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电芬顿技术(E-Fenton)是在曝氧气或空气的情况下在阴极产生H2O2，同时在污染物中加入铁催化剂（Fe2+，Fe3+，或Fe氧化物），它作为一种高效、环境友好的电化学高级氧化技术，近些年发展迅速。石墨烯(Graphene，简写为GE)仅仅是一个原子的厚度——目前世界上已发现物质中最薄的材料，它也是目前已知材料中电子传导速率最快的材料，其室温下的电子迁移速率可高达15000cm2/(Vs)。同时，科学家们还发现单层的石墨烯具有很大的比表面积，可达到2600m2/g。本研究将石墨烯材料改性到碳毡电极和气体扩散电极(GDE)上，并应用于电芬顿体系中，优化反应条件，使之对降解甲基橙染料有最好的效果。主要研究结论如下: 1.采用改进的Hummers法制备氧化石墨，将制得的氧化石墨施以超声波层间剥离和分散，最终得到氧化石墨稀分散液(GO)，采用水合肼化学法还原制得石墨稀(rGO)。采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和紫外可见分光光度仪(UV-vis)等现代测试技术，对GO和rGO的表面结构等性能进行表征，证实经过化学还原过程，GO的含氧官能团被去除，rGO被成功制备。 2.以碳毡为基体，石墨烯、炭黑为催化层自制的空气扩散电极H2O2产量较高，在100mL0.05M Na2SO4，50mA，pH7的条件下，150min的电解，可以产生超过～450mg/L的H2O2，电流效率可以保持在50％以上。虽然经过石墨烯改性的电极H2O2产率没有经过炭黑的高，但是其耗能少，符合当前节能环保的发展思路。在GE掺杂0％、2％、5％、10％的碳毡电极中5％的电极在产出同样量的H2O2消耗能源最少。 3.自制的空气扩散电极在提高电芬顿体系中H2O2产量方面，同样具有非常迷人的魅力，与其他阴极材料，如碳毡、活性炭纤维、石墨等相比，具有较大的优势，在H2O2的产量和电流效率优于上述材料。 4.经过石墨烯改性的电极在不通电的条件下，虽然本身对降解MO几乎不起作用，但是在通电且加Fe2+的条件下，大大提高了电极产H2O2的性能，使得反应中生成的·OH对MO的降解起到主要作用。说明石墨烯对碳毡电极产H2O2有良好的催化性能。 5.pH对体系中降解MO的效果影响很大，在pH=3条件下降解效果最好，TOC去除率最高。电流强度越大，降解MO的速率越快，但是60min后MO的去除率很相近，TOC去除效果5％的略好，所以从节能角度出发，选取50mA作为实验反应条件最佳。 6.经过石墨烯改性的电极对降解MO都起到一定的作用，在pH=3，Fe2+浓度为0.05M时，反应60min，MO降解率都接近90％。说明石墨烯对GDE产H2O2有良好的催化性能。 7.pH对体系中降解MO的效果影响很大，在pH=3条件下降解效果最好，TOC去除率最高。电流强度越大，降解MO的速率越快，但是60min后MO的去除率很相近，TOC去除效果5％的略好，所以从节能角度出发，选取50mA作为实验反应条件最佳。曝气量对降解MO效果也有影响，随着曝气量的增加，降解MO的速率加快，效果也越好，但是曝气量0.1L/min和0.2L/min效果差距不大，从节能的角度考虑，曝气量取0.1L/min为宜。