微生物燃料电池（Microbial fuel cells,MFCs）是一种新兴的绿色能源技术,其在有效降解有机污染物的同时将化学能直接转化成电能,有助于缓解当今社会所存在的能源短缺问题和环境污染问题,在新能源开发和资源利用中有深远的意义。然而这项技术实现工程化应用还受到很多的限制。其中常见的电极材料由于比表面积小、生物相容性差,不利于微生物的生长附着,同时导电能力低,影响电子传递效率。石墨烯（graphene）作为一种新型的碳材料,性质稳定且导电能力强,具有独特的物理、化学和电化学性能,有着广阔的应用前景。偶氮染料作为典型的印染废水污染物,其有效绿色的降解方法一直是研究的热点。现有的处理方法虽然有不错的降解效果,但消耗更多的能量,降解副产物对环境造成二次污染。因此在本研究中通过制备绿色还原氧化石墨烯阳极电极,以提高MFC的同步产电和甲基橙染料降解能力,研究结果如下:首先,针对常见碳基阳极的缺点,使用不同天然还原剂制备还原氧化石墨烯（reduced graphene oxide,r GO）阳极电极,在双室MFC反应器中进行产电能力的运行测试,其中绿茶提取物还原氧化石墨烯（GT-r GO）阳极展现出较好的产电能力和生物相容性,MFC的最大功率密度达到773.9m W/m~2,是普通碳布（CC）电极的6.2倍,最大输出电压比CC电极提高30%。其次,为进一步提高电极生物相容性,基于GT-r GO阳极,通过添加聚多巴胺溶液一锅合成聚多巴胺复合绿色石墨烯（GT-r GO-PDA）阳极,阳极表面水接触角减小到52.50°,运行其电极的MFC反应器生物负载和产电能力得到进一步提高,最大功率密度达到了1375.8 m W/m~2,相比于GT-r GO电极提高了78%。最后,对比不同阳极以进一步探究在MFC中同步产电和甲基橙染料脱色能力,其中以GT-r GO-PDA为阳极的MFC染料脱色能力和同步产电性能最佳,在50 mg/L染料浓度和中性条件下运行的MFC,GT-r GO-PDA阳极与普通碳布电极相比,24 h染料脱色率达到98%,同步产电电压提高了40%。同时在最佳条件下连续运行15天后,通过共聚焦显微镜和16S r DNA高通量测序对微生物的活性及群落分析发现,GT-r GO-PDA电极负载的代谢活跃菌群数量较多,且产电微生物比例明显提高。聚多巴胺、石墨烯的加入对产电微生物及降解微生物的强化有一定效果。