Porphyry deposits supply most of the world's Cu and Mo resources. Over 90% of the porphyry deposits are found at convergent margins, especially above active subduction zones, with much fewer occurrences at post-collisional or other tectonic settings. Porphyry Cu–(Mo)–(Au) deposits are essentially magmatic–hydrothermal systems, which are generally initiated by injection of oxidized magmas saturated with metal-rich aqueous fluids, i.e., the parental magmas need to be water rich and oxidized with most of the sulfur appearing as sulfate in the magma. Sulfur is the most important geosolvent that controls the behavior of Cu and other chalcophile elements, due to high partition coefficients of chalcophile elements between sulfide and silicate melts. Small amount of residual sulfides can hold a large amount of Cu. Therefore, it is essential to eliminate residual sulfides to get high Cu contents in magmas for the formation of porphyry deposits. Sulfate (SO42 −) is over 10 times more soluble than sulfide (S2 −), and thus the solubility of sulfur depends strongly on sulfur speciation, which in turn depends on oxygen fugacities. The magic number of oxygen fugacity is log fO2 > FMQ + 2 (i.e., ΔFMQ + 2), where FMQ is the fayalite–magnetite–quartz oxygen buffer. Most of the sulfur in magmas is present as sulfate at oxygen fugacities higher than ΔFMQ + 2. Correspondingly, the solubility of sulfur increases from ~ 1000 ppm up to > 1 wt.%. Oxidation promotes the destruction of sulfides in the magma source, and thereby increases initial chalcophile element concentrations, forming sulfur-undersaturated magmas that can further assimilate sulfides during ascent. Copper, Mo and Au act as incompatible elements in sulfide undersaturated magmas, leading to high chalcophile element concentrations in evolved magmas. The final porphyry mineralization is controlled by sulfate reduction, which is usually initiated by magnetite crystallization, accompanied by decreasing pH and correspondingly increasing oxidation potential of sulfate. Hematite forms once sulfate reduction lowers the pH sufficiently, driving the oxidation potential of sulfate up to the hematite–magnetite oxygen fugacity (HM) buffer, which is ~ ΔFMQ + 4. Given that ferrous iron is the most important reductant that is responsible for sulfate reduction during porphyry mineralization, the highest oxygen fugacity favorable for porphyry mineralization is the HM buffer. In addition to the oxidation of ferrous iron during the crystallization of magnetite and hematite, reducing wallrock may also contribute to sulfate reduction and mineralization. Nevertheless, porphyry deposits are usually mineralized in the whole upper portion of the pluton, whereas interactions with country rocks are generally restricted at the interface, therefore assimilation of reducing sediments is not likely to be a decisive controlling process. Degassing of oxidized gases has also been proposed as a major process that is responsible for sulfate reduction. Degassing, however, is not likely to be a main process in porphyry mineralization that occurs at 2–4 km depths in the upper crust. Sulfide formed during sulfate reduction is efficiently scavenged by aqueous fluids, which transports metals to shallower depths, i.e., the top of the porphyry and superjacent wallrock. According to traditional views, sulfide saturation and segregation during magma evolution is not favorable for the formation of porphyry Cu ± Au ± Mo deposits. This is the main difference between porphyry deposits and Ni–Cu sulfide deposits. Nevertheless, in places with thick sections of reducing sediments, e.g., the western North America, sulfide saturation and segregation may occur during evolution of the magma, forming Cu-rich cumulates at the base of plutons. These Cu-rich sulfides may evolve into porphyry mineralization or even control the ore-forming process. Their contribution depends heavily on subsequent oxidation, i.e., a major contribution can be expected only when the sulfide cumulates are oxidized to sulfate, liberating the chalcophile elements. Sulfate reduction and ferrous Fe oxidation form H+, which dramatically lowers the pH values of ore-forming fluids and causes pervasive alteration zones in porphyry Cu deposits. The amount of H+ released during mineralization and the alkali content in the porphyry together control the intensity of alterations. In principle, H2 and methane form during the final mineralization process of porphyry deposits, but are mostly oxidized by ferric Fe during subsequent processes. Some of the reduced gases, however, may survive the highly oxidizing environment to escape from the system, or even to get trapped in fluid inclusions. Therefore, small amount of reduced gases in fluid inclusions cannot argue against the oxidized feature of the magmas. Reduced magmas are not favorable for porphyry mineralization. Reduced porphyry deposits so far reported are just mineralization that has either been reduced in host rock away from the causative porphyry or through assimilation of reducing components during emplacement.

In this work, we design and construct a novel 2D/2D g-C3N4 [email protected]2S4 nanoleaf via a simple one-step surfactant-assisted solvothermal method for photocatalytic H2 generation. Its unusual 2D/2D heterojunction structure provides far more contact areas and much faster charge transport rate than the 2D/0D heterojunction structure of g-C3N4 [email protected]2S4 microsphere. More importantly, this unique 2D/2D heterojunction leads the g-C3N4 [email protected]2S4 nanoleaf composite to generate numerous intimate high-speed charge transfer nanochannels in the interfacial junctions, and which could considerably enhance the photogenerated charge separation and migration efficiency, thus yielding a remarkable visible-light-driven H2 evolution rate without the additive Pt cocatalyst (HER = 2.78 mmol h−1 g−1), nearly 69.5, 15.4, 8.2 and 1.9 times higher than that of pure g-C3N4 nanosheet, pure ZnIn2S4 microsphere, 2D/0D g-C3N4 [email protected]2S4 microsphere and pure ZnIn2S4 nanoleaf, respectively. Additionally, the 2D/2D g-C3N4 [email protected]2S4 nanoleaf exhibits an outstanding stability and recyclability, manifesting a promising potential application in sustainable energy conversion. This work would provide a platform for the design and synthesis of binary heterojunction composite system with highly-efficient charge separation and transfer.

Amine-functionalized mesoporous Fe3O4 nanoparticles (AF-Fe3O4) were developed for the highly efficient removal of toxic heavy metal ions from water. AF-Fe3O4 were prepared by a new cost-effective and environmentally friendly procedure. The maximum amino-group grafted onto AF-Fe3O4 is 0.1790 μg/mg by ninhydrin test. AF-Fe3O4 can be simply recovered from water with magnetic separations at low magnetic field within 1 min. Each adsorption of 50 mL 5 mg/L of Pb(II), Cd(II), and Cu(II) onto 10 mg of AF-Fe3O4 reached equilibrium within 120 min at pH 7.0. It agreed well to the Langmuir adsorption model with maximum adsorption capacities for Pb(II), Cd(II), and Cu(II) from 369.0 to 523.6 mg/g, which is larger than some other reports. The adsorption rates of Pb(II), Cd(II), and Cu(II) on AF-Fe3O4 fit pseudo-second order kinetic models (R2 > 0.99). Thermodynamic studies illustrated the adsorption process was endothermic and spontaneous. AF-Fe3O4 was able to remove over 98% of Cu(II), Cd(II) and Pb(II) in 50 mL of solution containing 5 mg/L metal ions at optimized conditions.

Conversion of glial cells into functional neurons represents a potential therapeutic approach for replenishing neuronal loss associated with neurodegenerative diseases and brain injury. Previous attempts in this area using expression of transcription factors were hindered by the low conversion efficiency and failure of generating desired neuronal types in vivo. Here, we report that downregulation of a single RNA-binding protein, polypyrimidine tract-binding protein 1 (Ptbp1), using in vivo viral delivery of a recently developed RNA-targeting CRISPR system CasRx, resulted in the conversion of Müller glia into retinal ganglion cells (RGCs) with a high efficiency, leading to the alleviation of disease symptoms associated with RGC loss. Furthermore, this approach also induced neurons with dopaminergic features in the striatum and alleviated motor defects in a Parkinson's disease mouse model. Thus, glia-to-neuron conversion by CasRx-mediated Ptbp1 knockdown represents a promising in vivo genetic approach for treating a variety of disorders due to neuronal loss.

ZIF-8 films were successfully prepared on a flexible nylon substrate with a contra-diffusion synthesis method, and gas permeation experiments indicated that the films were continuous and compact.

Abstract Organic semiconductors offer a tunable platform for photocatalysis, yet the more difficult exciton dissociation, compared to that in inorganic semiconductors, lowers their photocatalytic activities. In this work, we report that the charge carrier lifetime is dramatically prolonged by incorporating a suitable donor-acceptor (β-ketene-cyano) pair into a covalent organic framework nanosheet. These nanosheets show an apparent quantum efficiency up to 82.6% at 450 nm using platinum as co-catalyst for photocatalytic H 2 evolution. Charge carrier kinetic analysis and femtosecond transient absorption spectroscopy characterizations verify that these modified covalent organic framework nanosheets have intrinsically lower exciton binding energies and longer-lived charge carriers than the corresponding nanosheets without the donor-acceptor unit. This work provides a model for gaining insight into the nature of short-lived active species in polymeric organic photocatalysts.

Abstract The emerging heterogeneous membranes show unprecedented superiority in harvesting the osmotic energy between ionic solutions of different salinity. However, the power densities are limited by the low interfacial transport efficiency caused by a mismatch of pore alignment and insufficient coupling between channels of different dimensions. Here we demonstrate the use of three-dimensional (3D) gel interface to achieve high-performance osmotic energy conversion through hybridizing polyelectrolyte hydrogel and aramid nanofiber membrane. The ionic diode effect of the heterogeneous membrane facilitates one-way ion diffusion, and the gel layer provides a charged 3D transport network, greatly enhancing the interfacial transport efficiency. When used for harvesting the osmotic energy from the mixing of sea and river water, the heterogeneous membrane outperforms the state-of-the-art membranes, to the best of our knowledge, with power densities of 5.06 W m −2 . The diversity of the polyelectrolyte and gel makes our strategy a potentially universal approach for osmotic energy conversion.

Creating highly emissive covalent organic frameworks (COFs) has traditionally been difficult, owing to strong π–π interactions between adjacent layers, resulting in aggregation-caused quenching properties. In this article, we report the use of a vertex strategy to create emissive COFs with enhanced fluorescence performances. This strategy involved introducing different vertex units into the COF structure. These vertex units including different N atoms possessed p orbital lone pairs of electrons, which formed p−π conjugation between the linkages and the walls of the COFs. The p−π conjugation from the linkages to the walls effectively suppressed the fluorescence quenching effect in COFs, leading to the development of COFs with strong emission properties. The designed emissive COFs were evaluated for their ability to detect 2,4,6-trinitrophenol, a specific type of nitro-explosive, in water. These COFs demonstrated high sensitivity and selectivity for 2,4,6-trinitrophenol detection compared to other nitro-explosives. In summary, the controllable vertex strategy is a promising method for designing emissive COFs and enhancing their fluorescence properties, paving the way for the development of luminescent materials with diverse applications.

Two imine-based COFs with flexible channels were synthesized, showing high sensitivity and selectivity towards nitro-explosives.