The Cr(VI) ions' pollution is the most common in anthropogenic activities and drinking water sources. The photocatalytic reduction approach has been considered a promising process and highly desirable for decontamination of Cr(VI)- polluted water. In this contribution, a series of MnCo2O4/CeO2 nanocomposites were constructed for Cr(VI) photoreduction under visible light illumination. The physicochemical characterizations revealed that the 12 wt% MnCo2O4/CeO2 heterojunction photocatalyst exhibited the maximum visible light photocatalytic Cr(VI) reduction efficiency of 100 % within 45 min. Moreover, a photoreduction rate of ⁓7.071 mmol g−1min−1 was achieved at 12 wt% MnCo2O4/CeO2 photocatalyst which was 3.32 times higher than the sole CeO2 nanoparticles (NPs) (2.132 mmol g−1min−1). The heterojunction of MnCo2O4/CeO2 photocatalyst with outstanding photocatalytic ability was maintained after five runs, which verified its superior candidate for efficient and ultrafast removal of Cr(VI) ions. The superb photocatalytic reduction ability was attributed to uniform morphology with well-dispersed MnCo2O4 on the CeO2 NPs, and mesostructured characteristics. In addition, the enhanced photoreduction rate was credited to the construction of S-scheme heterojunction of MnCo2O4/CeO2, which could significantly be transferred and separate photoinduced charge carriers, thus minimizing the photocarrier recombination. This work illustrates the idea of fabricating S-scheme heterojunction nanocomposites and enhancing photocatalytic performance under visible illumination.

The degradation of organic dyes poses a significant challenge in achieving sustainable environmental solutions, given their extensive usage across various industries. Iron oxide (Fe2O3) nanoparticles are studied as a reliable technique for remediating dye degradation. The objective of this research is to improve methods of nanomaterial-based environmental remediation. The solvothermal technique is used to synthesize carbon-modified Fe2O3 nanoparticles that exhibit the capability to modify their size morphology and increase reactivity, and stability for MO photodegradation. Their inherent qualities render them highly advantageous for biomedical applications, energy storage, environmental remediation, and catalysis. The mean crystallite size of the modified Fe2O3 nanoparticles is approximately 20 nm. These photocatalysts are tested for their ability to degrade methyl orange (MO) under Visible light radiation and in presence of hydrogen peroxide reagent. The optimal degradation efficiency (97%) is achieved with Fe2O3@C in the presence of H2O2 by meticulously controlling the pH, irradiation time, and photocatalyst dosage. The enhanced photocatalytic activity of the Fe2O3@C nanoparticles, compared to pure Fe2O3, is attributed to the conductive carbon layer, which significantly reduces electron-hole recombination rates. To summarize, Fe2O3@C nanoparticles not only offer a promising technique for the degradation of MO dye pollutants but also have an advantage for environmental remediation due to their increased stability and reactivity.

The electronics industry's increasing demand for swift energy storage solutions drives researchers to invest significant resources into enhancing electrode materials. Achieving optimal efficiency throughout the charging process requires meticulous attention to the designing of the morphological, structure and chemical compositions of the electrode materials. Understanding the synergies among elements and structural dynamics is pivotal for maximizing the electrodes' performance. To address these challenges, we propose a groundbreaking approach through a straightforward and cost-effective solid-state reaction method followed by an impregnation technique to design a graphene oxide-wrapped wolframite-type 3D cube-like CuWO4 (GW-CuWO4) composite matrix. This design substantially increases the electrode's surface area (5 times greater than pristine CuWO4 and 12 times greater than sphere-like Na2WO4) and enhances its mesoporous characteristics. We extensively analyzed the physicochemical properties of GW-CuWO4 and compared them with pristine CuWO4 and Na2WO4 using various analytical techniques. The electrochemical performance of all electrodes exhibited battery-type characteristics, with the supercapacitive performance thoroughly investigated and compared. The specific capacity of the GW-CuWO4 composite electrode demonstrated significant results, reaching 520.8 C g−1 at 1.0 A g−1, with outstanding rate capability retaining 93 % capacity even at a high rate of charging current of 10 A g−1. In contrast, the specific capacity and rate capability of pristine CuWO4 were 392.1 C g−1 and 87 %, respectively, and Na2WO4 showed 295.8 C g−1 and 64 %. Additionally, the GW-CuWO4 electrode displayed excellent cyclic performance, retaining 95 % capacity at 10 A g−1 compared to CuWO4 (84 %). The GW-CuWO4 electrode exhibits enhanced electrochemical performance due to the synergistic interactions between its constituent parts and its distinct 3D mesoporous composite network. High conductivity, rich redox reactions, easy electron transfer, short ion diffusion lengths, quick kinetics, and an abundance of active sites for electrochemical reactions are all made possible by this network. Presenting this cutting-edge electrode design builds a fresh framework for producing effective electrodes suited for the upcoming wave of high-performance energy storage devices.

Urea oxidation reaction (UOR) and hydrogen evolution reaction (HER) are the key processes for implementing urinated water electrolysis and hydrogen green production, respectively. This contribution investigates the modification of commercial nickel foam (NF) with a nickel phosphate (NiPO/NF) heterostructure layer via anodizing in phosphate solution at various potentials (5, 10 and 15 V) as a simple and efficient route to boost the urea-assisted water electrolysis and hydrogen production in alkaline medium. The morphology and composition physicochemical characterisation of the phosphate layer exhibit aggregates of crystalline nanoparticles with interstitial mesoporous and macroporous networks with a mole composition ratio of 9.42: 1.0: 8.14 for Ni: P: O respectively. The electrochemical measurements revealed the NiPO/NF anodized at 10 V exhibits a superior electroactive surface area of 255 cm2, a substantially higher urea oxidation current compared to pristine NF, achieving 20 and 500 mA/cm2 at 1.35 and 1.6 V vs. RHE respectively and retained 100 % of activity during the urea electrolysis for more than 3 h. The electrochemical impedance analysis confirmed the alkaline urea oxidation reaction proceeded via indirect (EC) and direct mechanism and the CO2 intermediates adsorption–desorption became the predominant reaction at more positive potential. The NiPO/NF anode employed in an H-shape can deliver up to ±400 mA/cm2 for UOR/HER at a bias potential of 1.85 V and 8-fold (2.0 mmol/min) much higher hydrogen production rate compared to the pristine NF anode (0.25 mmol/min). Combining commercial nickel foam modification via anodizing and alkaline urea electrolysis at ambient conditions offers a unique and innovative solution for both large-scale hydrogen green production as well as remedy of the urinated wastewater for a more sustainable future.

Heavy and radioactive metal ions pollutants in water are a serious environmental problem and cause various health issues which lead to fetal human diseases. Herein, magnetic sodium titanate nanotubes (Fe3O4/NaTNTs) as magnetically separable nanostructure composite material were synthesized and used as adsorbent for simultaneous removal of multiple metal ions contaminants. HRTEM, SEM, FTIR, EDX, XRF, XRD, thermal gravimetric analysis (TGA), and zeta potential analysis were used for Fe3O4/NaTNT characterization. Thirteen metal cations including Th4+ and U4+, have been tested for competitive and simultaneous sorption on Fe3O4/NaTNTs nanostructure. In the mixed metal ions system, the removal efficiency of Co2+ and Pb2+ is the highest (Co2+; 95.9 %, Pb2+; 94.2 %). The relative selectivity for the removal of Cs+ ions (32 %) is more than that of Sr2+ ions (25 %). Thus, the data indicates the potential of Fe3O4/NaTNTs to be used in wastewater treatment, especially to simultaneously remove multiple heavy metal ions. Fe3O4/NaTNTs sorbent can be used for the rapid removal of heavy elements to mitigate large quantities of water pollution in emergencies, such as nuclear accidents and leaks.

This work illustrated the synthesis of a new simple resorcinol derivative, 4,6-dimethoxyisophthalohydrazide (DMIH) and confirmed its structure using 1 H-NMR spectroscopy. Also, it assessed the ability of the DMIH to act as inhibitor for LCS in HCl.

The synthesis of novel electrode materials (E-Ms) is the demand of scientific community to overcome the energy crisis in developing countries. Hereon, the molybdenum disulfide (MoS2) and silver-wrapped MoS2 (Ag/MoS2) E-Ms are synthesized on hierarchical-nickel foam (Ni-F) via a cost-effective chemical vapor deposition technique. The synthesized E-Ms are characterized in terms of structure, chemical bonding, surface morphology, weight percentage of elements, porosity and energy storage capability. The X-ray diffraction analysis is indicated that by wrapping of Ag species, the diffraction peaks associated with MoS2 material not only moved to higher Bragg's angles but their peaks intensities are also lowered which showed the existence of structural defects in the synthesized E-Ms. The surface area of cauliflower like Ag/MoS2/Ni-F E-Ms (170 m2g-1) is higher than the surface area (60 m2g-1) of MoS2/Ni-F E-Ms. The cauliflowers based Ag/MoS2/Ni-F E-Ms is presented supreme specific capacitance of 4200 Fg-1 as compared to MoS2/Ni-F E-Ms (2518 Fg-1) at 1Ag-1. The implementation of power law and Dunn's model is demonstrated that the synthesized E-Ms can behave like a battery and supercapacitor (0.67 < b < 0.92) nature. The diffusive-controlled contribution for cauliflower-based synthesized E-Ms is 97% at 5 mVs-1 and became 88% at 70 mVs-1. The assembled asymmetric supercapacitor (ASC) device is exhibited the specific capacitance of 957 Fg-1, energy density of 366-284 Whkg-1 and power density of 1494-14110 Wkg-1. The ASC device could sustain the capacitance retention of 94%, Coulombic efficiency of 99% even for 20000 cycles in contrast to capacitance retention of 95% and Coulombic efficiency of 97.89% of the synthesized E-Ms.