分级海胆状钨氮共掺杂碳球：协同极化增强与电磁吸收性能突破

本文推荐一种基于原位聚合碳化策略制备的分级海胆状W/N共掺杂碳球（C-PW12/PANi），通过磷钨酸（PW12）掺杂聚苯胺（PANi）前驱体实现W-C/N-C不对称极化中心构建。该材料在1.69 mm厚度下反射损耗（RL）达-50.22 dB，有效吸收带宽（EAB）6.74 GHz，其优异电磁吸收性能源于多界面梯度介电极化网络与缺陷协同效应，为轻量化电磁吸收材料（EMAMs）设计提供新思路。

　　

Highlight

本研究通过磷钨酸（PW₁₂）掺杂聚苯胺（PANi）的原位聚合-碳化策略，成功制备了分级海胆状钨（W）/氮（N）共掺杂碳球。C₆H₅NH₃⁺-PW₁₂O₄₀^3?球形胶束作为软模板，经碳热还原形成具有W-C/N-C强杂化界面的独特结构，显著提升电磁波吸收性能。

Results and discussion

扫描电镜（SEM）显示前驱体PW₁₂/PANi为0.8-1.2 μm微球（图2a-b），碳化后形成海胆状分级结构。W原子d轨道电子与碳基体的不对称杂化产生大量极化中心，结合多界面构建的梯度介电网络，使材料在2.00 mm厚度下实现6.74 GHz超宽有效吸收带宽。

Conclusion

该工作创新性利用PW₁₂同时作为质子酸模板和钨源，制备的W/N共掺杂碳球展现出卓越的介电损耗能力。W-C键和缺陷诱导极化协同作用，为多元素共掺杂碳基电磁吸收材料（EMAMs）的设计开辟了新路径。