The performance of two-dimensional (2D) Ti3C2Tx MXene nanosheets in the adsorption and copper removal from aqueous media was investigated. Delaminated (DL)-Ti3C2Tx exhibited excellent Cu removal ability, because of their large specific surface area, hydrophilicity, and unique surface functional properties. Scanning electron microscopy coupled with energy-dispersive spectroscopy (SEM–EDS), transmission electron microscopy (TEM), Brunauer–Emmett–Teller (BET), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and X-ray diffraction (XRD) analyses were performed to analyze the structural changes in Ti3C2Tx MXene and its interaction with Cu ions. Oxygenated moieties in the layered structure of MXene facilitated reductive adsorption of Cu2+ forming Cu2O and CuO species. DL-Ti3C2Tx exhibited a higher and faster Cu uptake, compared to multilayer (ML)-Ti3C2Tx. The maximum experimental adsorption capacity (Qexp,max) was 78.45 mg g–1, and 80% of the total content of metal ions was adsorbed within 1 min. A pseudo-second-order kinetic model and the Freundlich adsorption isotherm accurately describe the equilibrium time and maximum Cu uptake onto the adsorbent material, respectively. Thermodynamic analysis revealed that the adsorption process was endothermic. The adsorption capacity (Qe) of DL-Ti3C2Tx was 2.7 times higher than that of a commercially available activated carbon. The present results illustrate the promising potential of 2D MXene nanosheets for the removal of toxic metals from water.

A simple hydrothermal treatment process was used for the fabrication of a Ti3C2Tx (MXene) nanosheet-based hybrid photocatalyst. The chemical composition of the MXene and its derivatives (nanosize {0 0 1} facets of TiO2 in Ti3C2Tx (001-T/MX)), as well as the structural properties and morphology of the as-prepared photocatalyst, were well characterised. The heterostructure of the as-prepared photocatalyst was obtained by controlled oxidation action via the Schottky junction formed between TiO2-MXene interfaces. The adsorption/photocatalytic degradation abilities of the pristine MXene and the as-synthesised 001-T/MX nanocomposite for carbamazepine (CBZ) were investigated. The determined Kapp value of CBZ under ultraviolet light was 0.0304 min−1, higher than that under natural solar light, and the degradation capacity was strongly controlled under acidic conditions (pH 3.0–5.0). During the photocatalytic degradation, OH and O2 attacked the CBZ molecule; detailed degradation pathways were proposed accordingly. The novel heterojunction 001-T/MX exhibited excellent applicability for CBZ decomposition.

Graphene-based two-dimensional materials have been explored in a variety of applications, including the treatment of heavy-metal-rich water/wastewater.

Abstract A magnetic perovskite-spinel oxide nanocomposite synthesized through a sol–gel self-combustion process is used for the first time as an adsorbent to remove toxic heavy metals (i.e., Pb 2+ ). The synthesized LaFeO 3 :CoFe 2 O 4 ((LFO) 1 :(CFO) x ) (x = 0.11–0.87) nanocomposites possess good stability, abundant oxygenated active binding sites, and unique structural features, making them suitable for removing divalent Pb 2+ ions. Scanning electron microscopy, X-ray diffraction, BET surface area, magnetization measurements, zeta-potential analyses, and X-ray photoelectron spectroscopy were used to analyze the nanocomposites, and their structural changes after Pb 2+ ions adsorption. Batch tests confirmed that (LFO) 1 :(CFO) x efficiently removes Pb 2+ from water with a maximum adsorption capacity of 105.96 mg/g. The detailed quantitative study indicates that the interaction of hydroxyl groups with Pb 2+ ions occurs through electrostatic interactions and complex formation. We also demonstrate a new ring-magnetic separator system that allows magnetic separation of the toxic ions at a higher speed compared to traditional block magnets. The unique structure, high porosity, large specific surface area, and oxygenated functional groups of (LFO) 1 :(CFO) x nanocomposites make them promising materials for removal of heavy metal ions and possibly other environmental pollutants. This study provides a new approach to preparing nanocomposites of magnetic spinel ferrites with perovskite oxides for environmental applications.

ABSTRACT This study investigates the metabolic disruptions caused by nicotine (NIC) exposure, with a particular focus on amino acid and lipid metabolism, and evaluates resveratrol (RSV) as a potential protective agent. Mice were divided into four groups: control (CON), NIC‐exposed, NIC + RSV‐treated, and RSV‐only. NIC exposure resulted in significant weight loss, elevated glucose levels, altered lipid profiles, and organ damage, particularly in the liver and kidneys. Increased inflammation was evidenced by elevated levels of IL‐6 and CRP. In contrast, RSV treatment mitigated these effects by improving lipid profiles, glycemic indices, and reducing inflammatory markers. Histopathological analysis confirmed reduced tissue damage in the NIC + RSV group compared to the NIC‐alone group. Metabolomics analysis using LC‐MS/MS revealed significant dysregulation in lipid, amino acid, and nucleotide metabolism in NIC‐exposed mice. Fold‐change analysis identified altered metabolites, including sphingomyelin 36:1;02 ( p < 0.001), valine ( p < 0.001), triacylglycerol 4:0–18:1 ( p < 0.001), and ceramide 32:1;02 ( p < 0.001). Amino acids such as arginine, phenylalanine, glutamic acid, tyrosine, and lysine, as well as NIC metabolites like nornicotine and cotinine, were identified, underscoring molecular fragmentation analysis findings. RSV treatment partially restored metabolic balance, highlighting its role as a metabolic modulator. This study underscores the therapeutic potential of RSV in alleviating NIC‐induced metabolic dysfunctions by restoring lipid homeostasis and reducing inflammation. Additionally, it emphasizes the importance of RSV in addressing NIC‐related metabolic impairments and the need for noninvasive biomarkers for early disease detection.

Our study aimed to establish the association of polymorphic variants and disease susceptibility in arsenic-induced metabolic disorders raised due to the variability of arsenic methylation in human population exposed to arsenic in drinking water. Water samples were systematically collected from various regions of Faisalabad, Pakistan, and subjected to arsenic quantification through inductively coupled plasma emission spectrophotometry (ICP-OES). The groundwater exhibited significantly elevated arsenic concentrations (68.18 ± 21.28 μg/L) in comparison to both water and sanitation agency Faisalabad (WASA)-supplied water (9.81 ± 1.2 μg/L) and locally filtered water (8.12 ± 1.42 μg/L), as determined by one-way ANOVA followed by Bonferroni's post-test at P < 0.05. An association was established between arsenic concentration and the incidence of disease, such as diabetes mellitus. A cohort of 120 participants residing in six areas of District Faisalabad was recruited. Urine and blood specimens were collected for analysis. Urine samples underwent ICP-MS analysis in helium collision mode, utilizing germanium as an internal standard. Blood samples were collected for biomarker assessments, including HbA1c, BUN, creatinine, CRP, ALT, AST, GSH, SOD, and MDA, to investigate the evidence of diabetes mellitus. Urinary arsenic concentrations were found to be considerably higher (P < 0.05) in about 22.50 % of the participants, with a mean value of 68.43 ± 16.73 ppb. Biomarker analysis in these participants revealed mean values for BUN (37.19 ± 2.87 mg/dL), creatinine (2.58 ± 0.18 mg/dL), IL-6 (11.35 ± 6.98 pg/mL), CRP (1.90 ± 0.26 mg/dL), MDA (3.70 ± 0.18 nmol/mL), ALT (40.27 ± 5.41 U/L), and AST (38.92 ± 4.72 U/L). Furthermore, the gender-based analysis indicated the higher levels of DMA, MMA, TAs, and TiAs in males compared to females when urine samples were analyzed with HPLC-ICP-MS. Participants with the positive genotype of GSTM exhibited significantly higher levels of TAs, and TiAs concentration in their urine than those with the null genotype of GSTM. Moreover, participants with positive genotypes for GSTT1 and GSTM1 demonstrated elevated levels of DMA in their urine compared to those with genotypes of GSTT1 (−) and GSTM1 (−), although this difference did not attain statistical significance. Participants with the genotype of GSTT1 (+) displayed a considerably higher secondary methylation index than those with genotype of GSTT1 (−). MMA and DMA levels were found to be correlated with the genotypes of GSTT1 and GSTM1 and the amounts of TAs in urine. In conclusion, our findings suggest a linkage between arsenic methylation, particularly levels of DMA and SMI, and GSTT1 and GSTM1 polymorphisms.