染料废水具有浓度高、毒性大、可生化性差等特点,属于难治理废水。电化学技术因具有反应速率快、效能高、操作简单和环境友好等优势,可有效处理染料废水。为了进一步提高电化学水处理技术的反应效率、降低能耗,目前开发新型电极材料、构建新型电化学反应器成为电化学研究领域的重要方向之一。本论文旨在制备一种新型的阳极材料和粒子电极材料,并用于构建新型的三维电极体系,以期高效低耗地处理染料废水。本文首先采用溶胶-凝胶-热分解法制备了碳纳米管（CNTs）掺杂改性的Sb-SnO₂/Ti电极,通过刚果红降解实验考察了电极的电催化氧化性能并优化了CNTs掺杂量,借助于SEM、极化曲线和电化学阻抗谱（EIS）对其微观结构和电化学性能进行了表征,并通过加速寿命实验考察电极的稳定性。然后以剩余污泥和辅料为原料,利用高温烧结技术制备了污泥陶粒作为粒子电极载体,并优化了制备条件。向粒子电极载体上负载Sb-SnO₂制备了负载Sb-SnO₂污泥陶粒粒子电极,借助于SEM和XRD考察了其表面形貌和晶相结构。最后以制备的阳极和粒子电极构建三维电极体系,探究其处理染料废水的效能。结果表明,当CNTs最佳掺杂量为2.0g/L,在相同反应条件下,CNTs改性后电极比改性前电极对刚果红的去除率增加了14.7%;改性后电极的表面相对粗糙且增加了微孔结构,从而提高了电极的比表面积;改性电极具有更高的析氧电位和更小的界面转移阻抗;加速寿命实验表明改性电极的稳定性也得到了提高,使用寿命增加了27h。粒子电极载体最佳制备条件为:蒙脱石含量为30%,污泥含量为70%,预热温度400℃,预热时间30min,烧结温度1100℃,烧结时间为60min。SEM、EDS和XRD研究表明Sb-SnO₂已负载在粒子电极载体上。在所构建的三维电极体系中,当槽电压为15V,电解质Na2SO4浓度为0.1mol/L,反应时间为180min,处理初始浓度为150mg/L的刚果红废水,去除率为99.2%,COD去除率为90%,能耗为49.5k Wh/t,与二维相比刚果红去除率增加了14.3%,COD去除率增加了46.3%,能耗降低了39.8k Wh/t;降解机理为刚果红的共轭体首先被破坏,导致染料废水的去除率升高;然后,苯环与一些生色基团被破坏,会导致染料废水的COD去除率升高。