Graphene oxide (GO) aerogels were prepared by a unidirectional freeze-drying method (UFDM), their structure was observed and their adsorption performance for Cu2+ in aqueous solution was evaluated. The results show that GO aerogels have unidirectional porous structure and good adsorption ability for Cu2+. The adsorption system is depended on the Cu2+ concentration and follows a pseudo second-order kinetic model. The adsorption equilibrium is reached soon. The adsorption isotherms are simulated well by the Langmuir model. The adsorption of Cu2+ on GO aerogels is strongly dependent on pH, indicating an ion exchange mechanism. The obtained results demonstrated that the GO aerogels can be used as an effective adsorbent for Cu2+ removal from water.

Reduced graphene oxide coated polyurethane (rGPU) sponges were fabricated by a facile method. The structure and properties of these rGPU sponges were characterized by Fourier transform infrared spectroscopy, thermal gravimetric analysis, X-ray diffraction, and scanning electron microscopy. The rGPU sponges are hydrophobic and oleophilic and show extremely high absorption for organic liquids. For all the organic liquids tested, the absorption capacities were higher than 80 g g–1 and 160 g g–1 (the highest value) was achieved for chloroform. In addition, the absorption capacity of the rGPU sponge did not deteriorate after it was reused 50 times, so the rGPU sponge has excellent recyclability.

This paper reports a series of novel Ni-based metal–organic framework (Ni–MOFs) prepared by a facile solvothermal process. The synthetic conditions have great effects on the Ni–MOFs morphologies, porous textures, and their electrochemical performance. Improved capacitance performance was successfully realized by the in-situ hybrid of Ni–MOFs with graphene oxide (GO) nanosheets (Ni–MOFs@GO). The pseudocapacitance of ca. 1457.7 F/g for Ni–MOFs obtained at 180 °C with HCl as the modulator was elevated to ca. 2192.4 F/g at a current density of 1 A/g for the Ni–MOFs@GO with GO contents of 3 wt %. Additionally, the capacitance retention was also promoted from ca. 83.5% to 85.1% of its original capacitance at 10 A/g even after 3000 cycles accordingly. These outstanding electrochemical properties of Ni-based MOF materials may be related to their inherent characteristics, such as the unique flower-like architecture and fascinating synergetic effect between the Ni–MOFs and the GO nanosheets.

With the increase of oily wastewater discharge and the growing demand for clean water supply, high throughput green materials for oil-water separation with anti-pollution and self-cleaning ability are urgently needed. Herein, the polysaccharide-based composite aerogels of CMC/SA@TiO2-MWCNTs (CSTM) with fast photo-driven self-cleaning ability have been prepared by a simple freeze-drying and ionic cross-linking strategy. The introduction of TiO2 /MWCNTs nanocomposites effectively improves the underwater oleophobic and mechanical properties of polysaccharide aerogels and enables their photo-driven self-cleaning ability for efficient oil-water separation and purification of complex oily wastewater. For immiscible oil-water mixtures, a high separation flux of about 7650 L m−2 h−1 and a separation efficiency of up to 99.9 % was obtained. For surfactant-stabilized oil-in-water emulsion, a flux of 3952 L m−2 h−1 was achieved with a separation efficiency of up to 99.3 %. More importantly, the excellent photoluminescent self-cleaning ability and low oil adhesion contribute to the high contamination resistance, excellent reusability, and robust durability of CSTM aerogel. With the advantages of simple preparation, remarkable performance, and recyclability, this aerogel is expected to provide a green, economical, and scalable solution for the purification of oily wastewater.

The accumulation of microplastics (MPs) in the environment and their role as carriers for ionic organic pollutants are increasingly attracting attention. This study evaluated the adsorption-desorption characteristics of the cationic organic pollutant on virgin and UV-aged non-degradable polystyrene (PS) as well as degradable poly(butylene succinate) (PBS) and poly(butylene adipate-co-terephthalate) (PBAT) MPs. The results showed that aging treatment made the surface of MPs rougher and more porous, causing the adsorption to shift from monolayer to multilayer adsorption. Aging increased the oxygen-containing groups on MPs, significantly enhancing the H bond (HB) donor capabilities of degradable aged PBS and PBAT, thereby improving adsorption by more than 10 times. This significant increase in adsorption is mainly due to the combined effects of strong HB (including ordinary HB (OHB) and charge-assisted HB (CAHB)), electrostatic interactions, and π-π interactions. Notably, the stronger HB enabled aged PBS and PBAT to achieve efficient and stable adsorption of rhodamine B over a wide pH range, with significant desorption hysteresis (HI > 1.80). This indicates that degradable aged MPs can act as carriers for long-distance pollutant transport. The significant total desorption of cationic pollutants from aged PBS and PBAT in simulated animal gastrointestinal fluids confirmed the greater environmental hazards of degradable aged MPs. This work is the first to demonstrate that degradable aged MPs, as unique HB donors, can primarily adsorb ionic organic pollutants through strong HB (CAHB and OHB), which helps assess the environmental fate of biodegradable microplastics and pollutants in aquatic systems.

Objectives: Polymyxin E (PME), a polymyxin antibiotic, serves as a final resort against antibiotic resistance. Nephrotoxicity is the primary concern when employing PME. To alleviate this issue, researchers have explored strategies including dosing adjustments and innovative formulations. This study employed complex coacervation to create PME nanoformulations, capitalizing on PME's charge properties. The research question and hypothesis posed pertained to whether neutralization of PME's positive charge during formulation would reduce its antibiotic efficacy and alter its tissue distribution and other pharmacokinetic parameters. Our objective was to evaluate the capability of complex coacervation to mitigate the adverse effects of PME while preserving its antibacterial potency and therapeutic effectiveness. Methods: Three negatively charged polyions: potassium sucrose octasulfate, polytamic acid, and sodium hyaluronate, were used for formulation. We performed characterization on the nanocomplex formed by the polyions and PME. The nanoformulations underwent several tests, including minimum inhibitory concentration, in vivo efficacy on an infected mouse model, pharmacokinetic assessments, tissue distribution, and toxicity. Results: the three polyions formed coacervation complexes with PME at varying charge ratios, yielding nanoparticles smaller than 30 nm with low polydispersity (PDI < 0.3). The results demonstrated that complex coacervation-mediated PME nanoformulations exhibited equivalent or superior antibacterial activity, increased maximum tolerant dose, and fewer adverse reactions in animal tests. Conclusions: Utilizing complex coacervation, PME nanoformulations were developed, demonstrating efficacy in the formulation process. Pharmacokinetic assessments revealed absorption and distribution profiles akin to those of standalone PME. The positive charge inherent in PME causing its toxicity was mitigated after complex coacervation.