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微生物燃料电池技术（Microbial fuel cell,MFC）是利用细菌分解有机基质对污水进行净化并产生电能的一门新兴技术,阳极表面微生物活性对微生物燃料电池的性能有很大影响,而MFC的阳极材料对微生物活性起到非常重要的作用,本文研究了二氧化锰及其复合材料修饰阳极的制备以及在MFC中的应用,进一步提高了电池的产电、储能性能。以碳毡（Carbon felt,CF）为基体,采用水热法制备二氧化锰,控制沉积时间、水热温度等变量,获得最优条件下的碳毡/二氧化锰（Carbon felt/Manganese dioxide,CF/MnO2）电极,之后在碳毡（CF）基体上通过化学法制得最优比例碳毡/聚苯胺（Carbon felt/Polyaniline,CF/PANI）电极。经过测试,CF/MnO2电极、CF/PANI电极和CF电极作为电容性生物阳极构建的MFC系统的最大功率密度分别为7.89 W/m3、5.42 W/m3、3.73 W/m3。充放电测试中,充电60分钟和放电60分钟时,CF/MnO2电极释放的总电荷量达到9229.8 C/m2,分别是CF/PANI电极和CF电极的1.51倍和3.16倍。本文用CF/MnO2阳极MFC阴极还原六价铬,MFC在间歇条件运行下,阴极还原4 h时,六价铬的去除率是69.92%。通过增加导电聚苯胺中间层进行修饰来降低二氧化锰的电阻,制备了CF/MnO2/PANI/MnO2复合材料,EIS测试中,CF/MnO2/PANI/MnO2电极和CF/MnO2电极相比,电子转移阻抗Rct变小,达到了3.41?,PANI中间层的加入有效降低电极内阻,表明电极有利于电子的快速传递,具有良好的可逆性。充放电测试中,当充电60分钟和放电60分钟时,CF/MnO2/PANI/MnO2电极释放的储存电量Qt相比于CF/MnO2电极提高了1961.1 C/m2,CF/MnO2/PANI/MnO2修饰阳极的MFC两种方式下来进行阴极还原六价铬,MFC在间歇条件运行下,阴极还原4 h时,六价铬的去除率是75.81%。采用两种不同的方法,电沉积法和水热法分别制备了CF/N-CNT/PANI/MnO2复合电极,充放电测试中,当充电60分钟和放电60分钟时CF/N-CNT/PANI/MnO2电极储存电量是2492.8 C/m2,并且储存的电量要大于CF/MnO2/PANI/MnO2电极。CF/N-CNT/PANI/MnO2修饰阳极的MFC在间歇运行条件下,阴极还原4 h时,六价铬的去除率是79.81%。制备了大孔网状结构、高的孔隙率和高的比表面积的海绵（Sponge,S）基体复合S/N-CNT/PANI/MnO2电极,以海绵为基底的阳极构建的MFC最大功率密度达到12.07 W/m3,当放电10分钟时,S/N-CNT/PANI/MnO2阳极的总放电量和储存电量分别为1798 C/m2和190 C/m2,分别是CF阳极总放电量和储存电量3.82倍和6.89倍。这些数据均表明S/N-CNT/PANI/MnO2电极具备良好的产电、储能性能。