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使用二维相关光谱揭示细胞外聚合物在原始和紫外线老化微塑料上的复杂吸附行为
Chemical Engineering Journal ( IF 13.3 ) Pub Date : 2023-06-12 , DOI: 10.1016/j.cej.2023.144031
Rabia Zafar , Zeshan Arshad , Na Eun Choi , Xiaowei Li , Jin Hur
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更新日期:2023-06-12
Chemical Engineering Journal ( IF 13.3 ) Pub Date : 2023-06-12 , DOI: 10.1016/j.cej.2023.144031
Rabia Zafar , Zeshan Arshad , Na Eun Choi , Xiaowei Li , Jin Hur
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在这项研究中,我们通过吸附动力学和等温线实验,研究了细胞外聚合物(EPS)对两种常用微塑料(MP),包括聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)的优先吸附行为。还探讨了紫外线老化对 EPS 吸附的影响。结果表明,紫外线老化的 MP 上的 EPS 吸附量大于原始 MP 上的 EPS 吸附量,老化PP-MP 的吸附容量约为 27.0 mg-C/m 2 ,原始 PP-MP 的吸附容量约为 23.5 mg-C/m 2 。老化 PE-MP 为16.4 mg-C/m 2 ,老化 PE-MP 为 12.5 mg-C/m 2对于原始的 PE-MP。傅里叶变换红外 (FTIR) 光谱显示,EPS 吸附是由 EPS 分子与原始 MP 中的亚甲基以及 UV 老化 MP 中的 CO、C-O 基团之间的氢键控制的,相关的加成和还原就证明了这一点。分别在 MP 表面和吸附后残留 EPS 中显示峰值。荧光光谱显示,类蛋白质组分表现出更高的弗罗因德利希吸附亲和力(即 K f),范围为 0.34 至 1.29 (RU⋅L m −2 ) (RU⋅L −1 ) n比类腐殖酸组分(0.01 至 0.12) (RU⋅L m −2 ) (RU⋅L −1 ) n)。EPS 分子分布与 FTIR 结果一致,表明生物聚合物比腐殖质部分具有更好的吸附性。二维相关光谱结合 FTIR (2D-COS-IR) 显示 EPS 中的多糖更优先吸附到 MP 上,并且所有测试的 MP 的吸附顺序为多糖 > 蛋白质 > 腐殖质类物质。这项研究为异质 EPS 在 MP 上的复杂吸附行为以及 MP 潜在环境命运的相关变化提供了新的见解。
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