近年来,针对水中难降解有机污染物的处理,基于^·OH无选择性氧化原理的电化学高级氧化技术（EAOPs）引起了极大的关注。其中阴极催化氧化技术主要以电芬顿技术为主,该技术仍存在pH适用范围窄、不能循环使用等局限。目前,杂原子掺杂碳材料在2e^-过程的阴极产H₂O₂中的研究仍很有限,仅有较少的报道证明N元素的引入可以促进H₂O₂原位转化为^·OH。因此,在原有阴极催化氧化技术的基础上,制备一种新的阴极材料及催化剂,发展新型非金属原位催化的EAOPs有利于进一步提升污染物的去除。目前对这种电催化剂的活性位点的机理仍不清楚,因此需要确定其在阴极催化氧化中的作用机理及调控催化剂制备方法,从而调控其对污染物的高效去除。本文以低成本的三聚氰胺为氮源、通过简单的高温热解方法对石墨烯进行N元素的掺杂改性,制备掺氮石墨烯。并且将掺氮石墨烯与炭黑混合涂覆石墨毡制备改性阴极,用于阴极产H₂O₂和污染物去除的研究。发现三聚氰胺与石墨烯的质量比（N/C）为3是最佳掺杂比例,并且掺氮石墨烯在中性溶液中显示出较高的H₂O₂产率（8.6 mg/h/cm²）和较低的能耗（9.8 kWh/kg）。研究发现该阴极原位催化技术去除污染物的自由基主要为^·OH（80.72%）,此外还有O₂^-·。通过各类型N含量及阴极催化氧化性能测试证实了石墨N的引入促进了2e^-过程中的H₂O₂产生,吡啶N的存在可以将H₂O₂催化生成^·OH。其次,通过优化热解温度调控掺氮石墨烯的性能,确定了最佳热解温度（400°C）,并发现热解温度对N含量和种类的影响较大:高温有利于石墨N的构建;低温下主要是吡啶N及其氧化物构建的过程。相比950°C下制备的掺氮石墨烯,热解温度为400°C时,掺氮石墨烯产^·OH的能力提高了2.46倍,对污染物的去除提高了52.22%。在去除污染物时,N元素不会参与O₂^-·的产生过程,但是N的引入会促进O₂^-·的产生。通过电化学测试首次研究了掺氮石墨烯对H₂O₂的催化产生^·OH的选择性,发现随着阴极电势的增大及H₂O₂浓度的增大,掺氮石墨烯催化H₂O₂产生^·OH的选择率增强;当H₂O₂量达到2.0 mM后,转化选择性不受电势的影响。并且掺氮石墨烯在产H₂O₂后,石墨N处会裂解产生吡啶N与吡咯N;在催化过程中,吡啶N将H₂O₂催化生成^·OH后,变成了其氧化物。在催化剂的再生过程中,2e^-过程是不可逆的。但再生可以将吡啶N-氧化物转化为吡啶N,从而实现催化剂的重复使用。与常规电芬顿技术相比,该原位催化技术受初始pH的影响较小,尤其在中性和碱性溶液中对污染物的去除性能有显著改善。并且该原位催化技术显示出优异的稳定性,可重复利用性和有机污染物降解的普适性,表明该技术可广泛应用于污染物降解处理。掺氮石墨烯在阴极中对污染物的高效去除及其催化机理的分析,有望选择性地调控掺氮石墨烯的结构,进一步提升其在EAOPs技术中的应用。