[en] ABSTRACT: Chemical fertilizers are the single most important contributor to enhance the world agricultural productivity. However, the low efficiency of these products causes serious environmental problems. Slow release fertilizers have been proposed as solution to mitigate negative effects. Functionalization of clays is proposed as the aim of the project in order to synthesize slow release fertilizers, both cationic and anionic type. The studied clays are inorganic matrices with a layered structure and with cation-exchange capacity (CEC), which have demonstrated a unique selectivity in the adsorption and desorption of nutrients and pollutants in plants, as Mn2+ and NO3- . This project has been divided in two parts. In the first part, functionalization of 4 clays with the inorganic cation Mn2+ has been carried out : two high-charge micas (Mica-2 and Mica-4), and two smectites, one obtained from natural sources (Wyoming montmorillonite) and other synthetic (laponite). It has been observed that the cation-exchange has been yielded in three of the four samples, not for Mica-4. In the second part, functionalization of laponite and montmorillonite with the organic cation CTA+ have been performed. In this part, the cation-exchange yielded correctly. Also it has been observed that a big amount of organic was added to the clay layers due to their high specific surface, bringing up a excess of charge which would let anions incorporate in the surface layer. The clays functionalized with Mn2+ are introduced as cationic fertilizer while the clays functionalized with CTA+ are introduced as the base to the later synthesis of anionic fertilizers. For the study of the samples, the following experimental techniques have been used: thermogravimety, differential scanning calorimetry and mass spectrometry, X ray difraction, Raman spectroscopy and adsorption isotherms.

[es] RESUMEN: Los fertilizantes químicos han contribuido de forma notable en la optimización de la producción agrícola. Sin embargo, la baja eficiencia de estos productos causa problemas de contaminación ambiental. Se ha propuesto como solución los fertilizantes de liberación controlada, que mitigan los efectos negativos. Por ello, en el proyecto se propone como objetivo la funcionalización de arcillas para la síntesis de fertilizantes de liberación controlada, tanto de tipo catiónico como aniónico. Las arcillas estudiadas son matrices inorgánicas con estructura laminar y capacidad de intercambio catiónico (CIC), las cuales han demostrado poseer una selectividad única hacia la adsorción y desorción de nutrientes y contaminantes para las plantas, como son el Mn2+ y el NO−3. En este trabajo se han distinguido dos partes. En la primera se ha llevado a cabo la funcionalización con el catión inorgánico Mn2+ de cuatro arcillas: dos micas de alta carga (mica 2 y mica 4), y dos esmectitas, una natural (montmorillonita de Wyoming) y otra sintética (laponita). Se ha observado que el intercambio catiónico se ha producido en tres de las cuatro muestras, exceptuando la mica 4. En la segunda parte se ha llevado a cabo la funcionalización de la laponita y montmorillonita con el catión orgánico CTA+. En esta parte, además de producirse el intercambio catiónico en la interlámina, se ha observado que gran parte de orgánico se incorpora a las láminas de las arcillas, debido a su gran superficie específica, originando así un exceso de carga que permitirá la posterior incorporación de aniones en la superficie laminar. Las arcillas funcionalizadas con Mn2+ se presentan como fertilizantes de tipo catiónico, mientras que las funcionalizadas con CTA+ se presentan como base para la posterior síntesis de fertilizantes de tipo aniónico. Para el estudio de las muestras se han utilizado las técnicas experimentales de termogravimetría, calorimetría diferencial de barrido y espectrometría de masas, difracción de rayos X, espectroscopia Raman e isotermas de adsorción.