Abstract UiO‐66‐NH 2 /black phosphorus quantum dots (MOF/BPQDs) heterojunctions are anchored on the carboxyl cellulose nanofiber (CNF) aerogel with high porosity (>98%) to fabricate high‐efficiency uranium adsorbents (BP@CNF‐MOF). CNF aerogels possess abundant carboxyl groups, which can serve as nucleation centers to in situ synthesize UiO‐66‐NH 2 with smaller crystal size, high mass loading, and good adhesion. BP@CNF‐MOF demonstrates good mechanical flexibility and minimal MOF loss from the CNF aerogel, both of which result from the mutual physical interactions and entanglements of CNFs as well as strong binding interactions between MOF crystals and CNF aerogel. Owing to the excellent heterogeneous photocatalytic activity of MOF/BPQDs, on one hand, marine bacteria can be effectively destroyed by reactive oxygen species (ROS). On the other hand, the photocatalytic U(VI) reduction to insoluble U(IV) could be facilitated, thereby allowing more binding sites on the MOF crystals for further U(VI) adsorption. Consequently, compared with dark conditions, the adsorption efficiency of the light irradiated BP@CNF‐MOF increases by 55.3%, reaching up to 6.77 mg‐U per g‐Ads after 6 weeks of exposure to natural seawater. The intrinsic instability of BPQDs can be overcome by MOF coating layer simultaneously. The strategy applied in this work could also be applicable to other superior MOF crystals.

Abstract Efficient removal of uranium from uranium‐containing nuclear wastewater is of great significance for utilizing uranium resources and protecting the environment from uranium hazards. In this paper, a polyamidoxime‐coated coconut haustorium derived magnetic biochar (CHMBC‐PAO) composite adsorbent with excellent adsorption performance, magnetism, recyclability, and photothermal conversion properties in complex environments is prepared through a simple soak‐gelation coating method for efficient removal of uranium from nuclear wastewater. The coconut haustorium biochar, carbonized by a sponge‐like organ inside the sprouted coconut, can provide rich functional groups and electronegative surface, which are conducive to the loading of functional materials and the adsorption of uranyl, respectively. The CHMBC‐PAO presents 2.4 emu g −1 saturation magnetization, making it can be efficiently recovered through magnetic recovery. It can convert absorbed light into thermal energy through molecular thermal vibration and non‐radiative relaxation process of excitons. Enhanced by the photothermal effect, CHMBC‐PAO shows an extra high uranium adsorption capacity of 310.30 mg g −1 in acidic nuclear wastewater within a short period of time, surpassing the adsorption capacity of most reported uranium removal materials. Meanwhile, the CHMBC‐PAO also presented excellent ion selectivity and reusability. Therefore, CHMBC‐PAO composite adsorbent can be considered as a potential candidate for treating radioactive nuclear wastewater.

During offshore natural gas extraction, the formation of hydrates in the wellbore poses a crucial issue that affects flow safety. There is a need to find a reliable solution to establish a wellbore with excellent thermal insulation and stability to prevent wellbore blockage. In this study, lightweight and thermally insulated (LWTI) composites with the desired mechanical strength for deep-sea natural gas development were prepared using oil-well cement (OWC) as the matrix and hollow glass microspheres (HGM) as the filler. A two-dimensional (2D) transient heat transfer mathematical model of the HGM/OWC LWTI composites was developed using the COMSOL Multiphysics software and solved using the finite element method. A transient heat transfer analysis of the HGM/OWC LWTI composites was performed. The effective thermal conductivities (keff) of the HGM/OWC LWTI composites were measured, and the values agreed well with the simulation results. The keff of the composites was approximately 0.371 W/(m·K) when the HGM (D51.8) content was 40 vol%. Compared to the traditional OWC (thermal conductivity ~ 0.889 W/(m·K)), the thermal insulation performance of the HGM/OWC LWTI composites was significantly improved. In addition, the density, mechanical properties, and water absorption of the HGM/OWC LWTI composites were investigated. The density of HGM/OWC LWTI composite material has been effectively reduced to a minimum of 1.31 g/cm3, 37% lower than that of pure cementing cement (2.08 g/cm3). The HGM/OWC LWTI composites exhibited good mechanical properties and low water absorption. This research can provide technical support for the efficient development of offshore natural gas.

Underwater adhesion technology could realize the direct replacement of superhydrophobic coatings in seawater, reducing engineering difficulty and economic cost for marine applications. Herein, superhydrophobic tapes are constructed by a layer-by-layer strategy, which consists of four layers, i.e., superhydrophobic particles, Ecoflex films, adhesive ionogels, and isolation layers. In the process, the adhesive gels are grafted on the Ecoflex films utilizing UV polymerization, and the superhydrophobic particles are covered on the other side of the Ecoflex films using spray. The developed superhydrophobic tapes possess good mechanical robustness (280 kPa), flexibility (500% stretching), and adhesive force in seawater (143.16 kPa). The water contact angle and sliding angle values are 159.16° and 2.81°, respectively, and they exhibit good self-cleaning and antifouling properties. More importantly, they can be directly immobilized on various underwater substrates. We believe that they have practical significance in marine antifouling engineering applications.