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 文章來源： 高分子科學前沿

碳點（CDs，尺寸小于10 nm）作為一種零維碳納米材料，具有毒性低、化學穩定性好、表面基團豐富等優點，已被廣泛應用于生物醫學、光電子器件、催化產品和儲能裝置中。然而，高效、低成本的CDs合成方法很少，合成難、產率低也限制了它的大規模應用。為了滿足工業化的需求，特別是在能源儲存方面，快速、高效地生產CDs仍然是一個挑戰。

為了解決這一難題，中南大學侯紅帥教授團隊提出了一種常溫常壓下通過羥醛縮合反應大規模制備CDs的方法。此方法在2 h內可獲得1.083 kg的碳點，具有廉價、高效的顯著特點。此外，作者還制備了功能化的氮摻雜碳纖維（NCF)材料，其作為鉀離子電池的陽極具有優異的電化學性能。相關研究以題為“Kilogram-Scale Synthesis and Functionalization of Carbon Dots for Superior Electrochemical Potassium Storage”發表在《ACS Nano》上。

文章亮點：

1.通過高效、低成本的羥醛縮合反應實現了CDs的公斤級合成，即2 h內可獲得1.083 kg的CDs。

2.與CF400和CF700相比，NCF700的電導率最高，高達 0.105 S cm−1。

3. NCF700作為鉀離子電池的陽極具有良好的電化學性能。在電流密度為100 mA g−1時，經過100次循環后可保持246.6 mAh g−1的容量。當電流密度從2000 mA g−1恢復到100 mA g−1時，比容量可達230.1mAh g−1。

圖1 CDs合成過程示意圖

圖2 CDs的結構表征