Coupled Reactive Regulation by Microplastic-Derived Dissolved Organic Matter Sustains Reactive Oxygen Species Cycling in Laccase-Metal Synergy for Continuous Microplastic Degradation

化学 降级(电信) 氧化还原 活性氧 环境化学 催化作用 氧气 分解 微塑料 化学工程 腐植酸 聚合物 金属 电子转移 聚乳酸 生物降解 光化学 激进的 自动氧化 反应中间体 聚乙烯 无机化学 溶解有机碳 X射线光电子能谱 氧化磷酸化 双酚A 超氧化物 有机质 自行车 化学分解
作者
Rui Ding,Xiaoling Shan,Li Ding,Xinran Qiu,Bin Zhang,Xian Li,Xujun Liang,Xuetao Guo
出处
期刊:Environmental Science & Technology [American Chemical Society]
卷期号:60 (2): 2101-2111 被引量:2
标识
DOI:10.1021/acs.est.5c11616
摘要

Microplastics (MPs) persist in the environment due to their chemical inertness and structural stability, underscoring the need for effective degradation strategies. Here, we develop a surface-confined cascade system in which laccase is coupled with metal ions (Na+, Cu2+, Fe3+) to activate reactive oxygen species (ROS) for the degradation of three representative polymers─polyethylene (PE), polyethylene terephthalate (PET), and polylactic acid (PLA). The laccase-Cu2+ system (optimal at 0.1 mM) exhibited the strongest catalytic performance, inducing substantial oxidative transformation of MPs, as reflected by pronounced increases in O/C ratios and extensive disruption of polymer surface chemistry. Among the three polymers, PLA showed the highest degradation susceptibility owing to its lower crystallinity, labile aliphatic ester linkages, and enhanced responsiveness to ROS. In situ-generated MPs-derived dissolved organic matter (MPs-DOM) further regulated interfacial redox processes by accelerating electron transfer to metals, stabilizing reduced species, and sustaining ROS cycling. XPS and solution-phase analyses corroborated the DOM-assisted metal redox cycling at polymer interfaces. Multivariate modeling identified humic-like components and oxygenated moieties as the dominant ROS predictors. These findings reveal MPs-DOM as an active redox mediator that reinforces laccase-metal synergy, enabling persistent ROS generation and progressive MPs degradation.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
1秒前
完美世界应助smile采纳,获得10
2秒前
慕青应助石愚志采纳,获得10
3秒前
3秒前
Astraeus完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
小二郎应助冬川十里春采纳,获得10
5秒前
6秒前
Xhnz发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
8秒前
11秒前
11秒前
12秒前
13秒前
QMs发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
Twen发布了新的文献求助30
13秒前
14秒前
yin发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
14秒前
cz完成签到 ,获得积分10
15秒前
呈歌完成签到 ,获得积分10
15秒前
tzj发布了新的文献求助10
16秒前
筷碗完成签到 ,获得积分10
16秒前
飞快的蛋应助蓝天采纳,获得30
17秒前
深情安青应助开心的中心采纳,获得10
18秒前
20秒前
慕青应助李骆采纳,获得30
21秒前
lcy666llll发布了新的文献求助10
21秒前
pterionGao发布了新的文献求助10
21秒前
22秒前
22秒前
Mr_龙在天涯完成签到,获得积分10
23秒前
sunziyi发布了新的文献求助30
23秒前
23秒前
24秒前
24秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
48V Low-voltage Power Distribution Network (PDN) Architecture Industry Report, 2024 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
适配Micro-LED色转换的高兼容性量子点负性光刻胶制备与工艺研究 500
Direct and Iterative Linear System Solvers 500
Vander's Renal Physiology第10版 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7309595
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8926681
关于积分的说明 18919149
捐赠科研通 6971691
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3212979
关于科研通互助平台的介绍 2381426
邀请新用户注册赠送积分活动 2190908