01-071-0750 koduyla tanıtılan saf borasit mineralinin daha sonra SEM analizi ile tanecik boyutuna bakılmış ve nano boyutta olduğu belirlenmiştir.

Abstract:
Of the world's leading countries in terms of mineral diversity, Turkey, mining operation in the world is a country located in the first rank. In a country where mining is advanced so take advantage of the characteristics of mining works towards the advancement of technology is a natural condition to be done. Boron, is ranked first in the minerals extracted in Turkey. In addition, Turkey has some 73% of the world's boron reserves. Physical and chemical properties of boron, greatly inreased the use of boron. Boron is planned to use as a raw material for many products and also as pure boron is quite difficult and very expensive to obtain.
Magnesium borates, which is important group of compounds of boron, are one of the sought after raw materials, due to high boron content, in industrial sector. Magnesium borate compounds as obtained by natural means also be produced synthetically in a laboratory. Magnesium borate compounds are obtained by 3 different methods in laboratory. These methods; thermal synthesis (solid-state method), hydrothermal synthesis and microwave method. Thermal method: raw materials are reacted in the air or inert atmosphere in high temperature furnace. Hydrothermal method: magnesium and boron sources are complete reaction with temperature effects in liquid medium. Microwave method: magnesium and boron source are reacted under microwave radiation.
In this thesis, magnesium oxide (MgO), magnesium chloride hexahydrate (MgCl2.6H2O) and boron oxide (B2O3) was used as raw materials, pure boracid is aimed to synthesize by solid state metod. Pure boracid was prepared by different theoretical reaction rate, reaction temperature, reaction time and raw material. Experimental studies are interpreted by XRD, FT-IR and SEM analysis results. Also in this study, using different amounts of magnesium chloride hexahydrate or magnesium oxide-free analysis methods were also applied to achieve better results.
Pure boracid were obtained in all experiments and analysis. The best products obtained in 1 hour at 600oC has occurred from magnesium chloride hexahydrate and boron oxide. SEM analysis was conducted to 01-071-0750 coded obtained pure boracid mineral and it was determined that nano-sized.