医药、印染、焦化等行业产生的难降解有机物是造成水体污染的重点污染源之一，对人类健康和生态系统造成了严重威胁。由于有机废水成分复杂，可生化性差，传统的水处理方法难以有效地彻底去除难降解有机污染物，并且可能对环境造成二次污染。目前应用较多的是高级氧化技术。高级氧化法中的电催化氧化法由于具有不需要外加试剂、高催化活性、无二次污染等特点，广泛应用于难降解有机废水的处理。对于电化学氧化体系，不同的电极材料和不同的反应条件直接影响有机物降解的效果。具有高析氧电位、良好的电氧化性能的PbO2电极是用于电氧化降解有机污染物的商业化电极之一，但PbO2电极在稳定性和催化能力方面仍存在一些缺陷，因此需要进一步提高电极的降解效率和使用寿命。（1）通过电化学沉积法制备了Ti4O7改性的PbO2活性涂层电极。通过考察Ti4O7颗粒掺杂量及颗粒粒径等制备条件对改性电极表面形貌、晶体结构及电化学性能的影响，发现Ti4O7掺杂改性改善了PbO2涂层的形貌和晶面取向，减小了晶粒尺寸和晶面间距，掺杂后涂层结晶更加完整致密。同时分析了改性机理，即粒径较小的Ti4O7颗粒进入PbO2晶核，增加了PbO2晶核的形成速度，降低了晶核粒子的生长速率，晶粒尺寸减小，使晶核表面张力增大，产生了晶体之间的内应力，造成晶面间距的减小。这种晶体结构的变化有助于提高PbO2电极电化学活性，Ti4O7掺杂改性后提高了电极的活性位点数量、析氧过电位（1.38 V提升到1.46 V）及COD去除效率（反应速率常数k从0.01478 min-1提高到0.02254 min-1），降低了电荷转移电阻（从85.47 ohm cm-2降到48.43 ohm cm-2）。（2）为进一步提高电极的稳定性，通过等离子体喷涂法制备Ti4O7中间层，制得Ti/Ti4O7/PbO2-Ti4O7复合电极。对复合电极的表面形貌与晶体结构进行分析，发现Ti4O7中间层多孔粗糙的形貌能为PbO2涂层提供更好的结合力，且并未影响表层涂层的形貌和晶体结构。Ti4O7颗粒掺杂后PbO2涂层与Ti4O7中间层有更好地结合效果，晶面间距减小，表现为结晶更加完整致密，棱角更加分明的形貌。这种表面形貌的变化有助于提高复合电极电化学活性，Ti/Ti4O7/PbO2-Ti4O7电极的对100 mg L-1苯酚模拟废水的COD去除效率在150 min即达到100%，电氧化性能良好。同时，通过对复合电极极限寿命的考察，引入中间层极大地增强了复合电极的稳定性，寿命至少提高22.5倍。（3）通过考察不同降解条件对含酚废水降解效率的影响，确定了最佳的含酚废水降解条件。并通过•OH自由基的检测和质谱检测，分析Ti/Ti4O7/PbO2-Ti4O7电极对苯酚废水的降解机理，即电解前期以产生•OH自由基的间接氧化为主，电解后期以有机物吸附在极板表面被直接氧化为主。将复合电极应用于兰炭废水的处理，对高浓度兰炭废水（COD为32900 mg L-1）3h的COD去除率为31.03%，去除了9480 mg L-1的COD。电解过程中产生大量的棕色泡沫，是降解效率不高的主要原因。对低浓度兰炭废水（COD为310 mg L-1）3h的COD去除率为86.9%，降解后的COD为40.6 mg L-1，已达石油化工水污染物排放标准。说明该电极在中低浓度的兰炭废水的处理有较好的应用前景。