炭载金属材料广泛应用于电极、储能、催化剂以及吸附剂等领域,受到了学术界和产业界的持续关注。实现金属纳米粒子在碳材料表面上的均匀分布、尺寸可控、形貌可调以及良好的机械和热稳定性等一直是制备炭载金属材料的研究热点。但是,碳材料的物理结构、金属粒子与碳载体的相互作用以及制备方法等皆对金属粒子在碳载体表面的结构状态与性能产生显著影响。比如,受原料及合成工艺的影响,活性炭载贵金属催化剂普遍存在重复性差、催化性能不稳定等缺陷;新兴合成碳材料缺少金属纳米粒子锚定位,负载前通常需要强酸/强碱蚀刻表面,造成制备过程环境不友好。另外,碳与金属粒子作用力较弱,催化剂易出现金属粒子团聚、催化剂失活等问题。本文在St?ber方法的基础上,创新性地提出了一步法原位合成表层镶嵌金属粒子的多孔碳球催化剂,利用酚醛聚合物与金属离子的相互作用,以及缩合过程中分子链不断拓展的脉动推动下,将金属离子牵引至酚醛聚合物的外表面,进而在碳化过程中完成金属离子的还原、结晶以及粒子的嵌入式锚定在碳球表面。该方法制得的金属粒子部分镶嵌在碳球表面,限制了粒子的表面迁移,避免了金属团聚,极大提高了催化剂的热稳定性。同时,金属颗粒均匀地分布在碳球表面,提高了金属的利用率。并在对硝基苯催化加氢生成苯胺反应上对其进行催化性能测试。本文主要结论与成果:（1）酸性环境下,水热合成的母液pH对Pt@CS的形貌和金属分散皆有显著影响。在酸性条件下,制得的碳球无规整形貌,金属粒子分散不均匀。特别是在pH为4.5时,无法形成酚醛树脂聚合物。（2）碱性环境下,水热合成的母液中增加氨水和乙醇时,碳球粒径皆呈减小趋势,而提高甲醛和间苯二酚的摩尔比时,碳球粒径则逐渐变大。另外,氨水用量对金属粒子分布以及粒径也有显著影响。（3）原位水热合成过程中,金属Pd以Pd²⁺形式存在,碳的SP²和SP³杂化此消彼长。但是在随后的碳化过程,随着碳化温度的提高,Pd²⁺逐渐被还原为单质;在酚醛聚合的不同阶段加入金属前驱体溶液,会对金属粒子尺寸造成显著影响。随着酚醛聚合反应程度的加深,负载在碳球上的金属粒子尺寸越大。（4）在优化条件下,碱性原位合成法制得表层镶嵌金属粒子多孔碳球催化剂,制得钯粒子镶嵌于碳球表面,且呈高分散、尺寸均匀的碳球载钯催化剂。在温度为25℃、压力为1.0 Mpa条件下,转化率为100%。对Pd@CS-13催化剂进行重复套用15次,依然有很高的催化活性。