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酚类化合物具有高毒性和生物难降解性,人为的排放方式使其广泛分布在相关废水水体及沉积物中,地表水中也检测到了部分酚类化合物。严重影响了水环境质量和生态平衡。传统的物理、化学、生物法存在处理成本高、易产生二次污染,单一处理方法难度大,污染物去除率低等不足,生物难降解有机废水处理方法仍需改进。电催化氧化法因其氧化能力强、无二次污染、降解效率高、操作方便、绿色环保等优点而受到关注。电极材料的物理、化学性质直接决定了电催化降解效率。在电催化氧化方法研究中,制备结构稳定、耐化学腐蚀性强、催化活性高的优质阳极是目前的主要研究方向。同时,酚类有机污染物降解过程的毒理分析、机理讨论等方面也是新的研究热点。因此,本论文以钛基底/二氧化铅电极（Ti/PbO2）为基础电极,引入氧化钌–氧化锡（RuO2-SnO2）复合凝胶制备中间层。通过三种改性手段,优化了电极的制备条件和利用方式,得到了镨（Pr）与聚乙二醇（PEG）共掺杂二氧化铅电极（Ti/Pr-PEG/PbO2）、二氧化铅//钛基底//二氧化钛纳米管双面电极（Pr-PEG-PbO2//Ti//TiO2-NTs）和钛基底/聚丙烯酰胺–甲基丙烯胺酸/二氧化铅功能性电极（Ti/P（AM-Co-MAA）-Ru-Sn/PbO2）三种复合改性电极材料。利用X射线衍射（XRD）、场发射电子显微镜（SEM）、X射线能谱（EDS）、X射线电子光谱技术（XPS）对电极物理形态和化学结构进行了表征分析。通过电化学阻抗（EIS）和加速寿命实验,研究了所制备材料的电化学性能。通过光电化学实验和紫外可见漫反射表征（UV-VIS/DRS）考察了改性电极的光吸收性质。以酚类化合物（4–氯酚和对乙酰氨基酚）作为模拟污染物,对改性电极的催化活性、降解条件（p H、电流密度、电解质浓度等）和降解机理进行了研究。通过生态构建活动关系模型（ECOSAR）和密度泛函理论（DFT）对酚类化合物的毒性、降解路径进行了理论预测。为电化学氧化技术的推广以及新型复合改性电极材料的应用提供了重要的数据支撑。具体研究内容如下:（1）采用溶胶凝胶法制备电极中间层（RuO2-SnO2）,电化学沉积法制备改性表层（Pr-PEG-PbO2）,以4–氯酚（4–CP）为模拟污染物,开展电催化氧化降解研究。结果表明,Ti/Pr-PEG/PbO2电极表层薄膜结构致密稳定、晶粒边界结构消失。经Pr-PEG共掺杂后,电化学阻抗降低,电极电催化性能有所提高。与Ti/PbO2电极相比Ti/Pr-PEG/PbO2电极的平均电流效率提高了96.8%,能耗降低了60.0%。此外,电极加速寿命实验表明,Ti/Pr-PEG/PbO2电极的寿命（320h）是Ti/PbO2电极的3.3倍、单掺杂改性电极（Ti/Pr/PbO2）的2.4倍。与Pr单掺杂相比,电沉积溶液中加入PEG促进了Pr沉积进入PbO2膜层中,使电极的催化性能和稳定性得到了显著的提高。该研究为稀土元素和表面活性剂共掺杂改性电极材料提供了基础数据,改善了Ti/PbO2电极附着力低、易剥落、在电解过程中寿命短的缺点,降低了电极能耗。（2）通过共沉积法和阳极氧化法制备了双面电极Pr-PEG-PbO2//Ti//TiO2-NTs,以对乙酰氨基酚（ACP）为模拟污染物,开展光电联合催化氧化技术研究。结果显示,在180 min内可以去除约97.0%的ACP,化学需氧量去除率达到73.0%。与单一催化技术（即光催化和电催化技术）相比,光电联合催化氧化过程表现出更高的平均电流效率和更低的能耗。这种性能的提高主要归因于活性氧物质（·OH和H2O2）的快速生成与大量累积。此外,通过液相色谱–质谱联用仪（LC–MS）对光电联合催化降解ACP过程中产生的中间产物进行了测定和机理分析,提出了两个降解途径（即·OH直接攻击芳香环和生成对乙酰氨基酚二聚体）。基于ECOSAR模型预测和发光菌实验佐证,光电联合催化氧化过程中生成的二聚体毒性高于母体化合物。急性毒性实验结果表明,ACP溶液的整体毒性在处理过程的前60 min有所增加,之后逐渐降低。该研究为开发光电联合催化氧化电极材料提供了数据支持,为制备节能、高效的功能性电极提供了新的研究思路。中间产物的生成路径以及毒性的演变研究,对指导处理含ACP化工制药废水有重要意义。（3）通过反相悬浮聚合法和阴极电沉积法制备了功能性电极材料Ti/P（AM-Co-MAA）-Ru-Sn/PbO2,利用电催化氧化技术,开展了对含有氨基基团有机化合物（以ACP为例）的降解研究。结果表明,Ti/P（AM-Co-MAA）-Ru-Sn/PbO2电极在40 min内可以完全去除ACP,去除率（100.0%）是Ti/Ru-Sn O2电极的2.79倍,300 min内脱氮率（71.7%）分别是Ti/PbO2电极和Ti/Ru-Sn O2电极的10倍和2.3倍。以（NH4）2SO4为氨氮源,脱氮实验结果显示,在90 min内NH4+–N的去除率和脱氮率分别达到62.7%和53.3%。与Ti/PbO2电极相比,Ti/P（AM-Co-MAA）-Ru-Sn/PbO2具有更好的脱氮性能。与Ti/Ru-Sn O2电极相比,其对ACP的去除率更高。这种性能的改变主要归功于活性物种（·ClO）的快速生成和大量累积。通过自由基捕获实验,验证了Ti/P（AM-Co-MAA）-Ru-Sn/PbO2电极·ClO生成机理。在活性氯介导条件下,溶液中的·OH和·Cl迅速反应生成·ClO,攻击NH4+的中心N原子,生成氧化活性弱的自由基·NH和·NHCl,继而在常温常压下将氨氮以N2形式脱除水体。结合DFT计算结果,阐明了·ClO的生成路径。该研究有助于指导开发制备新型电极材料,用于高效降解有机污染物的同时,实现·ClO介导的氨氮或氨基基团脱氮,也为该电极材料的实际应用提供理论支撑。