Constructing highly efficient visible-light-driven (VLD) photocatalysts for organic pollutants degradation has been unearthed as a promising and green strategy on environmental remediation. In this study, a novel iodine vacancy-rich BiOI/[email protected] ([email protected]/VI-BOI) Z-scheme heterojunction photocatalyst was successfully constructed, where [email protected] nanoparticles in-situ grown on the surface of defective BiOI nanosheets. The morphology and structure, optical, photoluminescence, and photo-electrochemical properties of the photocatalysts were detailedly characterized. Tetracycline (TC) as a refractory antibiotic was chosen as target pollutant to evaluated the photocatalytic performance of the [email protected]/VI-BOI photocatalyst. The Z-scheme [email protected]/VI-BOI photocatalyst possessed significantly boosted photocatalytic efficiency for the degradation of TC under visible light irradiation (λ > 420 nm), which was better than that of BiOI, VI-BOI, and [email protected] The impacts of photocatalyst dosages, initial TC concentrations, inorganic anions and light irradiation conditions on TC degradation were also explored. Importantly, the intermediates and possible decomposition pathways of TC were illustrated through liquid chromatography coupled with tandem mass spectrometry (LC-MS/MS) and three-dimensional excitation-emission matrix fluorescence spectroscopy (3D EEMs) analysis. The enhanced photocatalytic activity of the [email protected]/VI-BOI is attributed to the synergetic effect among iodine vacancies, AgI/VI-BOI heterojunction and metallic Ag0. Additionally, the photocatalyst presented high recyclability and stability. This work can afford a new reference for fabricating photocatalyst with synergistic effect and amazing capacity for practical wastewater treatment.

Recently, the environmental impacts of microplastics have received extensive attention owing to their accumulation in the environment. However, developing efficient technology for the control and purification of microplastics is still a big challenge. Herein, we investigated the photocatalytic degradation of typical microplastics such as polystyrene (PS) microspheres and polyethylene (PE) over TiO2 nanoparticle films under UV light irradiation. TiO2 nanoparticle film made with Triton X-100 showed complete mineralization (98.40%) of 400-nm PS in 12 h, while degradation for varying sizes of PS was also studied. PE degradation experiment presented a high photodegradation rate after 36 h. CO2 was found as the main end product. The degradation mechanism and intermediates were studied by in situ DRIFTS and HPPI-TOFMS, showing the generation of hydroxyl, carbonyl, and carbon-hydrogen groups during the photodegradation of PS. This study provides a green and cost-efficient strategy for the control of microplastics contamination in the environment.

Plastic products, used in almost all aspects of daily life because of their low cost, durability, and portability, can be broken down into micro- and nano-scale plastics, thereby increasing the risk of human ingestion.

Defect engineering offers a powerful approach to tune the local surface microstructure, electron band structure and chemistry of photo- and electro-catalysts, to thereby enhancing their performance in nitrogen reduction reaction (NRR) and electrocatalytic nitrate reduction to ammonia (NO3-RR). The present study has successfully synthesized cobalt-rich vacancy (VCo) Co3O4 through a two-step method, allowing for controlled manipulation of the concentration of cobalt vacancies through heat treatment. The impact of varying concentrations of cobalt vacancies on the performance of photocatalytic nitrogen reduction reaction and electrocatalytic nitrate ammonia production was investigated. Remarkably, the catalysts heat-treated at 500 °C, exhibited a significantly enhanced photocatalytic nitrogen fixation performance with a rate of 67.5 μmol·g-1·h-1. The catalysts heat-treated at 300 °C, exhibited an ammonia yield of 339.05 mmol·g-1·h-1 at -1.1 V (vs. RHE), while achieving a maximum Faraday efficiency of 84.3% at -0.9 V (vs. RHE). The enhanced activity can be attributed to the presence of cobalt vacancies, which synergistically modulate both the structural and electronic properties. This dual functionality of cobalt-rich vacancy Co3O4 not only underscores its potential as a highly efficient photocatalyst for NRR and an electrocatalyst for NO3-RR but also highlights the intricate interplay between defect engineering, microstructural tuning, and electronic structure in promoting diverse catalytic activities. Our findings not only advance the fundamental understanding of defect-induced enhancements but also pave the way for the rational design of multifunctional catalysts capable of excelling in both photo- and electro-catalytic applications.

Oil crops have the potential to remediate cadmium (Cd)-contaminated farmland while producing safe vegetable oil. However, it is currently unknown whether different oil crops can remediate varying levels of Cd contamination in farmland. This study assessed agricultural fields in southern China contaminated with Cd levels ranging from 0.42 to 10.3 mg/kg. Three representative oilseed crops winter rape, oil sunflower, and peanut were selected for field experiments under two rotation systems. The effects of different rotation systems on remediating various Cd contamination levels were compared to evaluate the feasibility and potential of a two oil crop rotation system. All three crops showed good tolerance to Cd without signs of biomass deficiency. The biomass produced by the rape-oil sunflower and rape-peanut rotation systems was 33.44-459.00 g/ha and 30.64-281.40 g/ha, respectively. The Cd concentration in the oil products obtained complied with existing national and international standards (0.05 mg/kg). The remediation efficiency of the rape-oil sunflower and rape-peanut rotation systems was 1.98-7.37 % and 1.21-4.94 %, respectively. However, the remediation efficiencies and enrichment capacities of both rotation systems were somewhat inhibited by heavy Cd contamination (10.3 mg/kg). Therefore, the agricultural model of rotating two oilseed crops can be implemented in Cd-contaminated farmland at all levels but is more suitable for light to moderate Cd contamination.

Combining photocatalytic reduction with organic synthetic oxidation in the same photocatalytic redox system can effectively utilize photoexcited electrons and holes from solar to chemical energy. Here, we stabilized 0D Au clusters on the substrate surface of Zn vacancies modified 2D ZnIn