中孔炭具有发达的孔结构、优异的导电性、良好的化学稳定性和生物相容性,在吸附分离、催化、电化学等领域具有重要的应用前景。当前合成方法所制备的中孔炭多为粉末状或不具有规则的块体,而在实际应用中,难以展现材料的全部性能。球形材料具有均匀的填充密度和较高的机械强度,以及良好的流动性、低的流体阻力、快速的吸脱附速率等独特的应用优势,然而球形中孔炭的制备,特别是同时控制其微观结构和宏观形貌,并实现其大规模生产,还存在一定的挑战。本工作以间苯二酚、甲醛、二氧化硅溶胶为原料,采用喷雾干燥法制备形貌规整、结构可控的中孔炭微球,该制备方法步骤简单并可实现大规模生产。所制备的中孔炭微球具有发达的孔隙结构,对维生素B12(VB12)具有优越的吸附性能,具备良好的生物吸附领域的应用潜力。进一步将三聚氰胺引入到前驱体,制备出氮掺杂中孔炭微球,丰富了材料的表面化学环境,提升了其吸附性能。论文主要结论如下：(1)以间苯二酚、甲醛、二氧化硅溶胶为原料,采用喷雾干燥法制备中孔炭微球。通过控制干燥温度、前驱体浓度、进料速率以及添加不同量聚乙烯醇(PVA)等条件,优化微球的球形形貌和粒径分布,并得到较佳的实验条件为：前躯体溶液预反应时间1 h,前驱体溶液浓度为7.5 w/v%,干燥温度120℃,进料速率约为750 ml/h,喷雾压力为0.4MPa。通过改变硅溶胶的尺寸、炭前驱体/硅溶胶的质量比(RF/SiO2),实现了中孔炭微球孔隙结构的精确裁剪,使得材料的孔容在1.7-2.7 cm3/g、比表面积在825-1220 m2/g、平均孔径在7-22 nm的范围内调控。(2)研究了中孔炭微球对VB12的液相吸附性能。由于其发达的中孔结构,中孔炭微球对VB12具有极其优异的吸附动力学行为,在吸附前10分钟即可达到总吸附量的90%。在相同孔径的情况下,孔容对吸附量起到决定作用,孔容越大,吸附量在325.8-495.7 mg/g范围内逐渐提高；而在相同孔容的情况下,孔径越大,吸附量越小(3)将三聚氰胺引入到间苯二酚-甲醛体系,采用喷雾干燥技术,制备出氮掺杂中孔炭微球。研究发现,分步混合法制备的氮掺杂微球氮含量为3.3-9.8%,明显高于直接混合法制备氮掺杂微球氮含量的2.7-4.8%。此外,随着三聚氰胺含量的增加,中孔炭微球的孔容随之增加,最高可达3.6 cm3/g。氮掺杂中孔炭微球对水溶液中Cr6+的吸附性能优异,最高吸附量高达361.3 mg/g,热力学计算表明Cr6+吸附是一个自发的吸热过程。氮掺杂炭微球对Cr6+的吸附行为受材料孔容、比表面积和氮含量协同影响。其中,孔容起到最主要的作用,氮掺杂能够部分提高Cr6+吸附量。