The investigation of high-efficiency nonprecious electrocatalysts for hydrogen evolution reaction (HER) and oxygen evolution reaction (OER) is of great significance for renewable energy technologies. Here, we provide a successive hydrothermal, oxidation, and phosphidation method to fabricate a 3D nest-like ternary NiCoP/carbon cloth (CC) electrocatalyst with superior catalytic activity and stability toward HER/OER. Nest-like NiCoP/CC requires overpotentials of 44 and 62 mV to reach the current density of 10 mA cm–2 in acidic and alkaline media, respectively, toward HER. For OER, the NiCoP/CC exhibits high active and durable performance with an overpotential of 242 mV at current density of 10 mA cm–2 in alkaline solutions. Furthermore, the practical application of NiCoP/CC as a bifunctional catalyst for overall water splitting reaction yields current densities of 10 and 100 mA cm–2 at 1.52 and 1.77 V, respectively.

Making highly efficient catalysts for an overall ​water splitting reaction is vitally important to bring solar/electrical‐to‐hydrogen energy conversion processes into reality. Herein, the synthesis of ultrathin nanosheet‐based, hollow MoO x /Ni 3 S 2 composite microsphere catalysts on nickel foam, using ammonium molybdate as a precursor and the triblock copolymer pluronic P123 as a structure‐directing agent is reported. It is also shown that the resulting materials can serve as bifunctional, non‐noble metal electrocatalysts with high activity and stability for the hydrogen evolution reaction (HER) as well as the oxygen evolution reaction (OER). Thanks to their unique structural features, the materials give an impressive water‐splitting current density of 10 mA cm −2 at ≈1.45 V with remarkable durability for >100 h when used as catalysts both at the cathode and the anode sides of an alkaline electrolyzer. This performance for an overall water splitting reaction is better than even those obtained with an electrolyzer consisting of noble metal ‐based Pt/C and IrO x /C catalytic couple—the benchmark catalysts for HER and OER, respectively.

In order to deal with cadmium (Cd(II)) pollution, three modified biochar materials: alkaline treatment of biochar (BC-NaOH), KMnO4 impregnation of biochar (BC-MnOx) and FeCl3 magnetic treatment of biochar (BC-FeOx), were investigated. Nitrogen adsorption-desorption isotherms, Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), Boehm titration, and scanning electron microscopy (SEM) were used to determine the characteristics of adsorbents and explore the main adsorption mechanism. The results show that manganese oxide particles are carried successfully within the biochar, contributing to micropore creation, boosting specific surface area and forming innersphere complexes with oxygen-containing groups, while also increasing the number of oxygen-containing groups. The adsorption sites created by the loaded manganese oxide, rather than specific surface areas, play the most important roles in cadmium adsorption. Batch adsorption experiments demonstrate a Langmuir model fit for Cd(II), and BC-MnOx provided the highest sorption capacity (81.10 mg g-1). The sorption kinetics of Cd(II) on adsorbents follows pseudo-second-order kinetics and the adsorption rate of the BC-MnOx material was the highest (14.46 g (mg·h)-1). Therefore, biochar modification methods involving KMnO4 impregnation may provide effective ways of enhancing Cd(II) removal from aqueous solutions.

Abstract The widespread use of proton exchange membrane water electrolysis requires the development of more efficient electrocatalysts containing reduced amounts of expensive iridium for the oxygen evolution reaction (OER). Here we present the identification of 6H-phase SrIrO 3 perovskite (6H-SrIrO 3 ) as a highly active electrocatalyst with good structural and catalytic stability for OER in acid. 6H-SrIrO 3 contains 27.1 wt% less iridium than IrO 2 , but its iridium mass activity is about 7 times higher than IrO 2 , a benchmark electrocatalyst for the acidic OER. 6H-SrIrO 3 is the most active catalytic material for OER among the iridium-based oxides reported recently, based on its highest iridium mass activity. Theoretical calculations indicate that the existence of face-sharing octahedral dimers is mainly responsible for the superior activity of 6H-SrIrO 3 thanks to the weakened surface Ir-O binding that facilitates the potential-determining step involved in the OER (i.e., O* + H 2 O → HOO* + H + + e ¯ ).

Sewage samples from 4 hospitals, 1 nursery, 1 slaughter house, 1 wastewater treatment plant and 5 source water samples of Chongqing region of Three Gorge Reservoir were analyzed for macrolide, lincosamide, trimethoprim, fluorouinolone, sulfonamide and tetracycline antibiotics by online solid-phase extraction and liquid chromatography-tandem mass spectrometry. Results showed that the concentration of ofloxacin (OFX) in hospital was the highest among all water environments ranged from 1.660 μg/L to 4.240 μg/L and norfloxacin (NOR, 0.136–1.620 μg/L), ciproflaxacin (CIP, ranged from 0.011 μg/L to 0.136 μg/L), trimethoprim (TMP, 0.061–0.174 μg/L) were commonly detected. Removal range of antibiotics in the wastewater treatment plant was 18–100% and the removal ratio of tylosin, oxytetracycline and tetracycline were 100%. Relatively higher removal efficiencies were observed for tylosin (TYL), oxytetracycline (OXY) and tetracycline (TET)(100%), while lower removal efficiencies were observed for Trimethoprim (TMP, 1%), Epi-iso-chlorotetracycline (EICIC, 18%) and Erythromycin-H2O (ERY-H2O, 24%). Antibiotics were removed more efficiently in primary treatment compared with those in secondary treatment.

Abstract The oxygen evolution reaction (OER) is a key process involved in energy and environment‐related technologies. An ideal OER electrocatalyst should show high exposure of active sites and optimal adsorption energies of oxygenated species. However, earth‐abundant transition‐metal‐based OER electrocatalysts still operate with sluggish OER kinetics. Here, a cation‐exchange route is reported to fabricate cobalt‐vanadium‐iron (oxy)hydroxide (CoV‐Fe 0.28 ) nanosheets with tunable binding energies for the oxygenated intermediates. The formation of an amorphous/crystalline heterostructure in the CoV‐Fe 0.28 catalyst boosts the exposure of active sites compared to their crystalline and amorphous counterparts. Furthermore, the synergetic interaction of Co, V, and Fe cations in the CoV‐Fe 0.28 catalyst subtly regulates the local coordination environment and electronic structure, resulting in the optimal thermodynamic barrier for this elementary reaction step. As a result, the CoV‐Fe 0.28 catalyst exhibits superior electrocatalytic activity toward the OER. A low overpotential of 215 mV is required to afford a current density of 10 mA cm −2 with a small Tafel slope of 39.1 mV dec −1 , which outperforms commercial RuO 2 (321 mV and 86.2 mV dec −1 , respectively).

Synthesizing urea from nitrate and carbon dioxide through an electrocatalysis approach under ambient conditions is extraordinarily sustainable. However, this approach still lacks electrocatalysts developed with high catalytic efficiencies, which is a key challenge. Here, we report the high-efficiency electrocatalytic synthesis of urea using indium oxyhydroxide with oxygen vacancy defects, which enables selective C-N coupling toward standout electrocatalytic urea synthesis activity. Analysis by operando synchrotron radiation-Fourier transform infrared spectroscopy showcases that *CO2NH2 protonation is the potential-determining step for the overall urea formation process. As such, defect engineering is employed to lower the energy barrier for the protonation of the *CO2NH2 intermediate to accelerate urea synthesis. Consequently, the defect-engineered catalyst delivers a high Faradaic efficiency of 51.0%. In conjunction with an in-depth study on the catalytic mechanism, this design strategy may facilitate the exploration of advanced catalysts for electrochemical urea synthesis and other sustainable applications.

Tailoring the d-band center makes La doped ZnIn 2 S 4 an efficient photocatalyst for the activation of oxygen and degradation of antibiotics in wastewater.