微塑料（MPs，<5毫米）和纳米塑料（NPs，<100纳米）在自然环境中的快速积累已成为一个重要的分析和环境挑战（根据上下文，“MP(s)”可以指单个或集合的微塑料颗粒）。微塑料和纳米塑料既来源于初级来源（如化妆品微珠和合成纤维），也来源于次级来源（如大塑料碎片的风化、机械磨损和光氧化降解），现在它们普遍存在于空气、土壤、淡水和海洋系统中[1]、[2]、[3]、[4]。全球塑料产量持续增长，每年约为3.5329亿吨，其中约7933万吨被不当处理或释放到水环境中，进一步加剧了微塑料污染[1]、[5]。
微塑料和纳米塑料的微小尺寸、大表面积以及化学稳定性使其易于在环境中传播并具有生物可利用性，这引发了人们对生态和潜在人类健康影响的担忧[6]、[7]、[8]。在人体器官（包括肝脏、肾脏和脑组织）中检测到这些物质，凸显了它们穿越生物屏障的能力，也凸显了了解其在环境系统中转化和命运的紧迫性[9]、[10]。尽管研究兴趣日益浓厚，但由于缺乏统一的实验和分析方法，对微塑料降解途径和转化机制的系统理解仍然有限[11]。
在现有的缓解策略中，传统的去除方法（如机械去除、过滤和化学氧化）对于从复杂基质中完全消除微塑料效果不佳[12]。因此，高级氧化过程（AOPs）作为微塑料降解的潜在途径受到了越来越多的关注。这些过程会产生高活性的氧物种，包括羟基（•OH）、超氧阴离子（O2•‒）和硫酸根阴离子（SO4•‒），它们具有极高的氧化还原电位，能够引发聚合物材料的氧化降解[13]。基于芬顿反应、臭氧处理和等离子体处理以及光催化是这方面研究最广泛的AOPs方法[14]、[15]。
光催化作为一种特别有前景且可持续的方法，因其操作条件温和、可利用太阳能以及产生的二次污染物较少而受到重视[16]、[17]、[18]。在光催化系统中，半导体材料在光照下生成活性氧物种（ROS），引发聚合物链断裂和表面改性。这一过程会导致含氧功能团的生成、分子量降低以及晶体结构、表面化学性质和形态的变化。转化的程度和途径很大程度上取决于光催化剂性质、聚合物结构和反应条件之间的相互作用，这些因素也决定了降解结果的分析可靠性。二氧化钛（TiO2）和氧化锌（ZnO）因其成熟的物理化学性质、对紫外线的响应带隙以及相对化学稳定性而被广泛用作微塑料降解研究的参考光催化剂[19]、[20]、[21]。尽管有这些优势，TiO2和ZnO的活性仅限于紫外线范围，并且电荷利用效率较低[21]、[22]。因此，人们探索了多种替代材料[23]、[24]、[25]、[26]、[27]、[28]、[29]、[30]，其中许多材料在有机污染物和微塑料的光催化降解中表现出良好的性能。
然而，不同研究报道的效率和降解途径差异很大，反映了光催化微塑料降解的多参数本质。降解结果不仅取决于光催化剂的相关性质（如带结构、表面化学性质、载流子动力学和界面反应性），还取决于聚合物的特定特性（如化学组成、晶体结构、表面形态和添加剂含量）。外部因素（如照射波长、光照强度、天然有机物（NOM）的存在、无机离子和反应介质）也会影响降解动力学[7]。
从分析角度来看，这种复杂性带来了重大挑战。光谱分析、显微镜观察和热分析技术常用于监测光催化处理过程中的化学氧化、分子量减少、形态变化和聚合物降解；此外，还需要区分降解过程和矿物化过程。降解指的是聚合物链的部分化学和结构改变，而矿物化则意味着聚合物完全转化为简单物质（如CO2和H2O），但这通常难以通过常用分析方法确认[31]。然而，这些方法的适用性、灵敏度和解释可靠性在很大程度上取决于实验设计、降解阶段和材料选择。因此，分析策略的一致性往往限制了数据之间的可比性，也使得评估不同研究中的光催化性能变得复杂。
在这方面，缺乏一个综合的、以分析为导向的框架是一个关键问题。因此，本文旨在系统地将光催化降解参数与其分析结果联系起来。通过整合工艺条件、光催化剂和聚合物的相关性质以及分析方法，提出了一个合理的设 计框架，强调了实验和材料选择如何预先决定分析的可观测性、数据可靠性和可比性。通过结合材料科学、环境化学和分析见解，本文旨在弥合对光催化系统基础理解和实际应用之间的差距，以实现高效和可持续的微塑料修复。
