Desenvolvimento de carreadores para fertilizantes a base de zeólita Lta e hidroxiapatita com liberação lenta de nitrogênio, fósforo e potássio
The present work describes the development of composite materials to be used as slowrelease fertilizers. To obtain these composite materials, bentonite and illite clays, LTA zeolites and clinoptilolite were tested as potassium carriers. The materials were characterized by X-ray diffraction (XRD),...
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| Формат: | doctoralThesis |
| Язык: | pt_BR |
| Опубликовано: |
Universidade Federal do Rio Grande do Norte
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| Предметы: | |
| Online-ссылка: | https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/52426 |
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Química Fertilizantes de liberação lenta Zeólitas Argilas Carreadores de potássio Compósitos-NPK CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA Diógenes, Larissa Castro Desenvolvimento de carreadores para fertilizantes a base de zeólita Lta e hidroxiapatita com liberação lenta de nitrogênio, fósforo e potássio |
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The present work describes the development of composite materials to be used as slowrelease fertilizers. To obtain these composite materials, bentonite and illite clays, LTA
zeolites and clinoptilolite were tested as potassium carriers. The materials were
characterized by X-ray diffraction (XRD), X-ray fluorescence (FRX), Fourier transform
infrared spectroscopy (FTIR), the leached potassium content in soil columns was
determined by atomic emission spectrometry with inductively coupled plasma
(ICP-OES). Among the materials tested, the LTA zeolite was the one that presented the
best potassium adsorption capacity with a slow and gradual release behavior, which are
desirable characteristics for slow-release fertilizers. Zeolite LTA was also exchanged
with KOH solutions of different concentrations and different times. In this process, the
KOH concentration exerts a greater influence on the K+ adsorption capacity by the LTA
zeolite than the time used in the cation exchange process. Considering the good
performance of the LTA zeolite as a K+ ion carrier in the soil and its high K+ adsorption
capacity, this material was chosen for the formulation of the composites. The composites
were prepared with LTA zeolite, urea, and hydroxyapatite, which is a calcium phosphate
that presents excellent biocompatibility and a specific area that allows the connection
with urea molecules. The composites were synthesized through precipitation reactions of
phosphate ions in suspension of calcium hydroxide with urea and LTA zeolite and
characterized by XRD, FRX, FTIR and scanning electron microscopy (SEM-FEG). XRD
analysis with Rietveld refinement confirmed that the composite samples have
hydroxyapatite in their composition. In the samples identified as HUZ and ZHU, the
hydroxyapatite present is found in two phases, monoclinic and hexagonal. In the other
two composite samples Z3AUH2 and HAZ3AU, hydroxyapatite is present only in the
monoclinic phase. The presence of phases referring to hydroxyapatite, Zeolite LTA and
urea are also confirmed by FTIR and SEM results. The SEM images show hydroxyapatite
crystals with urea in the form of rods lining the cubic surface of the LTA zeolite. The best
results were obtained by preparing a composite material based on Zeolite LTA,
hydroxyapatite, and urea, for use as a slow-release fertilizer for soil nutrients. |
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Pergher, Sibele Berenice Castella |
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ri-123456789-524262023-05-16T00:36:46Z Desenvolvimento de carreadores para fertilizantes a base de zeólita Lta e hidroxiapatita com liberação lenta de nitrogênio, fósforo e potássio Diógenes, Larissa Castro Pergher, Sibele Berenice Castella http://lattes.cnpq.br/3592387506036335 http://lattes.cnpq.br/5249001430287414 Araújo, Antônio Souza de http://lattes.cnpq.br/9770622597949866 Santos, Luciene da Silva Bieseki, Lindiane Loiola, Adonay Rodrigues Carretero, Isabel Diaz Química Fertilizantes de liberação lenta Zeólitas Argilas Carreadores de potássio Compósitos-NPK CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA The present work describes the development of composite materials to be used as slowrelease fertilizers. To obtain these composite materials, bentonite and illite clays, LTA zeolites and clinoptilolite were tested as potassium carriers. The materials were characterized by X-ray diffraction (XRD), X-ray fluorescence (FRX), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), the leached potassium content in soil columns was determined by atomic emission spectrometry with inductively coupled plasma (ICP-OES). Among the materials tested, the LTA zeolite was the one that presented the best potassium adsorption capacity with a slow and gradual release behavior, which are desirable characteristics for slow-release fertilizers. Zeolite LTA was also exchanged with KOH solutions of different concentrations and different times. In this process, the KOH concentration exerts a greater influence on the K+ adsorption capacity by the LTA zeolite than the time used in the cation exchange process. Considering the good performance of the LTA zeolite as a K+ ion carrier in the soil and its high K+ adsorption capacity, this material was chosen for the formulation of the composites. The composites were prepared with LTA zeolite, urea, and hydroxyapatite, which is a calcium phosphate that presents excellent biocompatibility and a specific area that allows the connection with urea molecules. The composites were synthesized through precipitation reactions of phosphate ions in suspension of calcium hydroxide with urea and LTA zeolite and characterized by XRD, FRX, FTIR and scanning electron microscopy (SEM-FEG). XRD analysis with Rietveld refinement confirmed that the composite samples have hydroxyapatite in their composition. In the samples identified as HUZ and ZHU, the hydroxyapatite present is found in two phases, monoclinic and hexagonal. In the other two composite samples Z3AUH2 and HAZ3AU, hydroxyapatite is present only in the monoclinic phase. The presence of phases referring to hydroxyapatite, Zeolite LTA and urea are also confirmed by FTIR and SEM results. The SEM images show hydroxyapatite crystals with urea in the form of rods lining the cubic surface of the LTA zeolite. The best results were obtained by preparing a composite material based on Zeolite LTA, hydroxyapatite, and urea, for use as a slow-release fertilizer for soil nutrients. O presente trabalho descreve o desenvolvimento de materiais compósitos para serem empregados como fertilizantes de liberação lenta. Para a obtenção destes materiais compósitos foram testadas argilas bentonita e ilita, zeólitas LTA e clinoptilolita como carreadores de potássio. Os materiais foram caracterizados por difração de raios-X (DRX), fluorescência de raios X (FRX), espectroscopia na região infravermelho por transformação de fourier (FTIR), o teor de potássio lixiviado em colunas com solo foi determinado por espectrometria de emissão atômica com plasma indutivamente acoplada (ICP-OES). Dentre os materiais testados a zeólita LTA foi a que apresentou melhor capacidade de adsorção de potássio com comportamento de liberação lento e gradativo que são características desejáveis para os fertilizantes de liberação lenta. A zeólita LTA também foi trocada com soluções de KOH de diferentes concentrações e diferentes tempos. Neste processo a concentração de KOH exerce maior influência na capacidade de adsorção de K+ pela zeólita LTA do que o tempo utilizado no processo de troca catiônica. Considerando o bom desempenho da zeólita LTA como carreador de íons K+ no solo e sua alta capacidade de adsorção de K+, este material foi escolhido para a formulação dos compósitos. Os compósitos foram preparados com zeólita LTA, ureia e hidroxiapatita, que é um fosfato de cálcio que apresenta excelente biocompatibilidade e uma área específica que permite a ligação com moléculas de ureia. Os compósitos foram sintetizados através de reações de precipitação de íons fosfatos em suspenção de hidróxido de cálcio com ureia e zeólita LTA e caracterizados por DRX, FRX, FTIR e microscopia eletrônica de varredura (MEV-FEG). A análise de DRX com refinamento de Rietveld confirmaram que as amostras dos compósitos apresentam a hidroxiapatita em sua composição. Nas amostras identificadas como HUZ e ZHU a hidroxiapatita presente se encontra em duas fases monoclínica e hexagonal. Nas outras duas amostras Z3AUH2 e HAZ3AU de compósito, a hidroxiapatita está presente em apenas na fase monoclínica. A presença de fases referente a hidroxiapatita, Zeólita LTA e ureia, também são confirmadas pelos resultados de FTIR e MEV. As imagens de MEV mostram cristais de hidroxiapatita com ureia em forma de bastonetes revestem a superfície cúbica da zeólita LTA. Os melhores resultados foram obtidos possível preparar um material compósito a base de Zeólita LTA, hidroxiapatita e ureia, para uso com fertilizante de liberação lenta de nutrientes em solo. 2023-05-16T00:36:09Z 2023-05-16T00:36:09Z 2022-11-03 doctoralThesis DIÓGENES, Larissa Castro. Desenvolvimento de carreadores para fertilizantes a base de zeólita Lta e hidroxiapatita com liberação lenta de nitrogênio, fósforo e potássio. Orientador: Sibele Berenice Castellã Pergher. 2022. 141f. Tese (Doutorado em Química) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2022. https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/52426 pt_BR Acesso Aberto application/pdf Universidade Federal do Rio Grande do Norte Brasil UFRN PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUÍMICA |