Energy and environmental issues presently attract a great deal of scientific attention. Recently, two-dimensional MXenes and MXene-based nanomaterials have attracted increasing interest because of their unique properties (e.g., remarkable safety, a very large interlayer spacing, environmental flexibility, a large surface area, and thermal conductivity). In 2011, multilayered MXenes (Ti3C2Tx, a new family of two-dimensional (2D) materials) produced by etching an A layer from a MAX phase of Ti3AlC2, were first described by researchers at Drexel University. The term “MXene” was coined to distinguish this new family of 2D materials from graphene, and applies to both the original MAX phases and MXenes fabricated from them. We present a comprehensive review of recent studies on energy and environmental applications of MXene and MXene-based nanomaterials, including energy conversion and storage, adsorption, membrane, photocatalysis, and antimicrobial. Future research needs are discussed briefly with current challenges that must be overcome before we completely understand the extraordinary properties of MXene and MXene-based nanomaterials.

Pharmaceuticals, personal care products (PPCPs), and endocrine-disrupting compounds (EDCs) have seen a recent sustained increase in usage, leading to increasing discharge and accumulation in wastewater. Conventional water treatment and disinfection processes are somewhat limited in effectively addressing this micropollutant issue. Ultrasonication (US), which serves as an advanced oxidation process, is based on the principle of ultrasound irradiation, exposing water to high-frequency waves, inducing thermal decomposition of H2O while using the produced radicals to oxidize and break down dissolved contaminants. This review evaluates research over the past five years on US-based technologies for the effective degradation of EDCs and PPCPs in water and assesses various factors that can influence the removal rate: solution pH, temperature of water, presence of background common ions, natural organic matter, species that serve as promoters and scavengers, and variations in US conditions (e.g., frequency, power density, and reaction type). This review also discusses various types of carbon/non-carbon catalysts, O3 and ultraviolet processes that can further enhance the degradation efficiency of EDCs and PPCPs in combination with US processes. Furthermore, numerous types of EDCs and PPCPs and recent research trends for these organic contaminants are considered.

This study presents a thorough investigation of the novel application of graphene oxide (GO) modified with melamine formaldehyde to fabricate granular three-dimensional GO (3D-GO), followed by the introduction of UiO-66 doping (3D-GO/U) for high uranium (U) adsorption. The U(VI) adsorption isotherms revealed that 3D-GO/U-10 with 10 % UiO-66 incorporation exhibited an impressive adsorption capacity of 375.5 mg g

The current review covers removal of contaminants of emerging concern by membranes in water and wastewater since our much cited review in 2018. This review offers a wide-ranging examination of membrane technologies—in particular, forward osmosis, reverse osmosis, nanofiltration, ultrafiltration, and microfiltration—as potent solutions that can be used to target contaminants of emerging concern (CECs) in water and wastewater treatment. Emphasizing the urgency of preserving water quality amid increasing demand and CEC-related concerns, the current paper underscores the critical need to obtain a more holistic understanding of the impacts of CEC, effective strategies for their removal, and essential regulatory measures. The interplay between membrane properties, operating conditions, and contaminants underscores the importance of tailored membrane designs and optimization in achieving efficient CEC removal. The main purpose of this review was to synthesize the existing knowledge on membrane treatment of CECs and highlight future research directions. This review not only synthesizes the recent advancements that have been achieved but also highlights critical research avenues, including advanced surface modifications, novel materials, optimized operational parameters, and sustainability considerations. Achieving future strides in these areas would likely enhance the efficacy and sustainability of membrane technologies in combatting CECs in water systems.

This study explores the challenges to photo-reforming sacrificial chemicals into beneficial by-products while improving photocatalytic activity in H2O2 production by addressing several issues. The resorcinol-formaldehyde/graphitic carbon nitride composite (RF0.2GCN) with nanosheet-like RF morphology achieved a higher degree of surface-to-surface contact through -C-NH-CH2- and -NH-CH-OH than the nanosphere (RF0.8GCN). The RF0.2GCN produced H2O2 at 325.2 µg g-1 s-1 in the presence of oxalic acid (OA) at pH 2.1 with apparent quantum yield (AQY) of 12.7%. The conduction band position potential was +0.54 VNHE, which is thermodynamically unfavorable for H+/H2 (E°: 0.00 VNHE) and O2/·O2- (E°: -0.046 VNHE) reaction and also inhibits the decomposition of H2O2 (H2O2/·OH, E°: +0.39 VNHE). Furthermore, the decomposition of OA formed formic acid (FA) at 82% selectivity and concurrent CO2·- formation could promote electron density in the conduction band via its electron-donating ability. H2O2 was purified by isolating FA using anion exchange resin, and FA was recovered by desorption from the resin using HCl (pH 3).

1,3-Propanediol (PDO) is a value-added chemical used widely in cosmetics, foods, lubricants, adhesives, and pharmaceuticals. Klebsiella oxytoca is a facultative anaerobe that can produce 1,3-PDO through the fermentation pathway of glycerol. Recently, formate produced (bio)electrochemically from CO2 has been highlighted as an intermediary metabolite and environmentally friendly biological reducing agent for bioconversion. This study examined how the glycerol fermentation of K. oxytoca with various formate concentrations enhances 1,3-PDO production. Glycerol consumption increased from 58.7 % to 92.6 %, while the 1,3-PDO titer was improved simultaneously from 172.5 to 251.0 mM using 50 mM of formate. During 1,3-PDO production, the NADH pool increased to 345.3 nM/OD600, 2.4 times higher than the control. Therefore, adding formate to glycerol fermentation reduces the residual glycerol and increases 1,3-PDO production simultaneously, which can be an alternative bioconversion strategy without genetic modification.