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光催化和电化学在有机废水处理方面得到广泛的应用。传统TiO2光催化技术存在着催化剂难分离、光生电子-空穴易复合和只能利用紫外光等缺陷。在电化学领域中,三维电极技术在废水处理方面有较高的催化效率和处理效果,技术已相对成熟,但电化学技术普遍存在能耗较高的问题。将TiO2光催化技术与三维电极电催化技术结合的三维电极光电催化技术,不仅为电化学技术提供了新的能源,解决了电化学技术的能耗高、电流效率低的局限,而且解决了传统光催化反应中催化剂难分离、电子空穴易复合和催化效率低的问题,具有较好的应用潜力。虽然光电催化技术在污染物治理方面优势明显,但是目前三维电极光电催化技术的研究报道不多,其中对可见光下的三维电极光电催化技术及其组合技术的研究报道更少,因此,对三维电极光电催化技术及其组合技术作进一步研究很有必要。本文在现有三维电极光电催化技术和三维电极电催化组合技术报道的基础上,提出将可见光催化与三维电极/电Fenton(3D/EF)技术组合,组成一种新型的可见光助三维电极/电Fenton(Vis-3D/EF)污染物降解体系。通过采用具有可见光催化性能的自制多TiO2薄膜板(Porous-TiO2)和自制活性炭负载Fe-Ni共掺TiO2颗粒(Fe-Ni-TiO2/AC)分别作为三维电极反应器的阳极和粒子电极,并且采用碳质材料石墨(Gr)板作为阴极,在曝气和投加Fe2+和外置可见光光源条件下,将可见光光催化与3D/EF有机结合组成Vis-3D/EF。主要研究成果如下：(1)通过优化Fe-Ni-TiO2/AC粒子电极的制备条件发现：浸渍液浓度2g/L, Fe-Ni掺杂比为5：5,Fe:Ni:TiO2摩尔比为0.5：0.5：100时得到的自制粒子电极在Vis-3D/EF体系光电催化性能最佳,具有明显的可见光催化和3D/EF协同处理效果；(2)对Vis-3D/EF体系处理条件优化和动力学特点进行考察,得到最优处理条件下60min对20mg/L罗丹明B降解率为96.84%,反应过程更符合二级反应动力学特点,拟合度均在0.98以上；(3)将自制电极材料与常规电极材料组成的体系进行对比实验研究发现：Porous-TiO2阳极板和Fe-Ni-TiO2/AC粒子电极组成的体系降解过程具有明显的协同催化特点,协同因子达1.22,且处理能耗仅为常规石墨(Gr)阳极、活性炭(AC)粒子电极组成体系的1/85.5,优势明显；(4)对Vis-3D/EF体系污染物降解机理进行了初步的研究和探讨发现：Vis-3D/EF降解过程中电催化氧化作用、Fenton氧化作用、可见光催化作用以及可见光下的协同作用对罗丹明B去除率的贡献分别为43.88%、20.21%、15.26%和17.49%,·OH自由基对罗丹明B去除率的贡献为75.58%。协同作用的产生原因有三点：1)O2可以作为光生电子的受体,减少了电子-空穴的复合,提高TiO2光催化降解效率；2)曝气提供了充足的溶解氧,促进光敏化作用产生活氧物质,进而高效降解染料；3)TiO2表面上的空穴-电子复合速率在电场作用下降低,提高了体系光电催化去除率。