Popcorn-derived porous carbon flakes have been successfully fabricated from the biomass of maize. Utilizing the "puffing effect", the nubby maize grain turned into materials with an interconnected honeycomb-like porous structure composed of carbon flakes. The following chemical activation method enabled the as-prepared products to possess optimized porous structures for electrochemical energy-storage devices, such as multilayer flake-like structures, ultrahigh specific surface area (SBET: 3301 m2 g-1), and a high content of micropores (microporous surface area of 95%, especially the optimized sub-nanopores with the size of 0.69 nm) that can increase the specific capacitance. The as-obtained sample displayed excellent specific capacitance of 286 F g-1 at 90 A g-1 for supercapacitors. Moreover, the unique porous structure demonstrated an ideal way to improve the volumetric energy density performance. A high energy density of 103 Wh kg-1 or 53 Wh L-1 has been obtained in the case of ionic liquid electrolyte, which is the highest among reported biomass-derived carbon materials and will satisfy the urgent requirements of a primary power source for electric vehicles. This work may prove to be a fast, green, and large-scale synthesis route by using the large nubby granular materials to synthesize applicable porous carbons in energy-storage devices.

Biochar is an effective and economical strategy for in situ soil cadmium (Cd) remediation. It is essential to comprehensively investigate how biochar mitigates Cd uptake of the main rice subspecies. A pot experiment was established via adding corn stalk biochar into Cd-contaminated soil growing indica Yangdao 6 (YD) and japonica Nangeng 9108 (9108). 9108 had lower shoot biomass (-17.9%) but higher root biomass (+14.4%) and shoot Cd concentration (+29.4%) than YD. Biochar decreased soil available Cd by 25.2% and shoot Cd concentration by 13.6% through the liming and passivation effects. Biochar also favored Cd mitigation by recruiting Fe reducer, Cd remover and plant growth-promoting rhizobacteria (e.g. Bacteroides, Deferrisomatota, Bacillus and Allorhizobium). Besides, biochar reduced Cd uptake by stimulating iron plaques formation for 9108. Moreover, biochar did not reduce Cd uptake by inhibiting Cd transporter genes' expressions and it increased OsHMA2 expression in YD. In conclusion, biochar had great capacity in mitigating Cd pollution and rice subspecies responded differently to biochar in iron plaque formation and Cd transporter genes. The research established a comprehensive understanding of the mechanisms underlying Cd mitigation by biochar and helped to breed low Cd-accumulated rice cultivars to safeguard rice production.

It remains an exciting challenge to achieve a direct production of oxygen vacancies (OVs) by the one-step grinding of BiOCl visible-light-driven photocatalysts. Herein, BiOCl nanoplates are synthesized via a mannitol-assisted direct grinding method, which exhibits an efficient photocatalytic activity for CO2 reduction and degradation of organic toxins. Different from the previously reported BiOCl synthesized by water/solvatory thermal synthesis, the reaction conditions are mild and the preparation speed is fast. Compared with the BiOCl, the surface area of modified BiOCl-1 nanoplates is enhanced by 13.2 times and has an abundant pore structure. In addition, OVs are introduced in modified nanoplates, which reduce the bandwidth and promote the separation of charge carriers. The CO yield rate of BiOCl-1 reached 27.2 μmol h–1 g–1, which was 8.1 times superior to nonmodified BiOCl (3.4 μmol h–1 g–1). The degradation rate of rhodamine B (20 mg L–1) by BiOCl-0 was only 51.7%, while that of BiOCl-1 reached up to 92.8%. This increases the OVs content and narrows the band gap, which is more conducive to the separation of electron–hole pairs and improves photocatalytic activity. This 3 min grinding with no surfactant-free solid-phase reaction is suitable for large-scale preparation and opens up the possibility for industrial applications.

Removing Hg(II) from water is challenging due to the depletion and decrease of adsorption sites on adsorbents during the process. In this study, we have developed a fully scaffolded Ag/C adsorbent material through continuous optimization of the regeneration of adsorption site numbers during the adsorbent regeneration process. As expected, the Ag/C adsorbent exhibited a remarkable Hg(II) adsorption capacity, reaching up to 328 mg g–1. Furthermore, this adsorption capacity was maintained over 4 sorption–regeneration cycles owing to the persistent renewal of the inherent adsorption sites. The formation of the Ag–Hg amalgam was confirmed by XRD, HRTEM, and XPS, which were attributed to monolayer chemisorption. Moreover, a significant increase in the number of inherent adsorption sites on the Ag/C adsorbent was observed, which was attributed to the stretching of silver–mercury bonds during thermal regeneration. This resulted in the generation of a greater number of smaller Ag adsorption sites on the carbon supports. Additionally, DFT calculations confirmed that Ag/C adsorbent lowers Hg(II) adsorption energy and facilitates electron transfer, ensuring exceptional reusability in practical applications. Therefore, these findings offer a valuable approach for the advancement of Hg(II) adsorbents possessing superior efficiency and significant application potential.