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氯酚类有机物是一种具有较高危害的持续性有机污染物,它的难降解性使它长期残留于水环境,继而在人和动物体中积累,危害人类健康。近年来电化学氧化还原技术在降解氯酚类有机污染物的领域有了广泛的应用。本文采用自制Pd-Fe/石墨烯气体扩散阴极和Ti/IrO2/RuO2阳极,在阴阳极共同作用下,对氯酚类有机物(4-氯酚)的降解效果及机理进行了研究。本研究采用改进的Hummers法制备出氧化石墨载体,用硼氢化钠还原法制备出Pd-Fe/石墨烯催化剂,利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜分析(SEM)、透射电镜分析(TEM)、X光电子能谱分析(XPS)及循环伏安法(CV)等分析方法对不同Pd:Fe比例的催化剂进行表征。由表征结果可知,Pd:Fe比例为1：1的催化剂表面Pd、Fe的分散性较好,Pd负载量为0.97%,Fe负载量为0.93%,平均粒径为5.2+0.3nm,并且能够促进还原反应中H202的生成,降低还原电位,减少电解反应的能耗,以便在氧化过程中将有机物最终降解成CO2和H2O。利用Pd-Fe/石墨烯催化剂和聚四氟乙烯(PTFE)混合制成催化层然后与不锈钢网、气体扩散层叠合冷压制备得到气体扩散阴极,在阴阳极共同作用下对氯酚类污染物进行降解。通过改变电流密度、电解质浓度、初始pH和反应时间,利用响应面分析法对4-氯酚电化学降解工艺条件进行优化,分析得到最佳条件：初始pH为7.00,硫酸钠电解质溶液的浓度为0.02mol/L,电流密度为27mA/cm2,最佳反应时间为120mmin,通气方式采用氢气加空气(前60min通氢气后60min通空气),得到4-氯酚阴阳极室转化率分别达到98%和95%以上,明显高于Pd/石墨烯催化剂对4-氯酚的降解率93%和91%。采用总有机碳(TOC)、紫外扫描(UV)、高效液相色谱(HPLC)和离子色谱(IR)方法分别对4-氯酚的降解效果和降解产物进行测定。结果表明Pd-Fe/石墨烯气体扩散阴极体系对氯酚污染物降解效果显著,阳极室内有苯酚、对苯二酚和苯醌的产生,阴极室内由于通氢气条件下发生氢原子亲电加成,导致苯环上的氯原子被取代而生成苯酚。进一步的氧化作用使得阴阳极室内均产生了小分子有机酸,主要类型包括反丁烯二酸、丁二酸、甲酸、乙酸等,最终矿化为CO2和H2O。总有机碳去除率超过90%,说明对4-氯酚的降解高效且彻底。