氯代硝基苯和氯代苯酚是废水中常见的氯代芳香族污染物,是重要的化学原料和中间体,广泛应用于医药、农药、石油、化工、印刷等行业。这些污染物具有毒性,自身稳定且难易降解,对生态环境造成了巨大影响。如何有效去除氯代芳香族化合物成为了当前的研究热点,因此,本文采用电化学还原法研究氯硝基苯和氯苯酚的还原去除机理,以期为电化学技术应用于上述两类物质的污染治理提供重要理论依据和技术支撑。本研究的主要内容及结论如下:本研究采用三电极体系,以N,N-二甲基甲酰胺（DMF）为有机溶剂,0.1 M四丁基四氟硼酸铵（TBABF₄）为支持电解质,系统考察了单氯代硝基苯和单氯代苯酚在惰性（GC）及催化电极（Ag和Pd）上的电化学还原行为及机理,探讨了此两类物质在催化电极上的催化还原活性。结果表明,对氯硝基苯在GC和Ag电极上均呈现两个还原峰,第一个峰电位分别为-1.075 V和-1.085 V。第一个还原峰主要为对氯硝基苯接受四个电子和质子转移还原生成对氯羟胺基苯,而第二个还原峰为对氯羟胺基苯进一步得电子还原生成对氯苯胺。其中,第一个还原峰为可逆反应,在循环伏安曲线中有清晰的氧化还原可逆峰,为对氯羟胺基苯-对氯亚硝基苯可逆电对。间氯硝基苯的循环伏安行为与对氯硝基苯一致,遵循相同的还原路径。而邻氯硝基苯在Ag电极上呈现三个顺序还原峰,推测为在反应过程中有邻氯亚硝基苯中间体生成。由于可逆电对的存在,Ag电极并未显示出对三种单氯代硝基苯的催化还原活性。三种单氯代硝基苯在GC、Ag电极上均未发生C-Cl键断裂而主要进行硝基还原反应。分子结构对氯硝基苯还原活性存在影响,三种单氯代硝基苯的还原活性遵循:间氯硝基苯>对氯硝基苯>邻氯硝基苯。由于DMF的疏质子特性,为同时控制氯硝基苯还原反应的电子转移和质子转移过程,研究分别向体系中加入了弱质子（水）和强质子（乙酸）供体。结果表明,质子供体的加入可显著改善氯硝基苯物质在惰性（GC）和催化（Ag）电极上的还原活性,促使还原电位显著正移。以对氯硝基苯为例,其在DMF+H₂O体系下GC和Ag电极上的第一个还原峰分别为-0.856 V和-0.897 V;其在DMF+HAc体系下GC和Ag电极上的第一个还原峰分别为-1.11 V和-1.035 V。质子供体的存在可改变氯硝基苯在电极上的电化学行为,影响其还原路径及产物分布。因此,分子结构、溶剂条件以及电极特性均对氯代硝基苯的电还原过程产生影响。在氯代硝基苯电还原研究的基础上,本研究进一步考察了单氯代苯酚类物质在惰性（GC）和催化（Ag、Pd）电极上的电化学还原行为。结果表明,单氯代苯酚在三种电极上均显示出一不可逆的还原峰,为C-Cl键断裂的还原峰;Ag和Pd电极显示出极强的电催化活性,可显著促使脱氯还原峰正移,相比于惰性电极GC,对氯苯酚在Ag和Pd电极分别正移0.47和1.05 V,且Pd电极的催化活性显著强于Ag电极。相似的,分子结构决定了单氯代苯酚的电还原脱氯活性,其活性对氯、间氯苯酚>邻氯苯酚。电子转移机理研究显示,单氯代苯酚在GC电极上遵循顺序电子转移机理,而在催化电极上由于分子结构与电极表面的吸附作用,电子转移遵循同步离解电子转移机理。质子供体的加入同样可显著促使氯苯酚的电还原脱氯峰显著正移,主要是由于质子供体的加入可促使电极表面活性位点持续再生以及对离去基团（Cl^-）的溶剂效应。本研究为采用电还原方法去除氯代硝基苯和氯代苯酚提供了理论依据,有望实现对此两类物质的有效去除并获得有用产物。