目前能源短缺和环境保护是全球都在关注的焦点。作为利用生物质能产生电能的设备——微生物燃料电池（Micorbial Fuel Cells,MFCs）不仅能够产生电能获得能源,同时其所利用的底物是有机废水,微生物在阳极分解有机物产生电子,通过微生物燃料电池这个反应装置实现电子的流通产生电能,真正意义上的实现变废为宝。然而,目前MFCs的输出功率普遍较低,难以满足实际的应用需求。在微生物燃料电池中阳极提供微生物的附着空间,担负电子传递的重要任务,阳极材料是影响MFCs性能的主要因素。金属有机框架（Metal Organic Frameworks,MOFs）有着较大的比表面积及孔隙率,经过高温碳化后具有较好的导电性能和催化活性位点,在电化学领域有着广泛的应用前景。石墨烯材料具有优良的导电性、延展性、机械强度高等优点。本文拟通过高温碳化后的MOFs材料和石墨烯复合制备新型的微生物燃料电池阳极材料来提高电子的传输效率,以进一步提高微生物燃料电池的性能。首先,采用Hummers氧化法制备氧化石墨烯。采用水热法制备Fe源MOF材料MIL-101,随后在氮气保护下900℃热解后与还原型氧化石墨烯（r GO）机械研磨混合得到微生物燃料电池阳极材料Fe-MOF-GO-900。通过XRD和XPS确定了Fe-MOF-GO-900的组成成分含有碳材料、金属Fe单质和Fe₂₊₃O₄。通过循环伏安（CV）和阻抗（EIS）电化学测试分析证实了Fe-MOF-GO-900有着良好的电容性和导电性能。以Fe-MOF-GO-900复合材料修饰的阳极材料在微生物燃料电池中的化学需氧量（COD）去除率达到84%,库伦效率达到9.2%,连续运行60天的情况下电压保持稳定,最大功率密度为2240 m W/m²,均明显优于单一组分为阳极的电池性能。通过16S r RNA测序确定了阳极形成的生物膜中的细菌种类,其中Fe-MOF-GO-900阳极生物膜中产电菌Geobacter所占的比例最高达到81%,与其较高的功率密度结果一致。但是,Fe-MOF-GO-900复合材料具有制备能耗高,与r GO机械混合形成复合物的均匀性和结合程度不高等缺点,针对这些问题,我们进一步选择ZIF-67材料作为微生物燃料电池阳极进行了探索。通过化学液相沉积法以2-甲基咪唑和硝酸钴为原料合成ZIF-67,在氧化石墨烯水溶液中加入ZIF-67的反应前驱物可制备得到Co-MOF-GO复合材料,而后在氮气氛围下高温热解得到了热解的Co-MOF-GO-550复合材料。制备过程简单易行,能量消耗低,符合绿色化学的理念,同时化学混合方式有利于复合物的均匀性和结合紧密性的有效改进。通过改变制备过程中GO水溶液的浓度和热解的温度摸索最优制备条件,确定GO水溶液浓度为2 mg/ml,热解温度550℃为最佳制备条件。制备得到的Co-MOF-GO-550通过SEM、TEM形貌观察和XRD、XPS确定了其组成成分含有碳材料及金属Co单质和少量的CoO_x,热解后Co纳米粒子均匀分散在被碳化的骨架中,由于氧化石墨烯的分散作用,避免了热解过程中纳米粒子聚集、尺寸变大。BET测试说明Co-MOF-GO-550比Co-MOF-550的比表面积大。CV和EIS电化学测试证实了Co-MOF-GO-550有着优良的导电性能,R_ct值小于Fe-MOF-GO-900复合材料。以Co-MOF-GO-550复合材料修饰的碳布作为微生物燃料电池阳极的电池运行稳定性更高,在连续运行100天的情况下电压输出基本保持稳定,其最大功率密度达到了2835m W/m²,其阳极生物膜中产电菌Geobacter所占的比例达到84%。由此可见,Co-MOF-GO-550复合材料不仅优化了制备流程,减少了能耗,同时提高了微生物燃料电池的性能。本文为热解的MOF复合材料在微生物燃料电池阳极的研究提供了参考。