Optimization of boric acid removal with graphene oxide samples
Grafen oksit örnekleriyle borik asit giderimininoptimizasyonu
- Tez No: 849002
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ HALUK KORUCU, AR.GÖR. ESRA YILMAZ MERTSOY
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Çankırı Karatekin Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 86
Özet
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.
Özet (Çeviri)
The world's greatest reserves of boron are found in Türkiye. Boron compounds, such as boric acid, borax, boroxide, are generated in Türkiye by processing boron ores. Environmental issues come from the formation of boron waste during production operations, as this waste cannot be evaluated. This work aims to characterize the optimization of adsorption of synthetically generated boric acid solutions using graphene oxide samples by the Taguchi method. The study used the L9 (34) experimental design, which has 4 factors and 3 levels. The factors that were chosen were the pH of the solution, the method used to make graphene oxide, the amount of graphene oxide that was used, and the concentration of boric acid. The Staudenmaier, Staudenmaier-Hummers, and Hummers techniques were chosen for the production of graphene oxide at pH levels of 3.5, 7, and 10. The amounts of graphene oxide used were 1g, 2g, and 3g. The experiments were conducted using the L9 (34) experimental design, model. Raman spectroscopy was used to determine the D/G peak ratio in graphene oxide samples. SEM+EDS analysis was conducted to measure the C/O ratio. BET analysis was employed to measure the surface area. The zeta sizer was used to analyze the zeta potential and particle size distribution. Finally, FTIR was used for structural characterization. It was measured to see how much boric acid was left in the fluid and how much boric acid was kept per gram of graphene oxide. The Taguchi method was used to assess the adsorption of boric acid on graphene oxide samples of the criterions numerical results. Optimum points were obtained for each criterion. Due to variations in the characteristics of graphene oxide, distinct patterns have been discovered at the places that yield the best results for each criterion. When evaluating the adsorbed boric ii acid per gram graphene oxide, it was noted that the retention of boric acid per gram of graphene oxide increased with higher pH levels and greater boron concentration in the solution. Additionally, the quantity of graphene oxide utilized dropped as the amount increased. The Staudenmeair method has demonstrated greater efficacy in adsorbing boric acid than the Hummers method. It's possible that graphene oxide can be used on its own for boric acid binding once the Taguchi optimization results of the L9(34) experimental design are looked at. Furthermore, boric acid adsorption has been shown to improve the criteria properties of graphene oxide, according to the optimization results. These findings indicate that graphene oxide is a useful material for eliminating boron industrial process waste.
Benzer Tezler
- Borik asit ve boraks pentahidrat bileşiklerinin kristalizasyon ile üretim şartlarının CMSMPR sisteminde optimizasyonu ve kekleşmenin incelenmesi
Optimization of the production conditions by crystallization of boric acid and borax pentahydrate compounds in CMSMPR system and investigation of caking
SİNAN KUTLUAY
Doktora
Türkçe
2018
Kimya MühendisliğiSelçuk ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. AYHAN ABDULLAH CEYHAN
PROF. DR. ÖMER ŞAHİN
- Bor karbür oluşum koşullarının belirlenmesi ve toz karakterizasyonu
Determination of boron carbide formation reaction conditions and powder characterization
GÜLTEKİN GÖLLER
- Yüksek bor ayırma kapasitesine sahip yeni nesil ince film nanokompozit membranlar
Novel thin film nanocomposite membranes with high boron removal capacity
SÜER KÜRKLÜ KOCAOĞLU
Doktora
Türkçe
2023
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞERİFE BİRGÜL ERSOLMAZ
- Kolemanitten borik asit üretim prosesinin optimizasyonu
Optimization of boric acid production process from colemanite
MEHTAP ÖZEKMEKCİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Kimya MühendisliğiBursa Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ÇOPUR
- Yonga levha üretiminde ticari yanma geciktiricilere alternatif olarak borik asit kullanımının optimizasyonu
Optimization of the use of boric acid as an alternative commercial flame retardant in the production of particlebo-ard
CENNET BURCU SIRADAĞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Ağaç İşleriBartın ÜniversitesiOrman Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ABDULLAH İSTEK