铬广泛应用于电镀、制革、染料、冶炼等化学工业，六价铬[Cr(VI)]已成为包含地下水在内的水体中的主要污染物。由于六价铬具有高毒性和高流动性，对其进行污染修复具有非常重要的现实意义。 零价铁还原技术是二十世纪八十年代发展起来的一种新型的水污染治理和修复技术。零价铁(Fe0、ZVI)作为供电子体，具有廉价、高还原势和反应速度快的特点，已成为地下水六价铬修复中最有效的反应介质材料之一。然而，目前经常使用的零价铁粉的表面覆盖了一层氧化膜，有氧化膜的零价铁粉的还原活性比无氧化膜的还原活性降低了许多。在本论文中，为了克服氧化物的活性抑制作用，我们以钛电极为基体，在酸性硫酸亚铁溶液中用电化学方法沉积零价铁及其合金。这样制备得到的无氧化膜的零价铁/钛材料增强了还原活性。同时发现，在近中性条件下，反应过程中在零价铁表面仍然形成氧化膜，但是，对于零价铁/钛材料，可以较方便地采用阴极还原等方法除去氧化膜，从而使零价铁的作用得到更进一步的发挥。 本文主要结论如下： 1.研究了电沉积零价铁的合成工艺和除铬活性，获得电沉积零价铁的最佳工艺参数：0.2mol/LFeSO4·7HO，0.4mol/L，H3BO3，0.5mol/LNa2SO4，pH为2.5，温度为25℃，和电流密度为2.5mA/cm2。 2.电沉积零价铁在制备过程和后处理过程中都有良好的抗氧化能力。零价铁表面的氧化物对其除铬还原活性有一定的影响，暴露在空气的时间越长，其还原活性越低。 3.电沉积零价铁在低pH条件下还原活性很高，而且能够重复利用。在pH3.0时，20mg零价铁还原体积为100mL，浓度为10mg/L的Cr(VI)溶液，可以重复利用8次。在pH4.0时，20mg零价铁还原100mL，浓度为10mg/L的Cr(VI)溶液，可以重复利用4次。 4.近中性条件下电沉积零价铁还原铬，其表面容易钝化，降低了还原活性。酸洗和阴极还原法可以恢复电沉积零价铁的还原活性，其中在pH为4.0时的溶液里采用阴极还原处理的零价铁的还原活性最好。 5.电沉积零价铁制备时电解液里加入少量的糖精、抗坏血酸和十二烷基硫酸钠等有机物，在合成电流密度为10mA/cm2时可以得到除铬还原活性很高的纳米电沉积零价铁。 6.Cr(VI)溶液里添加自然水环境中存在的草酸和柠檬酸等有机物，可以有效的提高纳米电沉积零价铁的还原活性。当草酸和柠檬酸的浓度为0.01M时，20mg零价铁完全除去体积为100mL，浓度为10mg/L的Cr(VI)只需要70分钟，除铬速率比没有加入有机物的速率快了近3倍。而当草酸和柠檬酸的浓度为0.1M时，完全除去Cr(VI)仅需要10分钟。 7.与纳米电沉积零价铁相比，共沉积的Ni/Fe、Pd/Fe和Cu/Fe合金在中性条件下一定程度上抑制了除铬还原反应的进行，除铬反应速率分别下降了56％、48％和39％。然而Ni/Fe、Pd/Fe和Cu/Fe二元金属的除铬还原反应活性比纳米零价铁的活性高很多，除铬反应速率分别提高了28％、100％和92％。 8.较大电流沉积纳米零价铁时会导致阴极表面溶液局部pH过高，一些Fe(II)的氧化物会与零价铁一起沉积在电极上。15mA/cm2和20mA/cm2电流密度条件下制备的零价铁中氧的含量分别为3.28％和6.07％。这些活性Fe(II)的氧化物的存在会增强零价铁的除铬活性，15mA/cm2和20mA/cm2制备的零价铁的除铬速率比纳米零价铁的速率提高了28％和109％。 9.电沉积零价铁在pH值低于4.0的Cr(VI)溶液中的反应动力学过程为零级反应，pH5.0-7.0的范围内除铬级数为一级反应。纳米电沉积零价铁和Ni/Fe、Pd/Fe和Cu/Fe二元金属在酸性(pH小于4.0)和近中性条件下除铬反应级数都为零级反应，反应常数随着pH的升高而下降。 10.电沉积零价铁除铬反应是通过零价铁的腐蚀产生Fez+还原Cr(VI)实现的，零价铁腐蚀产生Fe2+是反应的控制步骤。Fe2+是主要的供电子体。纳米电沉积零价铁和溶液里共存的有机物可以增强铁的腐蚀，加快除铬反应的进程。