研究卤代苯甲酸类化合物的电化学脱卤行为在环境治理和有机合成领域都具有十分重要的社会效益和经济效益。本论文采用电化学原位红外反射光谱法,并结合循环伏安等方法,力求从分子水平上揭示卤代苯甲酸在水溶液中的电化学还原反应特性及机理,为卤代有机物的降解以及环境治理方面提供必要的基础理论指导。本文首先以3-氯苯甲酸(3-CBA)、2,4-二氯苯甲酸(2,4-DCBA)为研究对象,采用循环伏安法和原位红外法研究了其在碱性水溶液中的电化学还原脱氯反应。实验结果表明,常用的脱卤用电极Cu、Ag和Ti电极对其电催化活性较低,而Pd/Ti电极对3-CBA和2,4-DCBA有较好的电还原活性,这是因为Ti基材具有良好的导电性、稳定性和表面传质性能,而Pd具有优异的活性氢贮存能力,可以连续攻击Ti表面吸附的3-CBA分子,实现3-CBA在Pd/Ti电极上电化学脱氯反应。通过in situ FTIR研究表明3-CBA和2,4-DCBA在Pd/Ti电极上的电化学脱氯反应均表现为脱氯加氢过程,在低电位下,反应物的负离子在Pd/Ti电极表面发生微弱反应,得到一个电子变成自由基负离子,随后脱去氯离子得到苯甲酸的自由基,开始发生电化学脱氯反应。该自由基再得到一个电子形成苯甲酸负离子,最后夺取一个氢质子在电极表面生成最终产物苯甲酸,且随着电位负移,反应不断加剧,未见明显的副反应发生。而2,4-DCBA因为含有两个氯,经过两步得电子脱氯加氢反应,最后也生成产物苯甲酸。为了更好地研究取代基对电还原脱氯反应的影响,本文选取2-氯苯甲酸(2-CBA)、2-溴苯甲酸(2-BBA)、2-碘苯甲酸(2-IBA)为研究对象,采用循环伏安法和原位红外法研究了其在碱性水溶液中的电化学还原脱氯反应的脱卤顺序。结果表明在Ag、Cu和Pd/Ti电极上的脱卤活性上为2-CBA<2-BBA<2-IBA。而且,在相同条件下反应一旦发生2-BBA在Pd/Ti电极上的反应强度最大。C-X键发生断裂的难易取决于键的极性和可极化度。C-X键的极性影响使C-I活性较低,C-C1活性较高;可极化度的影响使C-I的活性较高,C-C1的活性较低。这两种影响的综合结果决定了这三种键的相对活性大小是:C-I>C-Br>C-Cl。Pd修饰电极的良好性能已经广泛应用于脱卤反应,本文采用循环伏安法和原位红外反射光谱技术研究了不同基材的Pd修饰电极对卤代苯甲酸化合物的电化学脱卤反应活性的影响。实验结果表明,制备的 Pd/C,Pd/Pt,Pd/GC,Pd/Ti 和 Pd/Pd 中,Pd/Pd 电极对 3-CBA的电催化活性较低,其余四种电极对3-CBA均有不同程度的电还原活性。实验显示基底与Pd存在一种相互协同的作用。Pd的活性储氢能源源不断将已吸附于基底表面的3-CBA还原成BA。Ti表面的Pd颗粒呈球状,GC表面上的Pd分布疏松,颗粒间有很大空隙,这保证了其有足够的表面积,存在的活性位点多,也能够产生较大的催化电流。因此,Pd/Ti和Pd/GC作为电化学脱卤的电极材料,具有良好的应用前景。