硫酸盐为多种类型工业废水的主要组成物质,随水体进入环境会对人体与水生环境会产生潜在的危害,因此实现硫酸盐废水的资源化利用具有重要意义。论文基于WO3光电极的催化特性,将硫酸根直接转化为强氧化能力的硫酸根自由基,建立了基于硫酸根自由基的自偏压光电催化废水燃料电池体系,并在此基础上探索了自偏压光电催化氧化硫酸废水及制备过硫酸盐和双氧水的研究,实现硫酸盐废水的资源化利用,主要研究内容如下:利用WO3光阳极可将硫酸根氧化为硫酸根自由基的特性,建立了一种自偏压硫酸根自由基光催化废水燃料电池（PFC）,实现含硫酸盐废水中有机物的降解和化学能的回收。该体系由自偏压光阳极和铂黑阴极构成,在光照下可将硫酸根离子原位转化为硫酸根自由基以实现污染物的降解以及电能的回收。自偏压光阳极的设计同样也提高了体系的性能。该光阳极是由前置的WO3和后置的Si PVC组成,可有效的利用太阳光,加速了空穴-电子的分离并提高了电子的转移速率,为体系提供了持续稳定的偏压。当处理含50mg·L-1甲基橙,硫酸根浓度为1M的染料废水时,该PFC系统展现了良好的产电特性,其开路电压,短路电流和输出功率分别为1.32V,3.72m A·cm-2和1.68 m W·cm-2,相比于不添加甲基橙的电解质溶液,输出功率约为其两倍。同时,该系统在运行4h后对甲基橙的去除率达到了74.2%。自由基捕捉剂实验表明,该系统中主要产生硫酸根自由基,由于硫酸根自由基表现出比羟基自由基更好的催化氧化能力,因而体系的性能得到进一步提高。本研究也考察了溶液的p H值,电解质浓度以及底物浓度等影响因素,结果表明体系在强酸,高电解质浓度以及底物浓度条件下啊性能达到最大。利用该PFC系统也可以处理含有不同有机污染物的硫酸盐废水,如甲醇,乙酸,蔗糖等,也表现处理良好的发电和污染物降解性能。过硫酸盐和双氧水是有经济价值的化学试剂。本研究利用自偏压光阳极和气体扩散阴极,发展了一种光电催化处理硫酸盐废水制备过硫酸盐和双氧水的新体系。在该体系中,光阳极可将硫酸根转化为过硫酸根,气体扩散阴极可在阴极生成双氧水,实现硫酸盐废水的资源化利用。实验结果表明,在p H值为2,硫酸钠浓度为1M的条件下,双氧水和过硫酸盐的产率可分别达到0.75m M·h-1和2.63m M·h-1。其中气体扩散电极大幅度增加了双氧水的产率,其分别为碳毡和泡沫镍电极的5倍和40倍。相较于传统的制备方法,该体系不需要外接电压、不需要其中投加化学物质,符合绿色化学的思想。该体系同时也为硫酸盐废水的资源化利用提供了新的思路。