ANDRADE, J. C. R. A.; SILVA, L. R. D. Avaliação da disponibilidade de nitrogênio encapsulado em zeólita 4a na fertilização de substrato natural para cultivo de Zea mays. 2009. 78 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2009. / Submitted by José Jairo Viana de Sousa (jairo@ufc.br) on 2014-11-07T20:20:25Z
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Previous issue date: 2009 / 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. / As zeólitas sintéticas apresentam uma série de vantagens sobre as naturais em diversas aplicações. Estudos recentes têm demonstrado que as zeólitas são mais eficientes que as argilas na capacidade em reter água e exercer trocas iônicas de espécies iônicas importantes para a agricultura, além de permitir acomodar apreciável quantidade de sais que podem servir como fontes de nitrogênio e outros para vegetais. Tendo em vista a importância tecnológica das zeólitas, o presente trabalho tem como objetivo sintetizar a zeólita 4A, através de uma nova metodologia baseada na diagênese acelerada envolvendo um metacaulim. Neste estudo foram avaliados também os aspectos quantitativos e termocinéticos aplicando o modelo de Osawa (estabilidade térmica), do nitrato de amônio (NH4 + e NO3 -) ocluido na estrutura de uma zeólita 4A, a partir do qual pode vir a simular uma forma de cultivo com nitrogênio menos dispendioso. A zeólita 4A foi obtida através de uma nova metodologia baseada na diagênese acelerada do metacaulim, com a caracterização dos precursores e produtos por meio de difração de raios-X (refinamento pelo Método de Rietveld).O tratamento térmico para preparação da zeólita ocluida conduz inevitavelmente à mistura na qual a zeólita fica com sua estrutura saturada pelo nitrato de amônio. Este sal interage com os vários poros da zeólita, de forma que esta característica irá estabelecer domínio sobre a propriedade de liberação, com o emprego de diferentes quantidades de energia, tornando-a controlável e lenta, comportamento desejável para o uso na agricultura. Uma zeólita 4A foi sintetizada em escala piloto e usada como carreador de nitrogênio. Foram realizadas análises termogravimétricas para determinar a relação da energia de ativação com a massa residual, no qual foram estabelecidos parâmetros energéticos para disponibilidade de nitrogênio (NH4NO3) no substrato natural para cultivo de milho. A energia de ativação para 60% m/m de nitrogênio introduzido nos poros da zeólita 4A resultou em dois patamares de energia. As características geoquímicas e físico-químicas do solo favorecem seu uso como suporte para a zeólita ocluida com NH4NO3. A produção de matéria seca no cultivo com diferentes concentrações de nitrogênio ocluido na zeólita se mostrou mais eficiente do que o fertilizante tradicional, demonstrando haver melhor aproveitamento de nitrogênio com redução das perdas por lixiviação, mostrando-se a viabilidade de sua aplicação como uma alternativa de cultivo eficiente e menos dispendioso a baixas concentrações de nitrogênio. Palavras-chaves: caulim, zeólita, oclusão, nitrato de amônio, milho, Zea mays L.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.repositorio.ufc.br:riufc/14112 |
| Date | January 2009 |
| Creators | Andrade, Jardel Cavalcante Rolim de Almeida |
| Contributors | Silva, Lindomar Roberto Damasceno da |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFC, instname:Universidade Federal do Ceará, instacron:UFC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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