电芬顿氧化技术具有快速、彻底和高效等特点,在污水处理领域尤其在降解染料废水方面具有广阔的应用前景。目前该技术主要受到阴极电生H₂O₂效率低和催化剂难以回收利用等因素的限制。本文从这两个角度出发,设计并制备了一种多孔性疏水阴极,大大提高了H₂O₂的产量。还采用共沉淀的方法在活性炭表面负载上了Fe₃O₄纳米颗粒,使催化剂不仅具有磁性可回收功能,还可对有机物进行吸附富集,提升了催化效率。本文采用乙炔黑和聚四氟乙烯（PTFE）为原料以涂布的方式,制备出了多孔疏水阴极。经过扫描电镜（SEM）观察,活性物质是以PTFE为骨架的立体结构,表面存在较多的孔洞,也能为气体传输和储存提供空间。研究发现H₂O₂的产率不受溶解氧的限制,电解时的槽压也不受气流量的影响。电生H₂O₂的电流效率接近100%,且累计浓度随着电流密度的增加和电解时间的延长而线性增加。将该电极应用于均相电芬顿氧化,在pH为3,阴极电流密度为300 mA/cm²,甲基橙（MO）初始浓度为100 mg/L,Fe²⁺用量为0.4 mmol/L,导电盐Na₂SO₄为0.1mol/L的条件下,溶液完全脱色只需要电解20 min。使用多孔疏水阴极,不仅缩短了电解时间,还减少了催化剂用量。采用共沉淀法制备了纳米Fe₃O₄颗粒,使用X射线衍射对其物相进行了分析,通过扫描电镜观察到其颗粒大小约为40 nm。接着研究了MO初始浓度、催化剂用量、溶液pH值、反应温度和阴极电流密度等条件对异相电芬顿降解MO的影响。实验结果表明当MO初始浓度低于30 mg/L时,以10 mA/cm²的阴极电流密度,pH为3,Fe₃O₄用量为50 mg/L时电解40 min对MO的去除率能达到99.8%以上,原子吸收分光光度计分析表明,溶出铁离子的浓度在2 ppm以下,证明了催化剂拥有良好的稳定性。在此基础上,又采用共沉淀法在活性炭表面负载上了相同的Fe₃O₄颗粒,制备出了复合催化剂。从催化效果上看,复合催化剂能更快速地催化MO降解。本文还对多孔阴极的最大浸水深度进行了理论推导,并用实验验证了推导的结果。在研究MO异相芬顿降解的动力学规律时发现,其降解行为符合伪一级反应动力学特征。