考虑到有机氯农药的非挥发性、难生物降解性以及在环境中通过生物富集和食物链等对动植物产生的毒害作用,本论文选用典型的有机氯农药2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)为目标污染物,系统地研究了其在传统电化学体系及其与nZⅥ技术相结合的协同体系中发生的催化还原脱氯行为。通过化学沉积法制得Pd/Ni催化电极,借助X射线衍射仪、扫描电子显微镜及能量色散X-射线光谱仪等手段对反应前后的催化电极进行表征,研究其微观结构和元素组成的变化,证明催化剂Pd被成功地负载于泡沫镍基体上,同时发现在电化学体系中反应后的电极其表面部分Pd颗粒发生了脱落损失,而在nZⅥ-电化学协同体系中反应后的电极其结构中还检测到明显的Fe元素的特征信号。采用X射线衍射仪及透射电子显微镜对nZⅥ进行表征,观察其微观形貌及组成。探索了nZⅥ技术和电化学法对2,4-D催化还原脱氯的协同效应。结果表明,2,4-D在单独的电化学体系中经过4h的反应后获得了87%的去除率,单独0.2g/L的nZⅥ在4h内几乎不改变反应液中2,4-D的浓度,但在不改变原基础电化学体系的反应条件下,仅将0.2g/L的nZⅥ投入阴极电解室,在反应开始的1h后就有86.3%的2,4-D得到了去除,而4h后2,4-D的去除效率达到了99.7%,几乎所有的2,4-D发生了脱氯反应。证明nZⅥ和电化学结合的反应体系对2,4-D的脱氯降解存在明显的协同效应。基础电化学体系中2,4-D的降解受到支持电解质NaCl浓度、2,4-D初始浓度、电流密度及Pd载量的影响,实验结果表明最佳的反应条件为NaCl浓度为2g/L、2,4-D初始浓度为50mg/L、电流密度为1.7mA/cm2、钯载量为1.78mg/cm2,此时71%的2,4-D得到了去除。反应过程中总碳的质量平衡保持在99.5%以上。但通入氮气很有可能将电极表面参与反应的活性氢(H)adsM带离,甚至溢出阴极室,通过优化通气条件,2,4-D在磁力搅拌的反应条件下获得了87%的去除率。研究其他电解质的效果,发现Na2SO4和NaNO3对Pd/Ni催化电极都存在毒害效应,造成2,4-D去除率的下降,考虑到实际废水情况、后续处理效果及排放标准等要求,选择NaCl作为本实验的电解质是合理的。对同一个Pd/Ni电极进行稳定性测试实验,获得的2,4-D去除率分别为87、84和78%。2,4-D电还原脱氯反应的动力学数据符合准一级动力学方程,Pd载量和NaCl浓度对反应速率k1值的影响较为显著,在最优基准条件且磁力搅拌条件下的脱氯降解反应最快。考察了基础条件对2,4-D在nZⅥ-电化学协同体系中脱氯反应的影响,结果表明Pd载量和电流密度对2,4-D的脱氯降解有较大的影响,nZVI投加量的影响较小。但相比单独两种还原技术对2,4-D进行脱氯降解的效果,nZVI-电化学协同体系中2,4-D的去除率和反应的电流效率都得到了大幅度提升。当Pd载量为0.044mg/cm2(原Pd/Ni催化电极Pd载量的1/40)、nZⅥ投加量为0.2g/L、电流密度为0.17mA/cm2(原电化学体系电流密度的1/10)时,2,4-D经过4h的脱氯降解反应获得了87.6%的去除率,最大的电流效率达到了79.9%。结果充分说明在电化学体系中加入微量的廉价nZVI材料不仅可以使昂贵的催化剂Pd载量及输出电压和电流值大大减小,还增加了2,4-D去除率和电流效率,因此,nZVI-电化学协同体系在降低污水处理费用、节约能源的同时,改善了污染物的去除效率、提高了能源利用率。分析该协同体系的脱氯降解机理发现,nZVI在反应过程中会逐渐迁移到Pd/Ni催化电极的表面,因此水电解产生的活性氢、nZVI氧化过程中提供的电子以及由部分(?)ZVI氧化形成的Fe(Ⅱ)和Fe2+在氧化反应时释放的电子共同促进了2,4-D在电极表面催化剂Pd作用下的还原脱氯反应。