中文摘要：

氯代芳烃脱氯对污染物有效控制和废物资源化具有重要的科学意义和应用价值，然而采用新型钯/IB族元素(Cu、Ag、Au)双金属修饰电极作为阴极进行氯代芳烃电化学脱氯国内外尚属空白。本项目旨在合成一系列钯/IB族元素双金属修饰电极，揭示其在氯代芳烃脱氯中的催化作用机理。通过表面处理、双脉冲电沉积、欠电位沉积等步骤，制备各种钯/IB族元素双金属修饰电极并采用各种表征手段，考察电极表面形貌、组成、微结构与脱氯效率之间的关系，克服传统氯代芳烃脱氯用钯单金属修饰电极存在的易中毒和失活的缺点，并有效降低钯金属使用量。根据不同条件下氯代芳烃电化学脱氯的规律，结合电化学表征和原位拉曼光谱，深入研究代表性氯代芳烃脱氯的机理。本项目不仅为制备新型催化电极提供一条崭新的途径，也可促进化学、材料和环境等学科的交叉融合，有重要的学术意义。

结论摘要：

氯代有机物电还原脱氯反应在环境保护和有机合成上都具有重要的应用价值。钯和IB族金属在该反应中都表现出了优异的电催化活性，因此钯/IB族双金属电极的制备及其电催化还原脱氯机理的研究具有较为重要的科学意义。本工作采用氧化还原法和化学置换法制备了粗糙化Ag、Pd/Ag、Pd/Cu、Pd/Ni等催化电极，用循环伏安法、整体电解法、电化学原位SERS和密度泛函理论（DFT）等方法对其在三氯化苄、氯代乙酸（CAA）、氯代吡啶甲酸和氯代苯氧乙酸等物质的还原脱氯反应中的催化活性及机理进行研究。主要结果如下（一）乙腈溶剂中三氯化苄在银电极上的电还原路径如图1（见报告正文）所示。（二）氧化还原法制备的粗糙化银电极（Ag(r)）的粗糙度为63.9 cm2/cm2；CAA在Ag(r)上的脱氯途径为三氯乙酸→二氯乙酸→一氯乙酸→乙酸。（三）水溶液中氯代吡啶甲酸在Ag(r)上的脱氯反应历程和机理依赖于溶液pH。中性下，3,4,5,6-四氯吡啶甲酸（TeCP）主要还原途径为TeCP→3,5,6-三氯吡啶甲酸（TCP）→3,6-二氯吡啶甲酸（3,6-D）；碱性下，TCP能高选择性地还原为3,6-D；弱酸性下，TCP能高选择性地还原为3,5-二氯吡啶甲酸。（四）水溶液中Pd/Ag(r)上2,4-二氯苯氧乙酸（2,4-D）主要脱氯途径为2,4-D→2-氯苯氧乙酸→苯氧乙酸；在优化工艺条件下，25 mM 2,4-D的转化率为95％、苯氧乙酸收率为84％、电流效率为61％；催化脱氯机理如图4所示（见报告正文）。（五）载Pd量为2.25~3.6 mg/cm2的Pd/Ni电极对氯代吡啶甲酸混合固废具有最好的电催化性能；在优化条件下250 mM的混合固废能高收率（100 %）、高电流效率（88 %）、低电耗（1.6 kW？h？kg？1 PA）的转化为吡啶甲酸；固废代表物3,6-D的电催化脱氯机理如图5所示（见报告正文）。