Nano boyutta BaSO4 kristallerinin üretiminde deneysel parametrelerin incelenmesi
Investigation of experimental parameters in the manufacture of nano sized BaSO4 crystals
Yazar: MURAT ALPER CEDİMAĞAR
Danışman: YRD. DOÇ. DR. EMEL AKYOL
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Günümüzde araştırma ve geliştirme alanlarında küçük parçacıkların üretimi oldukça önemli bir konu haline gelmiştir. Bu nano parçacıkların, heterojen kataliz, yarı iletkenler, mikro elektronik, bilgi depolama, ilaç, boya ve seramik sanayi gibi pek çok alanda geniş uygulama potansiyeli mevcuttur. Kristaller çok küçük boyutlara indirildiğinde yüzey alanlarında büyük bir artış meydana gelir ve çok farklı yeni özellikler kazanabilirler. Nano boyutta sentezlenen baryum sülfatın yüzey alanının artması sayesinde malzemelerin termal kararlılığı, kristalleşme hızı, direnç etkinliği ve termolüminesans özelliklerinde geliştirilmiş avantajlar sağlanmaktadır. 
Oluşan nano parçacıkların hacme karşı yüzey alanının yüksek olması nedeniyle bu parçacıkların yüzey aktiviteleri de oldukça yüksektir ve dolayısıyla topaklanma eğilimindedirler ve bu durum uygulanabilirliklerini azaltmaktadır. Kullanıldığı alan ve malzemeye uygun özelliklere sahip baryum sülfat parçacıklarının elde edilebilmesi için topaklanmaların engellenebildiği, kontrollü boyut ve morfolojilerde üretim yapabilmek kritik önem arz etmektedir.
Yapılan bu çalışmada petrol endüstrisi başta olmak üzere plastik, ilaç, boya vb. sektörler için büyük öneme sahip baryum sülfat kristalizasyonuna etilendiamin tetraasetik asit, poliakrilik asit ve polivinil sülfonik asit'in etkileri incelenmiştir. Katkı maddeleri farklı konsantrasyonlarda kullanılarak baryum sülfat kristalizasyonu gerçekleştirilmiş ve meydana gelen kristallerinin parçacık boyutu, morfolojik özellikleri ve topaklanma eğilimleri üzerine etkileri araştırılmıştır. Ayrıca pH, sıcaklık ve ekleme süresi gibi farklı kristalizasyon parametrelerinde üretimler yapılmış ve kristalizasyon prosesine etkileri incelenmiştir.
Yapılan deneysel çalışmalar değerlendirildiğinde pH, kullanılan katkı maddesi ve konsantrasyonlarının baryum sülfat kristallerinin ortalama boyut, morfoloji ve topaklanma eğilimini önemli ölçüde etkilediği gözlemlenmiştir.

Abstract:
Today, the production of small particles in research and development fields has become an important subject. These nano-particles have wide application potential in many areas such as heterogeneous catalysis, semiconductors, microelectronics, data storage, pharmaceutical, paint and ceramic industrial applications. When the crystals are reduced to very small dimensions, a large increase in surface area occurs and this can earn them many new different features. With the increase of surface area of the barium sulfat synthesized in a nanometer range, improved benefits are provided to the properties of a material such as thermal stability of the materials, the crystallization rate, resistance activity and thermoluminescence properties. 
The resulting surface activity of these nano particles is quite high due to the high surface area to volume ratio of the particles and as a result they tend to agglomerate which decreases their applicability. In order to obtain the barium sulfate particles with the appropriate properties for the material that it is used, avoiding the agglomeration and having a controlled size and morphology during the production is of critical importance.
In this study the effects of ethylenediamine tetraacetic acid, polyacrylic acid and polyvinyl sulfonic acid on barium sulfate crystallization which has a great importance for industries such as pharmaceuticals, paint, plastic and especially the oil industry were investigated. The barium sulfate crystals synthesized with the additives used in different concentrations and the effects of these additives on the properties of the crystals such as particle size, morphology and tendency to agglomerate were investigated. In order to examine the effect of various experimental conditions on crystallization process, productions were also carried out in different pH, temperature and addition.
Concidering the results of the experimental studies, it is observed that the concentration of the used additives and the pH of the barium sulfate crystallization has significant effects on the average size, morphology and agglomeration tendency of the formed crystals.