为了实现微生物燃料电池（MFC）微电的原位利用,结合电芬顿（Electro-Fenton,以下简称EF）技术的优势,构建了MFC-EF耦合系统。为了进一步提高该耦合系统的性能,在Fenton催化剂铁的基础上引入类芬顿（Fenton-like）催化剂锰,制备出铁锰双金属复合阴极（FeMnO_x/CF复合电极,其中CF指碳纤维刷）,并与碳纤维（CF）无负载电极、Fe&Fe₂O₃/CF复合电极进行对比,探究了MFC-EF耦合系统的电化学性能及其对目标污染物罗丹明B（RhB）的降解效果。采用SEM、EDS、XPS等手段对电极材料进行表征分析,根据电压、电极电势、极化曲线和功率密度曲线等参数分析MFC-EF的电化学性能,通过H₂O₂的产生量及电流效率、RhB去除率和TOC去除率等指标评价该耦合系统对污染物的降解能力。结果表明,FeMnO_x/CF复合电极上成功负载了Fe和Mn的二元金属氧化物,电极表面粗糙度和接触面积增大,提高了电极的传质效率;FeMnO_x/CF复合电极作为MFC-EF耦合系统的一种阴极材料,可以使耦合系统同时实现电能、H₂O₂、类芬顿反应催化剂（铁离子和锰离子）的原位产生和利用,并达到降解、矿化污染物的目的;与Fe&Fe₂O₃/CF复合电极和CF无负载电极相比,FeMnO_x/CF复合电极提高了耦合系统的最大输出功率(5.47 W·m^-3),降低了电池的内阻（109.00Ω）,提高了RhB的去除率（91.60%）和矿化率（30.84%）;FeMnO_x/CF复合电极具有良好的稳定性,在多次重复利用后,仍然能够对RhB保持较高的去除率。通过MFC-EF耦合系统运行参数的优化实验,确定了实现耦合系统产电及降解RhB的最佳条件,即在阴极液初始pH为3,外电阻R为10Ω、阴极室曝气量Q为400 mL·min^-1,RhB初始浓度C₀为10 mg·L^-1时,MFC-EF耦合系统对RhB的降解效果最佳,此时Fe&Fe₂O₃/CF复合电极和FeMnO_x/CF复合电极所在耦合系统对RhB的去除率分别为87.05%和96.66%;同时证明FeMnO_x/CF复合电极摆脱了常规Fenton体系对阴极液pH的严格限制,扩大了MFC-EF耦合系统的阴极液pH范围。通过对MFC-EF耦合系统阴极EIS分析,表明FeMnO_x/CF复合阴极MFC-EF耦合系统的产电的提升与FeMnO_x/CF复合阴极内阻的降低有关。通过去除途径分析和自由基抑制实验得知,碳刷吸附作用、H₂O₂的氧化作用以及类电芬顿反应生成的·OH等活性氧基团的氧化作用等都对MFC-EF耦合系统中RhB的去除产生贡献,然而RhB的矿化却主要依赖于电芬顿和类电芬顿过程;利用三维荧光和紫外-可见光全扫描分析RhB分子在降解过程中的变化,结果表明RhB分子得到逐步的降解,原有基团被破坏,实现了脱色,RhB浓度明显下降,但由于破坏程度不彻底,RhB无法被完全矿化。本研究实现了污染物处理过程中的资源再生和利用,并有望为实际染料废水的处理提供新的思路。