Farklı yöntemlerle bakır borat üretimi ve üretim yöntemlerinin karşılaştırılması
Synthesis of copper borate with different methods and the comparison of synthesis methods
Yazar: SİBEL KAVCI
Danışman: DOÇ. DR. EMEK DERUN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Türkiye bor mineralindesahip olduğu dünya bor rezervlerinin %72.2'lik miktar ve bu cevherlerintaşıdığı kalite ile dünyanın önde gelen ülkeleri arasındadır. Bor rezervlerinin kalan %8.5'i Rusya'da iken %6.8'i ise Amerika Birleşik Devletleri'nde (ABD) bulunmaktadır.Bu rezervlerin toplamı yaklaşık olarak 1.2 milyar ton yapmaktadır. Doğada bulunan bor mineralleri/cevherleri bu halleriyle de ticari önem taşıyabilmekle birlikte çeşitli tiplerde rafine bor bileşikleri üretebilmek amacıyla teknolojik işlemlerin uygulanması da gerekebilmektedir. Ticari olarak üretilen özel bor bileşiği sayısı dünyada 175 civarındadır. Kullanım alanları, bor bileşiklerinin içerdikleri bor oksit (B2O3) miktarlarına veya taşıdıkları kimyasal veya fiziksel özelliklerine göre değişkenlik gösterebilmektedir. 
Metallerin birçoğu için reaksiyon koşullarını ve/veya hammadde koşullarını değiştirerek kristal suyu içeren ve içermeyen metal borat tuzları ve bileşiklerini oluşturmak mümkündür. Boratlar üzerine yapılan araştırmaların temel hedefi, başka hiçbir tür ile elde edilemeyen ayırt edici fiziksel özelliklere sahip yeni bileşiklerin bulunmasına ve tanımlanmasına olanak sağlamaktır.Bakır borat ise, metal boratlar arasında yüksek iletkenliğe sahip bir bileşiktir. Bu özelliğinden yararlanarak, süper iletkenlik ve manyetik yarı iletken olarak sektörde değerlendirebilmesi ön görülmektedir.
Çalışmada, literatür bölümünde, bor minerali, bor bileşikleri ve bakır boratlar hakkında detaylı bilgi verilmiştir. Ardından, bakır borat sentezi ilgili yapılan çalışmalaradeğinilmiştir. Çalışmanın deneysel bölümünde, XRD (X-Işını Kırınımı) kullanılarak hammadde ve sentezlenen numunelerin karakterizasyonları gerçekleştirilmiştir.
Bakır boratlar hidrotermal ve termal yöntemlerle üretilebilmektedir. Hidrotermal ultrasonik yöntemde bakır kaynağı ve bor kaynağı sıcaklık etkisi ile sıvı bir ortamda ultrasonik ses dalgaları veya manyetik karıştırma ile reaksiyon verir. Termal (Katı-Hal) yöntemde ise bakır ve bor kaynakları yüksek sıcaklık fırınında reaksiyona girer.
Deneysel çalışmalar sonunda; hidrotermal ultrasonik yöntem ile ''00-001-0472'' XRD pdf kodlu bakır borat Cu(BO2)2  ; termal yöntem ile ''00-032-0324'' pdf kodlu bakır borat Cu3B2O6 ve ''01-072-2024'' pdf kodlu bakır borat CuB2O4bileşiğinin sentezlendiği görülmüştür.

Abstract:
Turkey is globally among the prominent countries in hosting boron reserves and the quality of its ore. The world boron reserve is 1.2 billion tons; %72.2 of which is in Turkey, 8.5% is in Russia and 6.8% in the US. Boron minerals or ore can be comercially important in their natural state, although to produce various refined boron compounds usually they need to be subjected to some technological processes. There are about 175 kinds of special boron compounds that are commercially produced around the world. The usage area of boron compounds varies due to the boron oxide (B2O3) amount and the physical or chemical characteristics they feature.
For many of the metals it is possible to modify the reaction conditions and / or the raw material conditions to form metal borate salts and compounds with and without crystal water.The main objective of the investigations on borates is to enable the identification and identification of new compounds with distinctive physical properties which can not be obtained by any other species.Copper borate is a highly conductive compound between metal borates. Taking advantage of this feature, it is predicted that it can be evaluated in the sector as superconductivity and magnetic semiconductors.
In the study, initally in the literature review part, detailed information is presented about boron mineral, boron compounds and copper borates. Then, within the literature review studies made on copper borate synthesis are referred. At the experimental part of the study, raw material and synthesized samplescharacterizations are carried out by using XRD (X-ray diffraction).
Copper borates can be produced by hydrothermal and thermal methods. The hydrothermal ultrasonic method is based on the seperately solvation of copper and boron resources in a liquid environment and creating a reaction via heating. On the other hand, thermal (solid-state) method is based on reacting copper and borate resources with the help of a high-temperature oven in an air environment. 
Finally, in the ultrasonic method copper and borate resources make a reaction by ultrasonic sound waves and heating in a liquid environment.
As a result of the experimental practices, the copper borate compounds coded "00-001-0472",''00-032-0324'' and ''01-072-2024''XRD pdf are synthesised.