随着工业化和城镇化的快速发展，环境污染的问题受到越来越多的关注。废水中有机物的污染问题日渐突出，数量和种类迅猛增长，威胁着人类的健康和社会的发展。光电催化高级氧化技术因其对有机物的高效氧化能力受到研究工作者的极大关注。本文针对光电催化过程中电极的电催化性能较弱的问题，制备了同时具有光催化活性和电催化活性的双功能电极，选取2,4-二氯苯酚和Ni-EDTA两种目标污染物，分别考察了双功能电极对有机污染物的氧化降解能力以及对重金属络合物的破络合和金属的回收效果。主要研究内容和结果如下：

      （1）首先探究了TiO2/Ru-IrO2双功能电极对有机污染物的氧化降解能力。通过阳极氧化法制备了TiO2纳米管，用砂纸打磨一面后，再利用涂刷-热分解法制备Ru-IrO2涂层，经马弗炉煅烧后制备成TiO2/Ru-IrO2双功能电极。结果表明，利用NaCl做电解质时发现，TiO2/Ru-IrO2双功能电极对2,4-二氯苯酚的去除效果要好于单独TiO2电极和Ru-IrO2电极。当NaCl浓度为50 mM，初始pH为6.3，槽压为2.7 V时，TiO2/Ru-IrO2双功能电极能够在30分钟内将溶液中的2,4-二氯苯酚完全去除；而单独TiO2电极和单独Ru-IrO2电极在30分钟内对2,4-二氯苯酚的去除率分别只有65.5%和65.7%。对应的准一级动力学速率常数分别为0.1664 min-1，0.0463 min-1和0.0291 min-1。计算后得出TiO2/Ru-IrO2双功能电极的协同指数为49.4%，说明TiO2/Ru-IrO2双功能电极对2,4-二氯苯酚的降解具有协同效果。条件实验的结果表明，随着电压、NaCl浓度和初始pH值的升高，TiO2/Ru-IrO2双功能电极对2,4-二氯苯酚的降解速率加快。淬灭结果显示，叔丁醇的加入明显抑制了2,4-二氯苯酚的降解；不添加氯化钠的时候，2,4-二氯苯酚的降解也受到抑制。ESR的测试结果中观察到了明显的羟基自由基加和物的波峰。这些结果表明，羟基自由基和活性氯是TiO2/Ru-IrO2双功能电极降解2,4-二氯苯酚过程中主要的活性物质。对垃圾渗滤液的处理结果表明，TiO2/Ru-IrO2双功能电极对垃圾渗滤液也有较好的处理效果。

      （2）其次探究了TiO2/Ni-Sb-SnO2双功能电极对Ni-EDTA的破络合及镍回收效果。利用阳极氧化法制备了TiO2纳米管，用砂纸打磨一面后，再利用旋涂-热分解法制备Ni-Sb-SnO2涂层，经马弗炉煅烧后制备成TiO2/Ni-Sb-SnO2双功能电极。结果显示，TiO2/Ni-Sb-SnO2双功能电极能够有效的降解Ni-EDTA及阴极回收镍。相比于单独TiO2光电催化过程和单独Ni-Sb-SnO2电催化过程，TiO2/Ni-Sb-SnO2双功能电极光电催化氧化的效果要更好，阴极镍的回收效率更高。反应180分钟后，TiO2/Ni-Sb-SnO2双功能电极对Ni-EDTA的去除率为97.9%，镍的回收效率为72.6%；TiO2纳米管电极对Ni-EDTA的破络合率为91.6%，而镍的回收率只有16%；Ni-Sb-SnO2电极对Ni-EDTA的破络合率为69.2%，而镍的回收效果达到57.2%。因此，TiO2/Ni-Sb-SnO2双功能电极既增强了氧化能力，又提高了对重金属的还原能力。对阴极碳毡反应前后的形貌对比分析可以得出，游离出来的镍都通过电沉积的方式附着在碳毡上。淬灭实验表明，TiO2/Ni-Sb-SnO2双功能电极光电催化过程中，由TiO2纳米管的光催化性能和Ni-Sb-SnO2电催化性能同时去除Ni-EDTA。

       本实验结合了两种高级氧化技术，实现了对有机物的共同降解及重金属回收，为污水处理的工程实践提供了理论依据和技术支持。