氨氮排放到环境水体中引起的环境污染已引起全球关注。氨氮浓度升高会消耗溶解氧，加速富营养化过程，并对水生生物造成急性毒性。迄今为止，几种先进技术已经被开发用来去除废水中的氨氮，例如生物处理法，折点氯化法，化学沉淀法和离子交换法等，但应用中仍受到诸多限制。因此，当前仍需开发有效快速，经济且环保的技术来解决废水中氨氮问题。
　　电化学氧化技术近来的发展已为水处理技术提供了一些具有前景的解决方案。电化学氧化方法显示出增强的氧化能力，可通过反应性自由基（如OH?）氧化或直接电子转移（DET）反应来降解有毒和难降解的化合物。本文基于氯化物-自由基介导的电化学原理，开发一种氯化物-自由基介导的电化学过滤系统，目的是有效且快速地将氨氮转化为氮气（N2）。该连续流系统由纳米级氧化锡改性的碳纳米管（SnO2-CNT）阳极和Pd-Cu共改性的Ni泡沫（Pd-Cu/NF）阴极构成。本文主要研究内容与结果如下：
　　（1）SnO2-CNT阳极能够在适当的阳极电势下（2.5Vvs.Ag/AgCl）将Cl-氧化为氯自由基（Cl?），而不会发生严重的自氧化，该自由基可以选择性地将氨氮转化为N2，类似于断点氯化反应。大孔Pd-Cu/NF阴极进一步将阳极副产物（例如，NO3-和NO2-）还原为N2，结果取得了卓越的氨氮去除率，N2和NO3-的产率分别为78.4%和21.6%。ESR和抑制实验表明，Cl?是使得氨氮转化的主要的自由基物质。
　　（2）阳极电位，氯化物浓度，流速和溶液pH是影响整体转化性能的主要参数。实验结果表明：当最佳操作条件下，即阳极电势2.5V vs.Ag/AgCl，流速4mL/min，Cl-浓度0.1M以及pH为7.0时，氨氮的去除效率为＞99.9%。Cl-的浓度不仅影响氨氮的去除性能，还决定了相应的转化产物。Cl-从0.02增加到0.1M，N2产率从4.1±0.2增加到23.8±1.1mL/min，这归因于Cl-/Cl?的循环反应。
　　（3）电化学过滤系统与传统混合式反应器相比，由于对流提高了传质，因此连续流系统提高了转化动力学。结果表明：在没有外加电势情况下，单次过滤和混合式批次过滤在1.5h后，氨氮的吸附量均可忽略不计（均＜5.0%）。在电化学转化实验中，氨氮去除效率为：单次过滤（11.8%）＜混合式批次过滤（63.6%）＜连续流循环过滤（＞99.9%）。
　　（4）通过真实水样测试，进行稳定性实验以及在生活废水应用中进行综合评价。结果表明：在自来水和湖水水样中，获得了相似的氨的转化动力学，自来水中仍可实现氨氮的完全转化，湖水中也实现了＞97.6%的氨氮去除。三个连续运行的氨氮去除效率分别＞99.9%，99.0%和97.6%，同时在生活污水中也可以达到80.1%的氨氮降解效果。结果验证了该电化学过滤技术具有一定的应用前景。
　　综上，这项研究为合理设计先进的连续流系统以解决水体中的氨氮污染提供了新的思路。但是，我们提出的技术仍然存在某些局限性。阳极的结垢和稳定性需要进一步改善，尤其是处理环境水体中的氨氮。此外，氯化钠作为电解质在高压下运行，产生氯化副产物可能会增加水的毒性，这也值得后面进一步的研究。