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电芬顿（electro-Fenton）技术是一种环境友好、操作简单、高效的电化学高级氧化技术。经济、高效产H2O2的阴极是影响电芬顿技术处理废水的关键。气体扩散电极(GDE)的微孔结构可直接利用曝入的空气或氧气，克服了常规条件下溶解氧低的问题，大大提高了氧气的利用率，从而促进了H2O2产量的提升。本研究首次设计了并联双阴极结构的电芬顿反应器，以炭黑为主要材料制备了GDE阴极，研究了该反应器产H2O2性能、稳定性以及降解酒石黄的性能。此外，还初步发展了GDE的改性-负载金属铁，探讨了非均相电芬顿体系。研究的主要结论如下: 1、综合性能与成本两个方面，炭黑比活性炭、石墨更适合制备GDE。当催化层炭黑含量为0.15g时，GDE具有最高的H2O2产量(566mg/L)和最高的电流效率(59.4％)。新型电芬顿反应器的H2O2产率为11-12mg/h/cm2，氧气利用率最高可达8.84％，单位H2O2电耗为15.9-17.9kWh/kg，均优于两种传统的单阴极电芬顿反应器。与文献相比，综合比较H2O2产率、电流效率、氧气利用率、电耗量等参数，新型电芬顿反应器的综合性能是最佳的。 2、优化了新型电芬顿反应器产H2O2的操作条件-电流密度、pH值、气体流速等。pH值为7的条件下H2O2的产量最高，过酸或过碱均会起抑制作用;H2O2产量随电流密度的增加而增大，但电流效率却随之降低;气体流速越大，H2O2产量也随之增大;新型电芬顿反应器的性能稳定性良好，连续运行十次后H2O2的产量和电流效率仍可达到初次使用时的87％。 3、以酒石黄废水为目标废水，考察了pH值、铁离子投加量、电流密度以及本底浓度对酒石黄降解的影响。新型电芬顿反应器在pH=3的条件下效果最好;酒石黄浓度为200mg/L时的最适铁离子投加量为1.0mM;电流密度越大，酒石黄去除效果越好;反应器对中、低浓度的酒石黄废水有良好的处理效果，脱色率和TOC去除率都高，对高浓度酒石黄废水具有较高的矿化电流效率，可与其它废水处理技术相结合，作为高浓度废水的预处理环节。 4、研究了三类不同的负载型催化剂的制备方法，包括直接混合法、浸渍法、水热法，并将其应用在非均相电芬顿系统中进行了废水处理、H2O2产量以及稳定性等性能的相关探究比较。直接混合法、浸渍法、水热法制备的催化剂都没能达到预期的效果，废水去除率低、H2O2产量低、负载型催化剂稳定性差是目前在催化剂制备以及应用过程中遇到的三大难题。