dc.contributor.author | Bernardo, Marcela Piassi | |
dc.date.accessioned | 2018-05-10T22:35:30Z | |
dc.date.available | 2018-05-10T22:35:30Z | |
dc.date.issued | 2018-02-27 | |
dc.identifier.citation | BERNARDO, Marcela Piassi. Hidróxidos duplos lamelares como matrizes para interação com fósforo: avaliação físico-química e aplicações. 2018. Tese (Doutorado em Química) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2018. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/9973. | * |
dc.identifier.uri | https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/9973 | |
dc.description.abstract | LAYERED DOUBLE HYDROXIDE AS MATRICES FOR PHOSPHATE
INTERACTION: PHYSICO-CHEMICAL ASSESSMENT AND APPLICATIONS:
Phosphorus is an essential element for all living organisms and is indispensable for diverse
economical activities, specially agriculture. The development of control release systems is
an important and necessary alternative to correct delivery of phosphorus to the necessary
mediums, avoiding economic and environmental losses. Layered Double Hydroxides (LDH)
due to the singular characteristics are excellent materials to be explored as matrices for
phosphate interaction. However, there is no consensus in literature about the structural
factors which may favor or harm the interaction process between LDH and the anion. This
thesis, was investigated the role of the metallic cation (M2+) of LDH structure has on
adsorption and desorption process and on stability of the structure when in contact with
phosphate. Hydrotalcite, the most common LDH, was first studied due to the M2+
composition (M2+=Mg), which has the short ionic radius and then the structure slightly open.
It was notice that in low and intermediate phosphate concentrations the [Mg-Al]-LDH
structure is well preserved, with anion intercalation, while at elevated concentrations, the
[Mg-Al]-LDH structure is replaced by new precipitates formed by magnesium and
phosphorus. From these results, were evaluated the interaction of LDH with Zn2+ in the
structure (intermediate ionic radius). The formation of new phases happens in minor
concentrations than that observed for Mg2+ and fewer amount of phosphate was adsorbed.
However, these materials were appropriated for phosphate release when incorporated in
dental resins, and may contribute to remineralization and maintenance of dental enamel.
Besides, the reinforcement properties of this LDH on dental polymeric matrix were
evaluated. Lastly, the interaction of phosphate with a more closed structure of LDH, formed
by Ca2+ was studied. Similarly to [Zn-Al]-LDH, new phases were formed at intermediated
phosphate concentrations. Due to [Ca-Al]-LDH characteristics, these materials were used as
phosphate source for nitrifying bacteria, extremely important for legume cultivation. [Ca-AlPO4]-LDH
was able to increase the bacterial growth. About [Mg-Al-PO4]-LDH, the capacity
of phosphate release from its structure had already been verified in aqueous medium,
therefore this material was used to phosphate release in a dynamic system, as fertilizer for
wheat crops. [Mg-Al-PO4]-LDH was able to provide the phosphate nutrition than the other
sources investigated, in a shorter time, with the advantage of increasing the soil pH,
preventing the soil immobilization of phosphate. Soil analysis, after the cultivation, revealed
that [Mg-Al-PO4]-LDH has potential to provide phosphate in longer times, around 1.5 fold
longer than commercial fertilizers. | eng |
dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) | por |
dc.language.iso | eng | eng |
dc.publisher | Universidade Federal de São Carlos | por |
dc.rights.uri | Acesso aberto | por |
dc.subject | Liberação controlada | por |
dc.subject | Fertilizante | por |
dc.subject | Eutrofização | por |
dc.subject | Reforço polimérico | por |
dc.subject | Bradyrhizobium | por |
dc.subject | Adsorção | por |
dc.subject | Controled release | eng |
dc.subject | Fertilizer | eng |
dc.subject | Eutrophication | eng |
dc.subject | Polymeric reinforcement | eng |
dc.subject | Bradyrhizobium | eng |
dc.subject | Adsorption | eng |
dc.title | Hidróxidos duplos lamelares como matrizes para interação com fósforo: avaliação físico-química e aplicações | por |
dc.title.alternative | Layered double hydroxide as matrices for phosphate interaction: physico-chemical assessment and applications | eng |
dc.type | Tese | por |
dc.contributor.advisor1 | Oliveira, Cauê Ribeiro de | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/5321313558714462 | por |
dc.description.resumo | HIDRÓXIDOS DUPLOS LAMELARES COMO MATRIZES PARA INTERAÇÃO COM
FÓSFORO: AVALIAÇÃO FÍSICO-QUÍMICA E APLICAÇÕES. O fósforo é um elemento
essencial para todos os seres vivos e imprescindível para diversas atividades econômicas,
especialmente para a agricultura. O desenvolvimento de sistemas de liberação controlada de
fosfato é uma importante e necessária alternativa para que o fosfato seja entregue aos meios
necessários evitando perdas econômicas e ambientais. Os hidróxidos duplos lamelares
(HDL) por suas singulares características são excelentes materiais para serem explorados
como matrizes para a interação com o fosfato. No entanto, não há consenso na literatura
sobre como os fatores estruturais podem favorecer ou prejudicar o processo de interação do
ânion com HDL. Dessa forma, nesta tese, foi investigado o papel que o cátion metálico
(M2+) da estrutura do HDL possui na capacidade de adsorção e dessorção e na estabilidade
da estrutura quando em contato com fosfato. Hidrotalcita, o tipo mais comum de HDL, foi
inicialmente estudada pois sua composição (M2+= Mg2+), tem menor raio iônico e a estrutura
mais aberta. Observou-se que em baixas e intermediárias concentrações de fosfato a
estrutura de [Mg-Al]-HDL é preservada, com intercalação do ânion. Já em concentrações
mais elevadas, a estrutura do [Mg-Al]-HDL é substituída por novos precipitados formados
por magnésio e fósforo. A partir desses resultados avaliou-se a interação do fosfato com
HDL de estrutura intermediária, em relação ao tamanho do raio iônico de M2+
, agora
formado por Zn2+. A formação de novas fases aconteceu em concentrações menores que
aquelas observadas para Mg2+, e a concentração adsorvida por esses materiais também foi
menor. No entanto, esses materiais foram apropriados para a liberação de fosfato quando
incorporados em resinas odontológicas, podendo contribuir para a remineralizarão e
manutenção do esmalte dentário. Neste caso também foram investigadas as propriedades de
reforço deste HDL na matriz polimérica odontológica. Por fim, a interação do fosfato com a
estrutura mais fechada de HDL, formada por Ca2+ foi estudada. De forma similar ao [ZnAl]-HDL,
novas fases foram formadas em concentrações intermediárias de fosfato. Porém,
devido as suas características, esses materiais foram utilizados como fonte de fosfato às
bactérias nitrificantes, extremamente importantes ao cultivo de leguminosas. [Ca-Al-PO4]-
HDL foi capaz de estimular o crescimento destas bactérias. Já havia sido constatada a
capacidade de liberação de fosfato de [Mg-Al-PO4] -HDL em água, assim, esse material
também foi utilizado para a liberação de fosfato em um sistema dinâmico, como fertilizante
para culturas de trigo. Em curto período de tempo [Mg-Al]-HDL foi capaz de fornecer a
mesma nutrição de fosfato que as outras fontes estudadas com a vantagem de aumentar o pH
do solo, prevenindo a imobilização do fosfato. Além disso, análises do solo após o cultivo
revelaram que o solo cultivado com [Mg-Al-PO4]-HDL possui maior quantidade de fosfato,
cerca de 1,5 vezes maior que das outras fontes estudadas. Isso pode implicar na redução de
aplicação de fosfato em cultivos posteriores. | por |
dc.publisher.initials | UFSCar | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Química - PPGQ | por |
dc.subject.cnpq | CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::FISICO-QUIMICA | por |
dc.ufscar.embargo | Online | por |
dc.publisher.address | Câmpus São Carlos | por |
dc.contributor.authorlattes | http://lattes.cnpq.br/2321791624909650 | por |