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水中酚类有机物的去除一直是水处理领域的研究热点,电化学高级氧化技术因绿色清洁、处理效果好、可控性强而受到了人们广泛的关注。三维多孔钛基掺硼金刚石薄(3D-Ti/BDD)电极不仅结合了平板BDD电极的电化学窗口宽、背景电流低等优点,而且三维结构的钛基体能够为电化学反应提供更大的比表面积和更快的电子传递速率。本文选择三维多孔Ti/BDD电极作为阳极对不同结构的酚类有机物进行电催化氧化的研究,使用循环伏安法和紫外可见分光光度法等测试方法系统地考察了取代基的位置和种类与反应活性之间的关系。并讨论了辅助电极(Ti/RuO2-TiO2-SnO2电极)在多孔Ti/BDD电极氧化降解含氯有机物过程中的作用。1)通过对比邻苯二酚、间苯二酚、对苯二酚在多孔Ti/BDD电极上的循环伏安特性,根据氧化峰电流的大小判断有机物在BDD电极上的反应活性大小顺序依次是:邻苯二酚~对苯二酚>>间苯二酚。经12 h电解后,邻苯二酚、间苯二酚、对苯二酚的去除率大小顺序是:邻苯二酚>对苯二酚>间苯二酚。进一步验证了苯环上取代基的位置与反应活性的关系,其中羟基属于邻对位活化定位基,具有活化苯环的作用;而在间位上的羟基使苯环钝化,亲电取代反应速率减慢。2)通过多孔Ti/BDD电极电催化氧化不同取代基的对位取代酚,当反应进行8 h后,有机物转化率与COD去除率变化趋势一致,大小顺序依次是对氨基苯酚>对苯二酚>苯酚>对氯苯酚>对硝基酚。表明BDD电极降解酚类有机物与取代基的诱导效应和共轭效应有关,取代基的供电性越强,苯环上的电子云密度越大,越易发生亲电加成反应。3)多孔Ti/BDD电极电催化氧化不同染料有机物,实验结果是有机物的COD去除率的大小顺序是臧红T>亚甲基蓝>二甲酚橙>茜素红,结合紫外可见光谱进一步证明了发色基团相对COD具有更快的去除速率,说明电极降解染料有机物时先将发色基团氧化,形成无色的中间体,最后被矿化成二氧化碳和水。另外脱色率和转化率的变化趋势一致,说明电催化氧化染料有机物与发色基团结构有关,发色基团结构越稳定,脱色率和转化率越低。4)比较对氯苯酚在单室和双室电解槽体系中的降解效果,结果是在单室电解槽体系、双室电解槽体系中阳极室和阴极室电解12 h后,COD去除率分别为87.8%、71.5%、0%,有机物转化率分别为95.8%、84.4%、35.4%。说明单室电解槽比双室电解槽中阳极室的降解效果好,双室电解槽的阴极室上发生还原生成了苯酚。5)使用Uv-Vis光谱和离子计分析对氯苯酚在单室和双室电解槽体系中的脱氯过程,结果表明单室电解槽和双室电解槽中阳极室的对氯苯酚脱去氯,均生成了具有氧化性的ClO-,浓度是双室电解槽中阳极室大于单室电解槽;阴极室中脱去的氯主要是以Cl-形式存在。利用高效液相色谱法确定在双室电解槽中阳极室和阴极室的中间产物,其中阳极室的中间产物主要有邻苯二酚、对苯二酚、邻苯醌,对苯醌,富马酸等,阴极室的中间产物是苯酚,并根据产物推断降解路径。