二十一世纪以来,工农业迅速发展和城市化进程的加快,不仅给我们带来了丰富多彩的物质文化享受,也给我们赖以生存的环境带来了巨大的压力。水资源作为社会发展必要因素之一,也面临着淡水资源短缺和水体污染的问题。目前,寻求一种合适的方法和材料是解决水体污染的关键所在。电化学处理水体污染作为深度处理水体的方法,具有操作简便,成本低廉等特点。碳化钛具有化学性质稳定,抗溶液腐蚀和电化学腐蚀等特性,是一种很有发展前景的电极材料。本文采用直流电弧等离子体法,在不同的气氛下,制备了碳化钛纳米复合材料,通过X射线衍射(XRD)和拉曼光谱(Raman)分析了纳米粉体的相结构和成分组成,采用透射电子显微镜(TEM)及高分辨透射电子显微镜(HRTEM)观察了纳米颗粒的微观形貌和尺寸分布。利用电化学工作站和高效液相色谱测试了该材料的电化学性能。以钛块为阳极,以石墨棒为阴极,在原料气体甲烷中,分别充入不同含量的氢气或氩气,制备碳化钛纳米粉体。通过结构分析和成分分析发现,在纳米粉体中,面心立方结构碳化钛为主相；通过观察微观形貌,发现纳米颗粒分布集中于10nm-100nm,存在少数尺寸为200nm颗粒；大部分颗粒呈现立方八面体构型,且颗粒表面存在厚度约2nm的包覆层,通过高分辨透射电子显微镜和拉曼分析发现包覆层为碳。结构和形貌表征结果表明,通过该方法制备的碳化钛纳米粉体为碳包覆碳化钛核-壳结构。以所制备的纳米粉体制作的电极为工作电极,采用电化学工作站测试电极降解2,4-二氯酚的能力。实验结果表明碳包覆碳化钛纳米材料是一种稳定的电极材料,作为阴极催化降解2,4-二氯酚,当电压为-1.0V时,两个小时后,降解效率达到90%,说明碳包覆碳化钛纳米材料是一种具有较好电催化性能的电极材料。