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dc.contributor.authorGiroto, Amanda Soares
dc.date.accessioned2018-05-15T14:08:22Z
dc.date.available2018-05-15T14:08:22Z
dc.date.issued2018-02-26
dc.identifier.citationGIROTO, Amanda Soares. Nitrogen and Phosphorus Nanocomposite Fertilizers: Synthesis, Particle Size and Matrix Effects. 2018. Tese (Doutorado em Química) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2018. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/10017.*
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/10017
dc.description.abstractWith high agricultural productivity, is necessary a chemical fertilization of soil, and nitrogen and phosphorus are the macronutrients indispensable for plants. In this sense, the current demand for fertilizer requires that more rational methods of using these compounds be developed, seeking strategies to increase and control the solubility of the sources used, as well as avoiding immobilization, coalescence or agglomeration processes, which would compromise availability during the application process. Therefore, the central proposal of this work was to study how the decrease of the size of phosphate particles through the dispersion of their agglomerates would influence their solubilization kinetics. For this, the work was started investigating different materials that could act as dispersing matrix. One of the main characteristics of this work was to work with dispersing matrices that would also be a source of nutrient, in this case, nitrogen. Thus, the preparation of the urea: urea-formaldehyde matrix was studied by the simple method of mixing and melting the solid phase materials. In order to obtain materials with different degrees of polymerization of urea, unlike the literature, where only the production of a rigid (fully polymerized) matrix of urea-formaldehyde in the liquid phase was found. From the results of solubilization in water and even by the incubation tests in the soil, it was verified that the degree of polymerization of the urea strongly influenced its availability in both media. Since the bond between urea and formaldehyde is a strong bond, another material is sought to interact with urea but is poorer than the former. Thus, starch has emerged as an excellent candidate for matrix formation. However, when using this source the final N contents are very low when one thinks of fertilizer. In order to increase the final N content in the matrix melamine was added in the structure since the reactions of urea-melamine are already well known in the literature, but together with the starch, it is still a material little studied for use as fertilizer. Interestingly, melamine changed the morphology of TPSUr (thermoplastic starch: urea) composites, making them more homogeneous and rigid. Also, by greenhouse studies, it was observed that melamine had no nutritional role during the experiment period, but strongly modified the kinetics of urea availability in order to be more efficient than pure urea. Studying the possible matrices, it was begun the study of the dispersion of the phosphate particles in two different matrices, using the simplest matrices for the first tests. Thus pure urea and thermoplastic starch: urea were used as the two dispersing sources. The results demonstrated that the dispersion method was efficient to maintain the particles at the nanoscale consequently having a higher solubilization in the aqueous medium. In these tests, it was also verified that the morphology of the composites was the main characteristic for the better availability of both nutrients. And to close the work, soil experiments were carried out. From these results it was observed that the hydrolysis of the structural urea, modified the local pH of the composites, disfavoring the complexation of the soluble phosphorus in leaving it more available in the soil compared to the commercial source.eng
dc.description.sponsorshipFundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)por
dc.language.isoengpor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlospor
dc.rights.uriAcesso abertopor
dc.subjectFertilizantespor
dc.subjectNitrogêniopor
dc.subjectFósforopor
dc.subjectCompósitospor
dc.subjectNanopartículaspor
dc.subjectSolopor
dc.titleNitrogen and Phosphorus Nanocomposite Fertilizers: Synthesis, Particle Size and Matrix Effectseng
dc.title.alternativeNanocompósitos fertilizantes de Nitrogênio e Fósforo: Síntese,Tamanho de Partícula e Efeitos da Matriz dispersorapor
dc.typeTesepor
dc.contributor.advisor1Oliveira, Cauê Ribeiro de
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5321313558714462por
dc.description.resumoCom as altas produtividades agrícolas, há a necessidade da fertilização química do solo, e o nitrogênio e o fósforo estão entre os macronutrientes primários indispensáveis para as plantas. Neste sentido, a demanda atual de uso de fertilizantes obriga que métodos mais racionais de uso destes compostos sejam desenvolvidos, buscando estratégias para aumentar e controlar a solubilidade das fontes utilizadas, além de evitar processos de imobilização, coalescência ou aglomeração, que comprometeriam a disponibilidade durante o processo de aplicação. Portanto, a proposta central deste trabalho foi estudar como a diminuição do tamanho de partículas fosfáticas através da dispersão do seus aglomerados influenciariam na sua cinética de solubilização. Para tanto iniciou-se o trabalho investigando diferentes materiais que poderiam agir como matriz dispersora. Uma das características principais desse trabalho foi trabalhar com matrizes dispersoras que também seriam fonte de nutriente, no caso, nitrogênio. Assim, estudou-se a preparação da matriz ureia:ureia-formaldeído pelo método simples de mistura e fusão dos materiais em fase sólida. De forma a obter materiais com diferentes graus de polimerização da ureia, diferentemente do observado pela literatura, onde só encontram a produção de uma matriz rígida (totalmente polimerizada) de ureia-formaldeído em fase líquida. A partir dos resultados de solubilização em água e até mesmo pelos ensaios de incubação em solo, verificou-se que o grau de polimerização da ureia influenciou fortemente a sua disponibilização em ambos os meios. Uma vez que a ligação entre a ureia e o formaldeído é uma ligação forte, procurou-se outro material para interagir com a ureia, mas fraca que a primeira. Assim, o amido surgiu como um excelente candidato para formação da matriz. Porém, quando se utiliza dessa fonte os teores de N final ficam muito baixo quando se pensa em fertilizante. Com intuito de aumentar o teor final de N na matriz adicionou-se a melamina na estrutura, uma vez que as reações de ureia-melamina já são muito conhecidas na literatura, porém juntamente ao amido, ainda é um material pouco estudado para uso como fertilizante. Interessantemente a melamina mudou a morfologia dos compósitos de TPSUr (amido termoplástico:ureia) deixando-os mais homogêneos e rígidos. E ainda, pelos estudos em casa de vegetação, observou-se que a melamina não teve papel nutricional no período do experimento, porém modificou fortemente a cinética de disponibilização da ureia de forma a ser mais eficiente comparado à ureia pura. Estudada as possíveis matrizes, deu-se iniciou ao estudo da dispersão das partículas fosfáticas em duas diferentes matrizes, recorrendo-se às matrizes mais simples para os primeiros ensaios. Assim a ureia pura e o amido termoplástico:ureia foram utilizados como as duas fontes dispersoras. Os resultados demonstraram que o método de dispersão foi eficiente para manter as partículas na escala nano tendo consequentemente uma maior solubilização em meio aquoso. Nesses ensaios, verificou-se também que a morfologia dos compósitos foi a característica principal para a melhor disponibilização de ambos os nutrientes. Realizou-se ainda os experimentos em solo e partir desses ensaios observou-se que a hidrólise da ureia, modificou o pH local dos compósitos desfavorecendo a complexação do fósforo solúvel e consequentemente deixando-o mais disponível no solo em comparação à fonte de fosfato comercial.por
dc.publisher.initialsUFSCarpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Química - PPGQpor
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA INORGANICA::FISICO QUIMICA INORGANICApor
dc.description.sponsorshipIdFAPESP: 13/11821-5por
dc.ufscar.embargo6 meses após a data da defesapor
dc.publisher.addressCâmpus São Carlospor
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/9177789234139161por


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