综述：工程功能纳米复合材料增强AOP介导的微塑料矿化：从机理认知到水体修复策略

这篇综述系统探讨了功能纳米材料在高级氧化工艺（AOPs）降解微塑料（MPs）中的应用，涵盖光催化、电催化、芬顿氧化和过硫酸盐氧化等技术的机理与典型案例。文章分析了多孔塑料的理化特性及其对降解的影响，评述了金属/非金属复合材料的优势与局限性，并指出未来需解决活性物种作用机制不明、复合污染物生成等挑战，为MPs治理提供了材料创新与多过程协同的解决方案。

引言

塑料制品因其低成本、化学稳定性和轻量化特性被广泛应用，但由此产生的微塑料（MPs，粒径<5 mm）已成为新型持久性污染物。MPs通过食物链进入人体后可能引发神经毒性、氧化应激，甚至协同重金属（如铁死亡调控）加剧健康风险。近年研究显示，高级氧化工艺（AOPs）通过产生活性氧物质（ROS，如∙OH、SO₄∙⁻）可高效降解MPs，其矿化效率远超自然降解（如冷冻条件下聚苯乙烯PS降解速度提升数百倍）。

MPs的特性与环境行为

MPs分为初级（化妆品、洗涤剂）和次级（大塑料破碎产物），其高比表面积易吸附染料、重金属等污染物形成复合毒性。例如，磺化聚苯乙烯（PS-SO₃H）与四环素结合会增强对海洋硅藻的急性毒性。环境中的MPs演化受其结晶度、表面官能团影响，而多孔结构可能阻碍降解剂扩散。

AOPs降解MPs的机制与技术

光催化：利用半导体材料（如TiO₂）在光照下生成∙OH，对聚乙烯（PE）降解率可达58.46%；

电催化：焦耳热辅助电化学系统能在数小时内降解99%的PE-MPs，且能耗成本优势显著；

芬顿氧化：铁基催化剂通过H₂O₂活化产生∙OH，但存在铁离子溶出风险；

过硫酸盐活化：非金属材料（如碳纳米管）可高效活化过硫酸盐生成SO₄∙⁻，适用于难降解PVC。

材料创新与挑战

金属-非金属复合材料（如Fe-Co/g-C₃N₄）兼具高活性与稳定性，但需解决金属浸出问题。未来需开发原位表征技术以解析ROS作用路径，并建立降解副产物的风险评估标准。

展望

AOPs的实际应用仍面临机理不明确、能耗较高等瓶颈。通过材料设计（如压电催化剂）与工艺耦合（如光-电协同），有望实现MPs的低成本矿化，为水体修复提供新范式。