Kinetic investigation of boron oxide production from boric acid

Bor, başlıca cam sanayi, seramik, temizlik, tarım, nükleer uygulamalar,metalurji, ve uzay teknolojileri sahalarında geniş bir kullanım alanına sahiptir.Bor oksit cevherden elde edilebilen en yüksek bor içeriğine sahip rafine birüründür. Dolayısıyla hammadde olarak bor içeren cevher yönünde olantercihler, gün geçtikçe doğrudan bor oksit kullanımı yönünde değişimgöstermektedir. Yüksek saflıkta bor oksit kullanımı, sonuca doğrudan etkilerineek olarak az enerji kullanımı, düşük maliyet, az çevre kirliliği gibi dolaylıkatkılar da sağlamaktadır. Türkiye?de, yakın bir gelecekte doğrudan bor oksitüretimine yönelik projelerin artacak olması sebebiyle bu çalışmada yükseksaflıkta bor oksit üretim şartlarının belirlenmesi ve reaksiyonun kinetikdetaylarının incelenmesi amaçlanmıştır.Bu çalışmada borik asidin dehidrasyonu ile yüksek saflıkta bor oksitin üretimşartları belirlenmiş ve reaksiyon hız ifadesi geliştirilmiştir. Termogravimetrikanaliz (TGA) çalışmalarından reaksiyon sıcaklık aralıkları belirlenmiş vereaksiyonun 330ºC civarında tamamlandığı gözlenmiştir. Değişik koşullardaüretilen numunelerde en yüksek saflık, yaklaşık % 99,93 saflık ile, numuneyiiv130ºC?de 30 dakika ve 330ºC?de 60 dakika bekleterek, 5ºC.dk-1 ısıtma hızı ileelde edilmiştir. Ürünün kristal yapısı hakkında bilgi edinmek için elde edilen X-ışını kırınım desenleri, hegzagonal yapının olduğunu göstermiştir. Azotadsorbsiyon/desorbsiyonu deneylerinden ürünün yaklaşık 7 m2.g-1 yüzey alandeğerine sahip olduğu gözlenmiştir.Borik asidin sabit sıcaklık dehidrasyonu, 80-350ºC sıcaklık aralığında, onbirfarklı sıcaklıkta incelenmiştir. Maksimum kütle dönüşüm değerlerine, düşüksıcaklıklarda 3 günde, yüksek sıcaklıklarda yaklaşık 45 dakika civarındaulaşılmıştır. Değişik sıcaklıklarda belirlenen reaksiyon hız sabitlerinin, sıcaklıkartışı ile arttığı ve yüksek sıcaklıklarda birbirine yaklaştığı görülmüştür. Düşükve yüksek sıcaklık bölgelerinde reaksiyon mertebesi birdir. Fakat 230 ile 250ºCsıcaklık aralığında, reaksiyon mertebesinde bir değerinden iki civarına ani birartış gözlenmiştir. Aktivasyon enerjisi sabit sıcaklık deneylerinden 48,0 kJmol-1ve TGA verilerinden, reaksiyon mertebesinin bir olduğunu varsayarak 36,4kJmol-1 olarak bulunmuştur.Bilim Kodu : 937Anahtar Kelimeler : Bor oksit, dehidrasyon, kinetik çalışma, saflık tayiniSayfa Adedi : 83Tez Yöneticisi : Prof Dr. Suna BALCI, Doç. Dr. Naime Aslı Sezgi