电芬顿（Electro-Fenton,EF）作为一种新型、高效、清洁的电化学高级氧化技术，近年来被广泛研究应用于水中难降解有机污染物的处理。该技术可通过合适阴极氧气还原原位产生H2O2，有效避免其在运输、储存方面存在的安全与经济成本等问题。大量研究表明高效产H2O2的阴极及其反应器决定了电芬顿处理污染物的能效。基于此，本研究通过对石墨毡阴极材料进行改性、金属催化剂的负载筛选，及其旋转反应器的构建，提升电芬顿反应氧气利用率和电流效率，降低了处理能耗，以促进该技术的应用。　　以石墨毡为阴极，采用旋转双阴极供应氧气代替传统的曝气，构建了新的无需曝气电芬顿反应器。考察了电极旋转速度、电流密度和pH值对产H2O2性能的影响。在电流密度50A/m2、转速10rpm、pH3条件下，H2O2浓度在1 h可达108mg/L，约为转盘静止(37mg/L)条件下的3倍。在转盘旋转条件下，25mg/L的甲基橙(MO))可在15min完全去除；降解2h后的总有机碳去除效率达到58.7％，较转盘静止(14.9%)条件下高3倍。圆盘旋转阴极无需曝气而提高H2O2的产生效率，为有机污染物处理提供了高效低成本的新途径。　　研究了聚四氟乙烯和炭黑对石墨毡阴极的改性，研究其产双氧水的性能、稳定性和对pH的适应性，并进行电芬顿降解染料的研究。最佳炭黑和PTFE的质量比为1：5时，原位产H2O2性能提高了10.7倍，对电流密度、O2流量和pH值等因素，与改性之前有显著差异，改性阴极表现了更稳定的性能，可在较宽的pH和氧流量范围内使用。在电流密度为50A/m2、初始pH值为7，不曝气的条件下，H2O2浓度最高可达472.9mg/L。改性电极经10次重复使用后，H2O2浓度仍然可达最初的90%以上。50mg/L的MO可在15min之内完全去除，而在2h总有机碳去除效率达到95.7%，是未改性电极（23.3%）的4倍。这种改性阴极无需曝气，而大大提高了过氧化氢的产率，实现了高效低耗电芬顿降解有机污染物。　　将钴、铁、铈等金属分别负载到改性阴极上制备了多种非均相催化剂，通过类芬顿反应催化过氧化氢产生羟自由基降解污染物，构建非均相电芬顿体系。结合扫描电镜、线性扫描伏安等分析结果表明，当硝酸钴、硝酸铁和硝酸铈和炭黑的质量比为1%，硝酸铜和炭黑粉末的质量比为0.5%时，在pH=3和pH=5的条件下，甲基橙去除率有较大的提高，大大提升了电芬顿反应的降解性能。基于上述考察的金属中，Co负载的阴极电芬顿去除甲基橙性能最佳，在pH=3和pH=5的条件下，降解速率常数分别为GF和GF-C电极的5-7和10-13倍，是其他金属负载阴极的3-4倍左右。在pH=9和pH=11时，GF-C和GF电极处理MO的效果较负载金属电极下降明显。pH在近中性条件下,GF-Co、GF-Fe、GF-Ce、GF-Cu、GF-C和GF的MO降解率分别为94.3%、87.6%、73.1%、61.5%、29%和10%。表观速率常数依次为0.022s-1、0.016s-1、0.013s-1、0.01s-1、0.004s-1和0.0011s-1。负载金属的石墨毡阴极在较广阔的pH值范围（3～11）都表现出良好的降解甲基橙的能力，实现了非均相电芬顿高效处理污染物。　　以辊压法制备了炭黑/聚四氟乙烯空气阴极，与传统涂刷法制备的空气阴极的性能作了对比，并优化了该电极产双氧水的主要影响因素（炭黑和PTFE质量比、电流、pH值和空气流速）。结果表明，辊压法制备阴极工艺中，以炭黑和PTFE质量比为1.5∶1的空气扩散电极性能最佳，且优于涂刷法制备的空气阴极。在pH=7、Na2SO4浓度0.1mol/L、空气流速0.6L/min、电流150mA的条件下，2h后该阴极产H2O2可达589mg/L，且性能稳定，经过十次使用后H2O2的浓度仍保持在575mg/L。进一步以甲基橙为模拟污染物，以负载金属（钴、铁、铈和铜）的空气阴极，在不同pH条件下实现非均相类芬顿处理，2h内甲基橙的脱色率可达100%。该空气扩散电极H2O2产率高、pH适用范围广(3～9)，可应用于水中污染物的电芬顿处理。