Optimization of boric acid removal with graphene oxide samples

Türkiye dünyanın en büyük bor rezervlerine sahip ülkesidir.Türkiye de bor cevherlerini iĢlenerek borik asit, boraks, boroksit gibi bor bileĢikleri üretilmektedir. Üretim süreçlerinde prosesler içinde bor atığı oluĢmakta, bu atığın değerlendirilmesi mümkün olmadığı için çevresel sorunlar ortaya çıkmaktadır. Bu çalıĢmada sentetik olarak hazırlanan borik asit çözeltilerinin, grafen oksit örnekleri ile adsorbsiyonun Taguchi yöntemi ile optimizasyonun karakterize edilmesi hedeflenmiĢtir. ÇalıĢmamızda 4 parametre ve 3 seviyeden oluĢan L9 (34) deney tasarımı kullanılmıĢtır. Seçilen parametreler çözelti pH, grafen oksit sentez yöntemi, grafen oksit miktarı ve borik asit konsanstrasyonu olarak belirlenmiĢtir. pH olarak 3,5-7-10, grafen oksit sentez yöntemi olarak Staudenmaier, Staudenmaier-Hummers, Hummers yöntemleri, grafen oksit miktarı olarak 1g, 2g, 3g olarak seçilmiĢtir. L9 (34) deney tasarımı modeline gore deneyler gerçekleĢtirilmiĢtir. Her deney sonunda grafen oksit örnekler ve çözeltisi birbirinden ayrılarak analiz edilmiĢtir. Grafen oksit örneklerinde Raman ile D/G pik oranı ,SEM +EDS ile C/O oranı, BET ile yüzey alanı ölçümü, ZETA SĠZER ile Zeta potansiyeli ve parçacık boyut dağılım analizi ve FTIR ile yapı karakterizasyonu gerçekleĢtirilmiĢtir. Çözeltide ise kalan borik asit analiz edilerek gram grafen oksit baĢına tutulan, borik asit hesap edilmiĢtir. Grafen oksit örneklerine ait ve borik asit adsorplanmasına yönelik sayısal sonuçlar, Taguchi yöntemi ile analiz edilerek her bir kriter için optimum noktalar belirlenmiĢtir. Grafen oksit özelliklerini ilgilendiren kritler birbirlerinden farklı davranıĢ gösterdiği için, kriterlere gore optimum noktlarda farklılıklar gözlenmiĢtir. Gram grafen oksit baĢına adsorblanan borik asit değerlendirildiğinde, pH artıkça ve çözeltideki bor miktarı artıkça gram grafen oksit iv baĢına tutulan borik asit miktarının artığı ve kullanılan grafen oksit miktarı artıkçada azaldığı gözlenmiĢtir. Staudenmeair yönteminın, Hummers yöntemine gore borik asit adsorbsiyonu üzerinde daha baĢarılı olduğu gözlenmiĢtir. L9(34) Deney tasarımına ait Taguchi optimzasyon sonuçları değerlendirildiğinde, grafen oksitin borik asit adsorbsiyonunda tek baĢına kullanılabilmesi mümkündür. Ayrıca borik asit adsorbsiyonun grafen oksitin kriter özelliklerinde iyileĢtirici etkilerde bulunduğu optimizasyon sonuçlarındanda görülmüĢtür. Bu sonuçlar grafen oksitin bor tesisleri proses atıklarının gideriminde de kullanılabilirliğini gösteren nitelikte bir çalıĢma olmuĢtur.