二维 (2D)材料因其独特的电子和光学特性而备受关注，这些特性源于单层极限中的量子限制。自从发现被称为石墨烯的单原子厚的碳片具有独特的性能以来，碳基二维纳米材料代表着新兴的一类先进的多功能材料，在研究和技术领域受到了广泛关注 。然而，通过绿色和低成本的策略，可持续和可扩展地合成具有分层结构和不规则结构的二维碳纳米片（CNs）仍然是一个巨大的挑战。
近日，华南理工大学曾劲松、Jinpeng Li等研究人员在《Small》期刊发表名为“Sustainable and Scalable Synthesis of 2D Ultrathin Hierarchical Porous Carbon Nanosheets for High-Performance Supercapacitor”的论文，研究采用制浆工业的工业副产品预水解液（PHL）通过简单的水热碳化技术合成CN。
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a） PHL和NFCs悬浮液制备示意图。b） A-CN@NFe的制造溃败。c） NCP纳米复合材料的形成机理
经过NH4Cl和FeCl3的温和活化，所制备的活性CNs（A-CN@NFe）显示出超薄的结构（≈3nm）和理想的比表面积（1021 m2 g-1），具有分层的多孔结构，这使得它既可以成为电活性材料，也可以成为纳米纤维素/A-CN@NFe/聚吡咯（NCP）纳米复合材料的结构支撑材料，从而使纳米复合材料在1 mA cm−2下具有2546.3 mF cm−2的优异的电容性能。此外，由此产生的全固态对称超级电容器在250.0µW cm-2时提供优异的90.1µWh cm-2的储能能力。因此，这项工作不仅为CNs的可持续和可扩展的合成打开了一扇新的窗口，而且还为储能和生物炼制工业提供了一个双重利润战略。
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A-CN、A-CN@N和A-CN@NFe的表征
研究人员展示了一种可持续的绿色合成方法，通过水热碳化和活化来开发N/Fe共掺杂CNs。制浆工业副产品PHL因其合理的组分配置，首次被有效地用作新型碳资源，解决了传统CNs制备中收率低和原料有毒问题的缺点。该研究成果展示了这种低成本、绿色和可扩展的策略，在可持续和高效地制造NCP作为高性能ASSC电极方面的潜在应用价值。
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