本文使用酚醛树脂作为构筑单元,通过掺杂不同的原子现了材料的功能化。根据酚醛树脂基材料在吸附分离、环境、催化以及传感器等方面的应用需求,通过选用适当的合成途径,开展了材料物理和化学性质的调控研究,实现了杂原子掺杂的酚醛树脂基微球的可控合成。具体研究工作如下:(1)基于喷雾干燥和光引发可逆-加成断裂转移自由基聚合(RAFT)技术,成功制备了氮掺杂的多孔碳球。使用末端含羧基的三硫代碳酸酯的链转移试剂对酚醛树脂预聚物通过酯化反应进行化学修饰。将改性后的酚醛树脂、正硅酸四乙酯(TEOS)、PEO-PPO-PEO三嵌段聚合物F127及盐酸配置的醇水溶液作为前驱液进行喷雾干燥,制备酚醛树脂微球。将得到的酚醛树脂微球通过蓝光引发丙烯腈的RAFT聚合。所得聚丙烯腈/酚醛树脂微球经900℃氮气氛围煅烧,并使用NaOH溶液刻蚀后得到多孔含氮碳球。所得碳球经电镜等表征发现其形貌均一,直径为60μm,其含氮量可以通过RAFT聚合实现调控,最高可以达到10.8 wt%。同时,所获得含氮多孔碳球样品拥有较大的比表面积(最高为1130 cm2),1 bar下在25℃和0℃均表现出优异的二氧化碳吸附效果,最高分别为4.34 mmol g-1及4.13 mmol g-1。(2)使用对二羟基二苯基单硒醚和间苯二酚作为前驱体,氨水催化下与甲醛聚介,利用超声加速整个反应过程,可以快速制备得到硒酚醛树脂微球(Se-RS)。所制备含硒酚醛树脂的硒含量和硒分布位置可以通过前驱体的加入比例以及加入顺序控制。同时,样品对水相中Pd2+和Au3+显示出极佳的吸附能力,分别可以达到2.19 mmol g-1及25.17 mmol g-1。此外,所吸附的Au3+不需加入额外还原剂即可在微球表面被原位还原成Au0。在金离子浓度低至十亿分之一摩尔每升(0.4 ppb)时,其吸附率仍能达到80%。进一步地,将其实际应用于含金废水,发现可以有效地富集其中的金元素,表明了该材料是一种优异的贵金属离子吸附剂,在实际应用中也有出色的表现。(3)将前一工作中含硒酚醛树脂微球将金离子原位还原为金单质并负载在微球表面,得到不同金负载量的含硒酚醛树脂微球。得益于硒出色的氧化还原能力以及Au纳米粒子的导电性,成功地将这种复合微球用于无酶过氧化氢传感器的构建。制成的传感器对过氧化氢的灵敏度达到了 0.5μM,检测区间为0.5 μM-3.6 mM。