The present article reports on a simple, economical, and green preparative strategy toward water-soluble, fluorescent carbon nanoparticles (CPs) with a quantum yield of approximately 6.9% by hydrothermal process using low cost wastes of pomelo peel as a carbon source for the first time. We further explore the use of such CPs as probes for a fluorescent Hg(2+) detection application, which is based on Hg(2+)-induced fluorescence quenching of CPs. This sensing system exhibits excellent sensitivity and selectivity toward Hg(2+), and a detection limit as low as 0.23 nM is achieved. The practical use of this system for Hg(2+) determination in lake water samples is also demonstrated successfully.

Abstract It is highly attractive but challenging to develop earth‐abundant electrocatalysts for energy‐saving electrolytic hydrogen generation. Herein, we report that Ni 2 P nanoarrays grown in situ on nickel foam (Ni 2 P/NF) behave as a durable high‐performance non‐noble‐metal electrocatalyst for hydrazine oxidation reaction (HzOR) in alkaline media. The replacement of the sluggish anodic oxygen evolution reaction with such the more thermodynamically favorable HzOR enables energy‐saving electrochemical hydrogen production with the use of Ni 2 P/NF as a bifunctional catalyst for anodic HzOR and cathodic hydrogen evolution reaction. When operated at room temperature, this two‐electrode electrolytic system drives 500 mA cm −2 at a cell voltage as low as 1.0 V with strong long‐term electrochemical durability and 100 % Faradaic efficiency for hydrogen evolution in 1.0 m KOH aqueous solution with 0.5 m hydrazine.

Replacement of precious Pt with earth-abundant electrocatalysts for the hydrogen evolution reaction (HER) holds great promise for clean energy devices, but the development of low-cost and durable HER catalysts with Pt-like activity is still a huge challenge. In this communication, we report on the development of self-standing ternary FexCo1–xP nanowire array on carbon cloth (FexCo1–xP/CC) as a Pt-free HER catalyst with activities being strongly related to Fe substitution ratio. Electrochemical tests show that Fe0.5Co0.5P/CC not only possesses Pt-like activity with the need of overpotential of only 37 mV to drive 10 mA cm–2, outperforming all non-noble-metal HER catalysts reported to date, but demonstrates superior long-term durability in 0.5 M H2SO4. Density functional theory calculations further reveal that Fe substitution of Co in CoP leads to more optimal free energy of hydrogen adsorption to the catalyst surface. This study offers us a promising flexible monolithic catalyst for practical applications.

The development of efficient bifunctional catalysts for the hydrogen evolution reaction (HER) and oxygen evolution reaction (OER) is of extreme importance for future renewable energy systems. This Communication reports the recent finding that room‐temperature treatment of CoO nanowire array on Ti mesh by NaBH 4 in alkaline media leads to in situ development of CoB nanoparticles on nanowire surface. The resulting self‐supported CoB@CoO nanoarray behaves as a 3D bifunctional electrocatalyst with high activity and durability for both HER (<17% current density degradation after 20 h electrolysis) and OER (<14% current density degradation after 20 h electrolysis) with the need of the overpotentials of 102 and 290 mV to drive 50 mA cm −2 in 1.0 m KOH, respectively. Moreover, its two‐electrode alkaline water electrolyzer also shows remarkably high durability and only demands a cell voltage of 1.67 V to deliver 50 mA cm −2 water‐splitting current with a current density retention of 81% after 20 h electrolysis. This work provides a promising methodology for the designing and fabricating of metal‐boride based nanoarray as a high‐active water‐splitting catalyst electrode for applications.

In this contribution, we demonstrate a green, cost-effective, one-pot preparative route toward Ag nanoparticles-graphene (AgNPs–G) nanocomposites in aqueous solution with the use of tannic acid (TA), an environmentally friendly and water-soluble polyphenol, as a reducing agent. Such AgNPs–G nanocomposites were synthesized through one-pot reduction of AgNO3 and GO by TA. We investigated surface enhanced Raman scattering (SERS) and electrochemical properties of the resultant AgNPs–G nanocomposites. It is found that such AgNPs–G nanocomposites show excellent SERS activity as SERS substrates and exhibit notable catalytic performance toward the reduction of H2O2. This enzymeless H2O2 sensor has a fast amperometric response time of less than 2 s. The linear range is estimated to be from 1 × 10−4 M to 0.01 M (r = 0.999) and the detection limit is estimated to be 7 × 10−6 M at a signal-to-noise ratio of 3. A glucose biosensor was further fabricated by immobilizing glucose oxidase (GOD) into chitosan–AgNPs–G nanocomposite film on the surface of a glassy carbon electrode (GCE). This sensor exhibits good response to glucose, and the linear response range is estimated to be from 2 to 10 mM (R = 0.996) at −0.5 V. The detection limit of 100 μM was achieved at a signal-to-noise ratio of 3. More importantly, we demonstrate successfully its application for glucose detection in human blood serum.

In this communication, we develop a relatively green, and environment friendly route for the synthesis of Au nanostructures on tannic acid (TA)-functionalized graphene oxide (GO) using TA as a reducing and immobilizing agent. The morphologies of Au nanostructures can be controlled by the amount of HAuCl4 used. The resultant Au nanostructures/GO nanocomposites exhibit good catalytic activity toward 4-nitrophenol (4-NP) reduction and the GO supports also enhance the catalytic activityvia a synergistic effect.

In this study, we demonstrate that hydrothermal carbonization of low-cost wastes of willow bark leads to water-soluble, photoluminescent carbon dots (CDs) with diameters ranging from 1 to 4 nm and a quantum yield of approximately 6.0%. We further demonstrate the proof of concept that such CDs can be used as an effective photocatalyst for the simultaneous reduction of Au(III) complex and graphene oxide to form Au nanoparticles decorated reduced graphene oxide (AuNPs–rGO) nanocomposites by UV irradiation of a mixture of GO and HAuCl4 aqueous solution in the presence of CDs. It is found that the resultant AuNPs–rGO nanocomposites exhibit notable catalytic performance for H2O2 reduction and oxidation. Furthermore, we fabricate a glucose biosensor by immobilizing glucose oxidase on the AuNPs–rGO-modified glassy carbon electrode for glucose detection. The linear response range and detection limit are estimated to be from 2 mM to 18 mM (r: 0.995) and 45 μM, respectively. The application of this glucose sensor in human blood serum has also been demonstrated successfully.

A glucose sensor based on a conductive Ni-MOF as an electrocatalyst exhibits a fast response time, low detection limit, and high sensitivity, and it can also be applied for the detection of glucose in blood serum samples.