CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / As zeÃlitas sintÃticas apresentam uma sÃrie de vantagens sobre as naturais em diversas aplicaÃÃes. Estudos recentes tÃm demonstrado que as zeÃlitas sÃo mais eficientes que as argilas na capacidade em reter Ãgua e exercer trocas iÃnicas de espÃcies iÃnicas importantes para a agricultura, alÃm de permitir acomodar apreciÃvel quantidade de sais que podem servir como fontes de nitrogÃnio e outros para vegetais. Tendo em vista a importÃncia tecnolÃgica das zeÃlitas, o presente trabalho tem como objetivo sintetizar a zeÃlita 4A, atravÃs de uma nova metodologia baseada na diagÃnese acelerada envolvendo um metacaulim. Neste estudo foram avaliados tambÃm os aspectos quantitativos e termocinÃticos aplicando o modelo de Osawa (estabilidade tÃrmica), do nitrato de amÃnio (NH4 + e NO3 -) ocluido na estrutura de uma zeÃlita 4A, a partir do qual pode vir a simular uma forma de cultivo com nitrogÃnio menos dispendioso. A zeÃlita 4A foi obtida atravÃs de uma nova metodologia baseada na diagÃnese acelerada do metacaulim, com a caracterizaÃÃo dos precursores e produtos por meio de difraÃÃo de raios-X (refinamento pelo MÃtodo de Rietveld).O tratamento tÃrmico para preparaÃÃo da zeÃlita ocluida conduz inevitavelmente à mistura na qual a zeÃlita fica com sua estrutura saturada pelo nitrato de amÃnio. Este sal interage com os vÃrios poros da zeÃlita, de forma que esta caracterÃstica irà estabelecer domÃnio sobre a propriedade de liberaÃÃo, com o emprego de diferentes quantidades de energia, tornando-a controlÃvel e lenta, comportamento desejÃvel para o uso na agricultura. Uma zeÃlita 4A foi sintetizada em escala piloto e usada como carreador de nitrogÃnio. Foram realizadas anÃlises termogravimÃtricas para determinar a relaÃÃo da energia de ativaÃÃo com a massa residual, no qual foram estabelecidos parÃmetros energÃticos para disponibilidade de nitrogÃnio (NH4NO3) no substrato natural para cultivo de milho. A energia de ativaÃÃo para 60% m/m de nitrogÃnio introduzido nos poros da zeÃlita 4A resultou em dois patamares de energia. As caracterÃsticas geoquÃmicas e fÃsico-quÃmicas do solo favorecem seu uso como suporte para a zeÃlita ocluida com NH4NO3. A produÃÃo de matÃria seca no cultivo com diferentes concentraÃÃes de nitrogÃnio ocluido na zeÃlita se mostrou mais eficiente do que o fertilizante tradicional, demonstrando haver melhor aproveitamento de nitrogÃnio com reduÃÃo das perdas por lixiviaÃÃo, mostrando-se a viabilidade de sua aplicaÃÃo como uma alternativa de cultivo eficiente e menos dispendioso a baixas concentraÃÃes de nitrogÃnio. Palavras-chaves: caulim, zeÃlita, oclusÃo, nitrato de amÃnio, milho, Zea mays L. / Synthetic zeolites presented a series of advantages over the natural ones in several applications. Recent works have shown that zeolites are more efficient than clay regarding to their ability to retain water and to allow ionic exchange of important substances for agriculture use as well as to lodge large amounts of salts which can be useful as nitrogen and other compounds source for vegetables. Due to the technological importance of zeolites, this work aims to synthesize 4A zeolite by means of a new methodology based on fast diagenisis involving a metakaolin. This study also evaluates the quantitative and thermokinetic aspects by means of Ozawa method (thermal stability) of the ammonium nitrate (NH4 + and NO3 -) occluded within the 4A zeolite structure, from which one could simulate a new and low-cost way of cultivation. 4A zeolite was obtained by a new methodology based on the fast diagenisis of kaolin, with the characterization of their precursors and products carried out by X-ray diffraction measurements (refined by Rietveld Method). The thermal treatment necessary for the preparation of occluded zeolite gives rise inevitably to a mixture in which the zeolite remains within its structure saturated with ammonium nitrate. This salt interacts with the several pores of the zeolite in such a way that this property will dominate the salt liberation process, by using different amounts of energy and making it to be controllable and slow, which is the desired behaviour for agriculture purposes. A 4A zeolite has been synthesized in pilot scale and it was used as nitrogen carrier. Thermogravimetric analysis were carried out in order to determinate the relationship between the activation energy and residual mass, in which the energetic parameters have been established for the nitrogen in the NH4NO3 form within the natural substrate during the corn cultivation. The activation energy for 60% w/w of the nitrogen introduced in the 4A zeolite pores resulted in two energy platforms. The geochemical and physical-chemical soil characteristics favoured its use as support for the NH4NO3 occluded zeolite. The production of dry matter in the cultivation with different concentrations of the occluded nitrogen turned out to be more efficient than the traditional fertilizers; allowing one to conclude there is a better performance of nitrogen with a reduction of losses by lixiviation so that its application is feasible as an economic form of cultivation, at low nitrogen concentations.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.teses.ufc.br:3135 |
| Date | 10 August 2009 |
| Creators | Jardel Cavalcante Rolim de Almeida Andrade |
| Contributors | Lindomar Roberto Damasceno da Silva, Ismail Soares, Gisele Simone Lopes |
| Publisher | Universidade Federal do CearÃ, Programa de PÃs-GraduaÃÃo em QuÃmica, UFC, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFC, instname:Universidade Federal do Ceará, instacron:UFC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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