Toluene is one of the harmful volatile organic compounds (VOCs) for both human health and environments. Thus, to prevent the hazardous effect of toluene, fast detection at an early stage is needed. CuO shows the merit for a wide range responsivity to VOCs but suffers from small response value, slow response/recovery speeds, and low durability. Herein, we report a facile preparation of CuO/Ti3C2Tx MXene hybrids via electrostatic self-assembly. The CuO nanoparticles (∼7 nm) were uniformly dispersed on the surface and the interlayers of the Ti3C2Tx MXene, forming hybrid heterostructures. The CuO/Ti3C2Tx MXene exhibited the improved toluene gas sensing response (Rg/Ra) of 11.4, which is nearly 5 times higher than that of the pristine CuO nanoparticles (2.3) to 50 ppm of toluene at 250 °C. Due to the different work function (Φ), the Schottky junction was established at the interface of CuO/Ti3C2Tx MXene, acting as a hole trapping region (HTR) at the Ti3C2Tx MXene side. Compared to other hybrid 2D materials such as MoS2 and rGO, which possess a higher work function, the CuO/Ti3C2Tx MXene maintained better toluene sensing performance. Thus, the work function is critical for designing a high sensing performance of hybrid metal oxides/2D materials. The hybridization of CuO with Ti3C2Tx MXene improved not only enhancement of the response time but also the selectivity and the responses (270 s) and recovery times (10 s) compared with those of CuO, due to high conductivity of the metallic phase in Ti3C2Tx MXene. Such excellent performance showed the promising applications of metal oxides/2D hybrid materials for VOCs gas sensing.

Abstract The remarkable properties of 2D nanomaterials are well known. However, their high interfacial adhesion energy often leads to restacking issues, limiting their potential in various applications. A strategic synthetic approach is presented to overcome this challenge. Specifically, the study first demonstrates the use of layered aluminosilicate as a sacrificial 2D template to allow the growth of highly ordered meso‐holey polymeric layers, which can be subsequently exfoliated upon the removal of aluminosilicate and thermally converted to perpendicularly open meso‐holey carbon (POMC). On the other hand, perpendicularly blocked meso‐holey carbon (PBMC) is obtained with non‐sacrificial 2D template of graphene oxide. When both POMC and PBMC are evaluated by operando hydrodynamic electrochemical impedance spectroscopy and transmission line model analysis for electrochemical reduction of oxygen, POMC achieves a remarkable improvement of charge transfer and mass transfer by up to 4.1 and 7.9 times, respectively, as compared to PBMC. This study therefore highlights the importance of perpendicularly open 2D nanoarchitectures in circumventing the restacking effect, offering valuable insights for leveraging 2D nanomaterials with open meso‐holes in various applications.

A structure-property relationship is disclosed between electrochemical surface area and active site utilization in ORR. The optimized NPC–Zn exhibits excellent zinc–air battery performance, serving as a power to drive capacitive deionization devices.

Abstract Incorporating mesoporous structures into various materials can provide abundant active sites and facilitate smooth diffusion, and their effectiveness has been demonstrated across a range of material types. However, despite the development of numerous mesoporous materials, first-generation mesoporous materials (e.g., silica-based compositions) have limited applications due to their poor electrical conductivity and limited compositional diversity, necessitating additional processing for widespread utilization. Our group first proposed the synthesis of mesoporous metals using a solution-based soft-templating method based on self-assembly of micelles, marking a significant advancement in mesoporous materials. This effective process has recently been extended to the synthesis of mesoporous metals and chalcogenides. Chalcogenides have garnered significant attention due to their intriguing optical, electrical, and electrochemical properties arising from their distinctive electronic structures. Mesoporous chalcogenides have been found to effectively enhance these properties. This paper provides a comprehensive review of the synthesis of mesoporous metals and chalcogenides—representing second-generation mesoporous materials (mesoporous materials 2.0)—with specific examples. Our goal is to inform readers about second-generation mesoporous materials and provide insights for further research.

Abstract Rare‐earth‐doped all‐inorganic perovskite applications for near‐infrared (NIR) emission are crucial for the construction of the next generation of intelligent lighting sources. However, the preparation of rare‐earth‐doped all‐inorganic perovskite is complex, and difficult to control, and the issue of thermal quenching poses significant challenges to its practical application. Here, in order to address these issues, a convenient photo‐induced synthesis method for CsPbCl 3 :Mn/Yb nanocrystals (NCs) is proposed by decomposing carbon tetrachloride with 365 nm light to provide chloride ions and regulate the formation of perovskite at room temperature. The negative thermal quenching in the NIR emission is achieved through the energy transfer between Mn and Yb. The emission intensity of Yb enhances 3.2 times when the temperature rises to ≈427 K. Furthermore, with the help of the orange emission from the Mn 2+ ions and the NIR emission from the Yb 3+ ions, visible to NIR light emitting diode (LED) devices are constructed and applied in orange light illumination and night vision imaging. This study enriches the preparation methods and chemical research on perovskite doping, which may open up new opportunities for the widespread application of perovskite‐based materials or device engineering.

The arsenic (As) content of seaweed has been extensively studied due to its toxicological concerns. As a primary producer, seaweed plays a vital role in the biochemical cycling of As in marine environments. Several studies have focused on the growth and behavior of seaweed under a salinity gradient; however, information related to the impact of salinity on As uptake, biotransformation mechanism, and time-dependent speciation patterns of these plants is limited. This study aimed to investigate the temporal effects of salinity on these factors in seaweed. Three seaweed species, Sargassum fusiforme, Sargassum thunbergii, and Sargassum horneri, were maintained in a 1% Provasoli-enriched seawater medium for 14 d under 5‰, 15‰, 25‰, and 34‰ salinities. The results revealed that the high salinity media promoted a rapid uptake of As by all three species. Arsenic accumulation inside the cell approached 100% within seven days of culture for S. thunbergii, irrespective of the salinity content of the media. In addition, As(V) biotransformation and release by S. fusiforme and S. thunbergii were time-dependent, while S. horneri released dimethylarsinic acid (DMAA) from day 3 of the culture. All seaweed species showed methylation of As(V) to DMAA during the culture period. Furthermore, S. thunbergii released DMAA when As(V) was completely depleted from the culture media, whereas the release by S. fusiforme and S. horneri was relatively earlier than that of S. thunbergii. S. horneri showed minimal tolerance to low salinity, as the cells revealed significant damage. Based on the results of this study, a conceptual model was developed that demonstrated the effects of salinity on As uptake and the biotransformation mechanism of seaweed.