近日，環化學院程平研究員團隊連續在國際知名期刊《Journal of Hazardous Materials》（中科院一區，IF：13.9）和《Applied Catalysis B：Environmental》（中科院一區，IF：22.3）上發表了大氣研究領域的最新研究成果。

成果一：在線研究低溫等離子體加速老化聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET薄膜）的過程及毒性（Online study of the plasma-accelerated aging process and toxicity of polyethylene terephthalate，發表於《Journal of Hazardous Materials》）

塑料老化發生在所有環境介質中，並影響其環境行為和毒性。本研究以PET薄膜為研究對象，采用低溫等離子體模擬塑料加速老化的過程。全面表征了老化PET薄膜的表面形貌、質量損失和毒性變化以及空氣中細顆粒物的產生。老化過程中，可觀察到PET薄膜的表面先變粗糙，然後逐漸變得不平整，並產生氣孔、突起和裂紋。該研究以秀麗線蟲的頭部擺動頻率、身體彎曲頻率和產卵率等為依據表征低溫等離子體加速降解前後的PET薄膜的毒性變化。采用單顆粒氣溶膠質譜儀對老化過程排放的細顆粒物的粒徑分布和化學成分進行實時表征：在最初的90 min觀察到的顆粒很少，而在老化時間超過90 min後，顆粒的產生明顯加速。老化兩片表面積為5 cm²的PET薄膜180 min，至少產生了15113±153個細顆粒物，粒徑分布曲線表現為單峰形態，峰值為0.4微米。這些顆粒物的主要成分包括金屬、無機非金屬和有機成分。該項成果對於研究塑料老化過程和評估其環境風險具有重要的參考意義。

該成果通訊作者為程平研究員，第一作者為環化學院博士研究生劉吉星。

成果二：用蜂窩狀α-MnO₂/堇青石整體式（CHM）催化劑來減少非熱等離子體降解甲苯的副產物（By-product reduction for the non-thermal plasma removal of toluene using anα-MnO₂/Cordierite Honeycomb Monolithic catalyst in a honeycomb structure，發表於《Applied Catalysis B：Environmental》）

非熱等離子體（NTP）技術用以降解揮發性有機物（VOCs）會產生如O₃和納米顆粒等副產物，在實際應用中仍面臨挑戰。本研究采用蜂窩狀α-MnO₂/堇青石整體式（CHM）催化劑來減少NTP降解甲苯的副產物。結果表明，使用α-MnO₂/CHM催化劑不僅能將降解效率提高到98%，CO_x選擇性提高到50%，同時還能大幅減少有機組分、臭氧和顆粒物三種有害副產物的釋放。研究采用在線檢測技術，探討了甲苯及其副產物降解的機理，包括：高能電子和活性自由基在放電區的直接降解，以及活性氧在催化劑表面的深度氧化。該項成果對於深入理解等離子體技術和整體式催化劑協同降解VOCs的過程和機理具有重要意義，對推進等離子體-催化劑協同降解技術的實際應用提供重要支撐。

該成果通訊作者為程平研究員，共同通訊作者為賈濱博士，第一作者為環化學院碩士研究生嚴錢錢。

以上研究成果均以万事平台環境與化學工程學院為第一單位，工作得到國家自然科學基金（編號：42277217、41877374）和上海市科技發展基金（編號：21SQBS01900）的資助。

環化學院程平研究員團隊致力於深化質譜儀器的開發以及推進其在環境科學和大氣科學領域的應用研究。該團隊已成功主持和參與國家重大儀器設備開發專項、國家高技術研究發展計劃（863計劃）課題、國家自然科學基金等多項科研項目。團隊開發了一系列先進的質譜儀器，如氣溶膠質譜儀（SPAMS）、光電離飛行時間質譜儀（SPI-TOF-MS）和質子轉移反應飛行時間質譜儀（PTR-TOF-MS）等，這些儀器極大地拓展了相關科學領域的研究邊界，為環境監測和大氣分析的技術進步貢獻了重要力量。

論文鏈接：

https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2023.131870

https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2023.123530