(通讯员 杨文娇)2026年10月08日,我所彭钦天博士在 Angewandte Chemie International Edition 发表题为 "Environmental Aging Enhances Hydrodynamic Driven Microplastics Piezoelectric Catalytic Decomposition of Organic Pollutants" 的研究论文,该成果标志着我所在水动力学条件下微塑料环境行为与压电催化降解有机污染物研究领域取得了新的进展。Angewandte Chemie International Edition 为化学领域国际顶级期刊,中科院一区 TOP 期刊,最新影响因子为17.6。本篇论文彭钦天博士为第一作者,黄笛副教授、黄应平教授、叶立群教授为通讯作者。

微塑料作为一类新兴环境污染物,其环境老化过程及潜在生态作用受到广泛关注。然而,老化微塑料在水动力条件下是否能够促进有机污染物降解仍缺乏系统认识。该研究选取聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和聚苯乙烯(PS)三种常见微塑料,系统考察了其经紫外老化后在超声水动力条件下对阿特拉津(ATZ)降解的影响。微塑料在自然环境中受光照、热作用、水动力和微生物作用后,表面逐渐形成羰基(C═O)等极性官能团,在强水动力条件下可诱导压电效应,一方面促进水分子活化并产生活性氧物种;另一方面羰基(C═O)官能团改善了微塑料的压电性能,进一步促进水分子生成羟基自由基(・OH),从而增强有机污染物降解能力。与原始聚丙烯相比,紫外老化聚丙烯(PP-8)表现出最高的压电催化降解性能,其降解速率常数(k=0.246 min⁻¹)是原始聚丙烯(k=0.011 min⁻¹)的 22.36 倍。此外,该促进作用在不同环境老化方式(高温、机械磨损和芬顿氧化)以及不同水动力条件(振荡和空化)下均得到验证。本研究揭示了环境老化微塑料在水动力作用下参与有机污染物降解的新机制,为理解自然环境中微塑料参与有机污染物自净过程提供了新的认识。
本研究得到国家自然科学基金(22136003、22476109、22476110、22176110)等项目的资助。