微生物燃料电池(Microbial fuel cells,MFCs)利用微生物降解水中的有机物,同时将化学能转化成电能,因此在水污染控制及资源化领域受到了广泛关注。离子交换膜作为双室微生物燃料电池重要的阴阳极分隔材料,在电池运行过程中起着重要的作用。然而针对以离子交换膜为分隔材料的MFC不同条件下(如不同离子型膜、不同阴极条件、不同的结构参数等)的性能差异及影响因素却没有系统的研究。研究了不同离子型的离子交换膜对MFC的影响。以石墨毡为阴阳电极,铁氰化钾缓冲溶液为阴极电子受体,分别比较了以氢型阳离子交换膜(CEM-H).钠型阳离子交换膜(CEM-Na)、氢氧根离子型阴离子交换膜(AEM-OH)及氯型阴离子交换膜(AEM-Cl)四种离子交换膜为分离膜的MFC电化学特性。结果表明：CEM-H电导率远高于CEM-Na, AEM-OH电导率高于AEM-Cl。在电池运行初期CEM-H、AEM-OH分别展现了比相应的CEM-Na、AEM-Cl更好的电化学性能包括更高的功率输出、更低的内阻。其中CEM-H对应的MFC最先于77小时达到最大电压,且最大功率密度Pmax可达899mW/m2。以AMI-7001为分隔膜的MFC在铁氰化钾缓冲液阴极条件下会发生膜污染,增大了膜传质阻抗,降低了MFC的产电性能。研究了MFC阴极运行条件与MFC性能的关系。分别让MFC依次在铁氰化钾阴极、曝气式缓冲液阴极、曝气式自来水阴极稳定运行,并分析其各自电化学特性。结果显示：铁氰化钾阴极MFC电压极化主要受阳极极化控制,空气阴极的电压极化主要由阴极极化控制。对于缓冲液空气阴极,曝气速率由0.9mL/s提升至1.8mL/s,使得受污染的AEM膜传质阻抗由29.06Ω降低至8.77Ω。同时降低了MFC阴极过电位,减小了活化损失。以自来水空气阴极代替缓冲液空气阴极增大了MFC的欧姆阻抗和有限扩散阻抗。降低了MFC的电压输出和功率输出。分析了膜面积、阳极距离膜间距等因素对MFC性能的影响。结果表明：MFC功率密度随着分离膜面积的增大而增大,内阻随着分离膜面积的增大而越小,其中包括欧姆阻抗的减小,以及极化阻抗的减小。随着阳极-膜距离拉近,MFC显示出更小的内阻及更好的阳极电化学活性,致使产电功率增大。