文章来源： 高分子科学前沿

碳点（CDs，尺寸小于10 nm）作为一种零维碳纳米材料，具有毒性低、化学稳定性好、表面基团丰富等优点，已被广泛应用于生物医学、光电子器件、催化产品和储能装置中。然而，高效、低成本的CDs合成方法很少，合成难、产率低也限制了它的大规模应用。为了满足工业化的需求，特别是在能源储存方面，快速、高效地生产CDs仍然是一个挑战。

为了解决这一难题，中南大学侯红帅教授团队提出了一种常温常压下通过羟醛缩合反应大规模制备CDs的方法。此方法在2 h内可获得1.083 kg的碳点，具有廉价、高效的显著特点。此外，作者还制备了功能化的氮掺杂碳纤维（NCF)材料，其作为钾离子电池的阳极具有优异的电化学性能。相关研究以题为“Kilogram-Scale Synthesis and Functionalization of Carbon Dots for Superior Electrochemical Potassium Storage”发表在《ACS Nano》上。

文章亮点：

1.通过高效、低成本的羟醛缩合反应实现了CDs的公斤级合成，即2 h内可获得1.083 kg的CDs。

2.与CF400和CF700相比，NCF700的电导率最高，高达 0.105 S cm−1。

3. NCF700作为钾离子电池的阳极具有良好的电化学性能。在电流密度为100 mA g−1时，经过100次循环后可保持246.6 mAh g−1的容量。当电流密度从2000 mA g−1恢复到100 mA g−1时，比容量可达230.1mAh g−1。

图1 CDs合成过程示意图

图2 CDs的结构表征