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本论文首先利用化学还原沉积法制备了纳米级的Fe0/Ti02复合催化剂粉末,再用硅溶胶将催化剂粉末涂覆在不锈钢网上获得电极,将其作为阴极,创新性地构建了新型微生物燃料电池与光电催化系统耦合的系统,该系统在无光条件下也具有很好的去除水中污染物的性能。以亚甲基蓝(20mg/L)和四环素溶液(100 mg/L)作为待处理实验溶液,对比研究了光催化(PC)系统、光电催化(PEC)系统和新型耦合系统(MFC-PEC/EC)对模拟污染物的处理效果,并进行相关数据的对比。实验研究得出以下结论：(1)所制备的不同铁复合比例的系列铁复合二氧化钛催化剂中(0.1%Fe0/TiO2, 0.5%Fe0/TiO2,1%Fe0/TiO2,3%Fe0/TiO2,5%Fe0/TiO2),1 wt% Fe0/TiO2复合催化剂粉末催化去除污染物性能最佳,将其涂覆在不锈钢网上制备成电极,对于初试浓度20mg/L的亚甲基蓝溶液,PC反应速率较慢,6小时可以去除70.52%的亚甲基蓝：PEC反应6小时后,可以去除78.62%的亚甲基蓝。(2)在MFC-PEC/EC耦合系统中,使用涂覆有1 wt% Fe0/TiO2的不锈钢网为阴极,在阴极室降解亚甲基蓝的情况是：反应120分钟后,阳极室中加入54 g生物量时,耦合系统处理亚甲基蓝溶液的效果最佳,去除率为93.57%；耦合系统对浓度为20 mg/L亚甲基蓝的去除效果一直优于对浓度为40 mg/L亚甲基蓝去除效果；溶液pH为5.26条件下,耦合系统对亚甲基蓝的去除效果最好(94.84%)。当耦合系统使用涂覆有Fe0/TiO2的不锈钢网为电极时,有光条件下,亚甲基蓝的处理效果最佳。利用自旋捕集技术(ESR)测定耦合系统处理亚甲基蓝的过程中自由基。在有光或者无光条件下,该系统反应过程都有·OH产生。(3)耦合系统在处理亚甲基蓝过程中产生电压的整体趋势是：先下降后上升,最后稳定在一个数值。当阴极室的电极为涂有所制备催化剂的不锈钢网且有光照时,系统产生的电压最大,稳定电压达0.098 V,功率密度达13.72mW/m2。在光照条件下,MFC-PEC耦合系统的去除90%污染物的能耗指标EEo为0.675 kWh/(m3-order),MFC-EC耦合系统的EEo为O。(4)将PC、PEC和MFC-PEC/EC系统处理亚甲基蓝和四环素的处理情况进行对比,反应2小时的MFC-PEC处理去除污染物的能力最佳,可使亚甲基蓝浓度降低94.83%,残存TOC/TOCo比例为0.17；当处理四环素溶液时,可使COD降低70%。