近年来,电化学技术被认为能够有效降解水中持久性有机污染物,该领域研究重点是如何提高降解污染物的效率。优化反应器是提高电化学水处理效率的重要途径,已报道的电化学反应器主要形式为序批式和流通式,前者只能运用材料表面;后者以碳纳米管滤膜为电极,电极厚度小且碳纳米管易脱落腐蚀,难以实际应用。针对这一问题,设计并搭建了以碳化具有天然竖直孔道的木材得到整体多通道碳作为阴极的流通式电化学反应器,整体电极厚度可调可控且不易脱落,且具有竖直孔道,可增强传质;并进行了新型反应器降解水中有机污染物的性能研究。主要内容如下:采用高温碳化然后KOH溶液浸泡的方法制备整体多通道碳(Monolithic Porous Carbon,MPC)。扫描电子显微镜观察发现MPC电极具有1-10μm和50μm左右两种规格的竖直孔道,可缩短污染物向电极表面的扩散距离,从而改善传质条件。氮气吸附脱附曲线表明MPC比表面积为468 m2·g-1,且具有丰富的微孔和介孔。X射线光电子能谱和红外光谱说明MPC表面具备丰富的含氧官能团,可作为反应的活性位点。构建以MPC为阴极的流通式电化学反应器,并以苯酚、磺胺甲恶唑和阿特拉津为目标污染物,考察流通式反应器对有机污染物的降解性能。考察污染物初始浓度、停留时间、工作电流以及p H对反应器性能的影响,结果表明最佳反应条件为苯酚初始浓度20 mg·L-1、停留时间100 s、工作电流1 m A、p H为7。最佳反应条件下,苯酚浓度去除率90%以上、TOC的去除率85%以上。在停留时间100-300 s的情况下,初始浓度20mg·L-1的磺胺甲恶唑和阿特拉津出水浓度分别降至1-5 mg·L-1。多次重复实验和10 h连续实验表明,MPC阴极具有很好的重复性和稳定性。为了考察污染物的降解机制,采用双池反应器分析阴极和阳极对污染物的分别作用效果,并采用紫外可见分光光度计和电子顺磁共振光谱仪对装置中的活性物质进行检测。结果表明,污染物降解过程中主要是阴极的作用,且在体系中检测到H2O2和·OH。对阴极池中活性物质进行检测,发现体系中MPC阴极可产生·OH,根据理论推测是体系中的氧气通过三电子还原得到。除此之外,体系降解污染物为电辅助吸附和电化学产·OH共同作用,在工作电流为1 m A(1.5-1.9 V)时降解效果最好。以上结果表明MPC阴极的流通式电化学反应器能实现多种有机污染物的快速降解,从而推进了流通式电化学反应器的实际应用。