Bor atıklarının aerojel üretiminde değerlendirilmesi
Evaluation of boron wastes in aerogel production
Yazar: MEHMET GÜRSOY
Danışman: PROF. DR. HÜSEYİN ÖZKAN TOPLAN
Sakarya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Bu çalışmada, ETİ maden A.Ş.'den temin edilen sodyum içerikli boraks şlamı atığı hammadde olarak kullanılmıştır ve sol-jel üretim tekniğiyle borasilikat aerojellerin üretilmesi amaçlanmıştır. Yapılan çalışma ile bor atığının endüstriyel olarak aerojel üretiminde kullanılabilirliğinin arttırılması hedeflenmiştir. Kullanılan hammaddenin tane boyutunu değiştirmek ve kimyasal reaksiyonları hızlandırmak için başlangıç tozuna 0s, 1s ve 2s mekanik aktivasyon işlemi yapılmıştır. Böylece 0s, 1s, 2s aktive edilen boraks şlamı atığı sol-jel üretim tekniği kapsamında; HCl asitle çözeltiye alınarak sol çözeltisi elde edilmiştir ve NaOH baz katalizörü ilavesiyle jelleşme meydana getirilmiştir. Jelleşme meydana geldikten sonra olgunlaşma aşamasına tabii tutulmuştur ve sonrasında çeşitli kimyasallar kullanılarak jel içindeki istenmeyen maddeler uzaklaştırılmış, jelin bağ yapısının dayanımının arttırılması sağlanmıştır. Isıtıcı kurutma ve dondurucu kurutucu kullanılarak aerojellerin kurutulması işlemi ile borasilikat aerojel tozları sentezlenmiştir. Sentezlenen aerojel tozları XRD, SEM, FESEM, EDS, FTIR, tane boyut analizi ve termal iletkenlik ölçümü analizi ile karakterize edilmiştir.
Analizler sonucunda, borasilikat aerojel tozlarının yapısında yüksek miktarda gözeneklerin olduğu gözlenmiştir ve buna bağlı olarak düşük yoğunluğa, iyi derecede toz akışına, B-Si ve B-O bağlarına ve iyi termal iletkenlik katsayısı gibi özelliklere sahip katma değeri yüksek bir yalıtım malzemesi elde edilmiştir.

Anahtar kelimeler: Borasilikat aerojel, sol-jel üretim tekniği, mekanik aktivasyon

Abstract:
In this study, the borax slime (slurry) waste supplied from ETİ maden A.Ş. containing sodium content was used as raw material and the aim was to produce borasilicate aerogels by left-gel production tecnique. The aim of this study is to increase the industrial usability of boron waste. In order to change the grain size of the raw material and accelerate chemical reactions 0h, 1h and 2h mechanical activation process was applied to the starting powder. Thus 0h, 1h, 2h activated borax slime waste within left-gel production technique; the left-solution was obtained in solution with HCl acid and gelling was formed by the addition of NaOH base catalyst. After gelation occured, it was subjected to the maturation stage and then, by using various chemicals, unwanted materials was removed from the gel, as a result the strength of bond structure of the gel was increased. Borasilicate airgel powders were synthesized by using atmospheric drying and freezing dryer techniques. The synthesized aerogel powders were characterized by XRD, SEM, FESEM, EDS, FTIR, particle size analysis and thermal conductivity measurement analysis.
As a result of the analyzes, it was observed that there was a high amount of pores in the structure of borasilicate airgel powders and consequently a high value-added insulating material with low density, good powder flow, B-Si and B-O bonds and good thermal conductivity coefficient is obtained.

Keywords: Borasilicate aerogels, left-gel production technique, mechanical activation