玉米芯衍生沸石的优化及其在废水中2-氯酚去除的应用研究

本研究针对工业废水中难降解污染物2-氯酚(2-CP)的治理难题，通过碱熔法优化玉米芯衍生沸石(MgFZCC)的合成工艺，采用全因子设计优化吸附条件。结果表明，在pH 8、60°C、90分钟条件下，2-CP去除率达82.85 mg/g，吸附过程符合Freundlich模型和伪二级动力学模型，且材料经0.5 M NaOH再生3次后仍保持稳定，为农业废弃物资源化及水处理提供了新思路。

　　

随着20世纪初工业化的快速发展，氯酚类化合物作为农药和制造业的重要原料被广泛使用，但其高毒性、难降解性及致癌性对生态环境构成严重威胁。其中2-氯酚(2-CP)因其C-Cl键的稳定性被美国环保署列为优先控制污染物，传统水处理方法对其去除效率有限。与此同时，农业废弃物如玉米芯的处置问题日益突出，如何将其转化为高附加值材料成为研究热点。

尼日利亚Ahmadu Bello University Zaria的研究团队在《Sustainable Chemistry One World》发表论文，创新性地利用玉米芯通过碱熔法合成优化沸石(MgFZCC)，系统研究了其对2-CP的吸附性能。研究采用2⁴
全因子设计优化合成参数（温度320-400°C、时间90-120分钟等），通过PXRD（粉末X射线衍射）、FT-IR（傅里叶变换红外光谱）和SEM（扫描电镜）表征材料特性，并考察pH、接触时间等变量对吸附的影响。

主要研究结果

1. 材料特性：pH_pzc
   （零电荷点）为8.8，表明在pH>8.8时材料表面带负电，有利于阴离子污染物吸附。
2. 优化条件：在pH 8、60°C、90分钟、1 g投加量条件下实现82.85 mg/g的2-CP去除率。
3. 吸附机制：Freundlich模型（多分子层吸附）和伪二级动力学模型（化学吸附主导）能最佳描述吸附过程，ΔH=26.61 kJ/mol证实吸热特性。
4. 再生性能：0.5 M NaOH溶液可重复再生3次，保持稳定吸附容量。

结论与意义
该研究将农业废弃物转化为高效吸附剂，解决了2-CP治理成本高、二次污染大的难题。优化的碱熔法具有能耗低、可规模化优势，MgFZCC的再生特性进一步降低应用成本。研究成果为"以废治废"的可持续环境治理模式提供了实证案例，对发展中国家兼具经济与生态效益。未来研究可拓展至其他氯代有机污染物的协同去除机制探索。