Black phosphorus (BP), a star-shaped two-dimensional material, has attracted considerable attention owing to its unique chemical and physical properties. BP shows great potential in photocatalysis area because of its excellent optical properties; however, its applications in this field have been limited to date. Now, a Z-scheme heterojunction of 2D/2D BP/monolayer Bi2 WO6 (MBWO) is fabricated by a simple and effective method. The BP/MBWO heterojunction exhibits enhanced photocatalytic performance in photocatalytic water splitting to produce H2 and NO removal to purify air; the highest H2 evolution rate of BP/MBWO is 21042 μmol g-1 , is 9.15 times that of pristine MBWO and the NO removal ratio was as high as 67 %. A Z-scheme photocatalytic mechanism is proposed based on monitoring of . O2- , . OH, NO2 , and NO3- species in the reaction. This work broadens applications of BP and highlights its promise in the treatment of environmental pollution and renewable energy issues.

The construction of heterostructures is regarded as an excellent strategy to achieve efficient charge separation and improved photocatalytic activity. Herein, a series of Bi2MoO6/ZnO hierarchical heterostructured photocatalysts were synthesized by a solvothermal method. The morphology of Bi2MoO6 grown on the surface of ZnO nanorods could be controlled by adjusting the experimental conditions. The synthesized samples were characterized by various analytical techniques and their photocatalytic performance was evaluated by photocatalytic reduction of Cr(VI) under visible-light irradiation. Compared with those of pure Bi2MoO6 and ZnO, the Bi2MoO6/ZnO composites showed higher photocatalytic activity towards the reduction of Cr(VI). The enhanced photocatalytic activity was mainly attributed to the formation of a heterojunction between Bi2MoO6 and ZnO, which effectively facilitated the separation and transfer of electrons and holes. In addition, the Bi2MoO6/ZnO photocatalysts maintained good stability after three cycles of Cr(VI) photoreduction. A possible photocatalytic mechanism of the as-synthesized composites was proposed.

BiOBr containing surface oxygen vacancies (OVs) was prepared by a simple solvothermal method and combined with graphitic carbon nitride (g-C3 N4 ) to construct a heterojunction for photocatalytic oxidation of nitric oxide (NO) and reduction of carbon dioxide (CO2 ). The formation of the heterojunction enhanced the transfer and separation efficiency of photogenerated carriers. Furthermore, the surface OVs sufficiently exposed catalytically active sites, and enabled capture of photoexcited electrons at the surface of the catalyst. Internal recombination of photogenerated charges was also limited, which contributed to generation of more active oxygen for NO oxidation. Heterojunction and OVs worked together to form a spatial conductive network framework, which achieved 63 % NO removal, 96 % selectivity for carbonaceous products (that is, CO and CH4 ). The stability of the catalyst was confirmed by cycling experiments and X-ray diffraction and transmission electron microscopy after NO removal.

Visible-light-responsive hierarchical Co9 S8 /ZnIn2 S4 tubular heterostructures are fabricated by growing 2D ZnIn2 S4 nanosheets on 1D hollow Co9 S8 nanotubes. This design combines two photoresponsive sulfide semiconductors in a stable heterojunction with a hierarchical hollow tubular structure, improving visible-light absorption, yielding a large surface area, exposing sufficient catalytically active sites, and promoting the separation and migration of photogenerated charges. The hierarchical nanotubes exhibit excellent photocatalytic H2 evolution and CrVI reduction efficiency. Under visible-light illumination, the optimized Co9 S8 /ZnIn2 S4 heterostructure provides a remarkable H2 generation rate of 9039 μmol h-1 g-1 without the use of any co-catalysts and CrVI is completely reduced in 45 min. The Co9 S8 /ZnIn2 S4 heterostructure is stable after multiple photocatalytic cycles.

Abstract A built‐in electric field in electrocatalyst can significantly accumulate higher concentration of NO 3 − ions near electrocatalyst surface region, thus facilitating mass transfer for efficient nitrate removal at ultra‐low concentration and electroreduction reaction (NO 3 RR). A model electrocatalyst is created by stacking CuCl (111) and rutile TiO 2 (110) layers together, in which a built‐in electric field induced from the electron transfer from TiO 2 to CuCl (CuCl_BEF) is successfully formed . This built‐in electric field effectively triggers interfacial accumulation of NO 3 − ions around the electrocatalyst. The electric field also raises the energy of key reaction intermediate *NO to lower the energy barrier of the rate determining step. A NH 3 product selectivity of 98.6 %, a low NO 2 − production of <0.6 %, and mass‐specific ammonia production rate of 64.4 h −1 is achieved, which are all the best among studies reported at 100 mg L −1 of nitrate concentration to date.

Water pollution caused by chemical reagent leaking, industrial wastewater discharging, and crude oil spills has raised global concerns on environmental sustainability, calling for high-performance absorbent materials for effective treatments. However, low-cost materials capable of effectively separating oils and organic solvents from water with a high adsorption capacity and good recyclability are rare on the market. Here, a cost-effective method is reported to fabricate high-performance graphene modified absorbents through the facile thermal reduction of graphene oxide on the skeletons of melamine foam. By integrating the high porosity, superior elasticity, and mechanical stability of raw sponge with the chemical stability and hydrophobicity of graphene sheets, the as-fabricated graphene foam not only possesses a rough and superhydrophobic surface, but also exhibits an excellent adsorption performance and extraordinary recyclability for various oils and organic solvents. It is worth mentioning that the superhydrophobic surface also endows the graphene foam with an excellent efficiency for oil/water separation. More importantly, the cost-effective fabrication method without involving expensive raw materials and sophisticated equipment permits a scale-up of the graphene foam for pollution disposal. All these features make the graphene foam an ideal candidate for removal and collection of oils and organic solvents from water.