近日，我院程平研究员团队连续在国际知名期刊《Journal of Hazardous Materials》（中科院一区，IF：13.9）和《Applied Catalysis B：Environmental》（中科院一区，IF：22.3）上发表了大气研究领域的最新研究成果。
成果一：在线研究低温等离子体加速老化聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET薄膜）的过程及毒性（Online study of the plasma-accelerated aging process and toxicity of polyethylene terephthalate，发表于《Journal of Hazardous Materials》）
塑料老化发生在所有环境介质中，并影响其环境行为和毒性。本研究以PET薄膜为研究对象，采用低温等离子体模拟塑料加速老化的过程。全面表征了老化PET薄膜的表面形貌、质量损失和毒性变化以及空气中细颗粒物的产生。老化过程中，可观察到PET薄膜的表面先变粗糙，然后逐渐变得不平整，并产生气孔、突起和裂纹。该研究以秀丽线虫的头部摆动频率、身体弯曲频率和产卵率等为依据表征低温等离子体加速降解前后的 PET 薄膜的毒性变化。采用单颗粒气溶胶质谱仪对老化过程排放的细颗粒物的粒径分布和化学成分进行实时表征：在最初的90 min观察到的颗粒很少，而在老化时间超过90 min后，颗粒的产生明显加速。老化两片表面积为5 cm2的 PET 薄膜180 min，至少产生了15113±153个细颗粒物，粒径分布曲线表现为单峰形态，峰值为0.4 微米。这些颗粒物的主要成分包括金属、无机非金属和有机成分。该项成果对于研究塑料老化过程和评估其环境风险具有重要的参考意义。
该成果通讯作者为程平研究员，第一作者为环化学院博士研究生刘吉星。
成果二：用蜂窝状α-MnO2/堇青石整体式（CHM）催化剂来减少非热等离子体降解甲苯的副产物（By-product reduction for the non-thermal plasma removal of toluene using an α-MnO2/Cordierite Honeycomb Monolithic catalyst in a honeycomb structure，发表于《Applied Catalysis B：Environmental》）
非热等离子体（NTP）技术用以降解挥发性有机物（VOCs）会产生如O3和纳米颗粒等副产物，在实际应用中仍面临挑战。本研究采用蜂窝状α-MnO2/堇青石整体式（CHM）催化剂来减少NTP降解甲苯的副产物。结果表明，使用α-MnO2/CHM催化剂不仅能将降解效率提高到98%，COx选择性提高到50%，同时还能大幅减少有机组分、臭氧和颗粒物三种有害副产物的释放。研究采用在线检测技术，探讨了甲苯及其副产物降解的机理，包括：高能电子和活性自由基在放电区的直接降解，以及活性氧在催化剂表面的深度氧化。该项成果对于深入理解等离子体技术和整体式催化剂协同降解VOCs的过程和机理具有重要意义，对推进等离子体-催化剂协同降解技术的实际应用提供重要支撑。
该成果通讯作者为程平研究员，共同通讯作者为贾滨博士，第一作者为环化学院硕士研究生严钱钱。
以上研究成果均以亚星221net为第一单位，工作得到国家自然科学基金（编号：42277217、41877374）和上海市科技发展基金（编号：21SQBS01900）的资助。
环化学院程平研究员团队致力于深化质谱仪器的开发以及推进其在环境科学和大气科学领域的应用研究。该团队已成功主持和参与国家重大仪器设备开发专项、国家高技术研究发展计划（863计划）课题、国家自然科学基金等多项科研项目。团队开发了一系列先进的质谱仪器，如气溶胶质谱仪（SPAMS）、光电离飞行时间质谱仪（SPI-TOF-MS）和质子转移反应飞行时间质谱仪（PTR-TOF-MS）等，这些仪器极大地拓展了相关科学领域的研究边界，为环境监测和大气分析的技术进步贡献了重要力量。
论文链接：
https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2023.131870
https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2023.123530
