微生物燃料电池是一种新型的废水处理技术,具有产生电能和降解废水的特点。作为一种清洁能源设备,微生物燃料电池在降解废水时不会产生二次污染物,因此其在解决环境污染和水资源的危机上具有巨大的潜力。它可以利用阳极的产电微生物降解或氧化有机物释放出电子,电子被传输到阳极,再经外电路到达阴极,与电子受体O2结合形成水。但因常规的电极材料（如Pt电极）价格昂贵,同时产电量不高,所以限制了它的广泛应用。壳聚糖是一种天然的高分子聚合物,在自然界中分布很广泛,价格低容易制得,目前已经有很多的应用途径。同时壳聚糖是一种具有阳离子聚电解质特性的胺基多糖,在酸性和中性的环境下都能发生相应的化学反应,用于吸附、凝聚絮凝、与有机化合物的配位络合,所以壳聚糖及其衍生材料在废水处理方面有很大的研究价值。基于此,本课题主要是合成以壳聚糖为基础的材料,用在微生物燃料电池的阴极电极上,同时降解染料废水。用交联法制备金属粒子掺杂的壳聚糖材料并且碳化,主要制备了三种金属粒子的掺杂,将制备好的材料用涂覆法涂覆到碳毡上,制得相应的MFC（微生物染料电池）阴极,结果表明,所制备的电极具有较高的ORR（氧还原反应）催化活性和较低的内阻。主要的内容及结果如下:（1）通过反向悬浮交联法制备Fe3O4粒子掺杂的壳聚糖微球。用光学显微镜观察微球的微观形貌,发现搅拌速度对微球粒径大小及形貌有很大的影响,故调节搅拌速度的大小,制取不同粒径的壳聚糖微球材料,并将其碳化。结果显示搅拌速度为400r/min时,微球粒径最小,且比表面积最大,因此具有优于其它转速下材料的电化学性能。经过测试,它的MFC的最大功率密度为1356.2mW/m~2,比碳毡高180%,并且对染料有很高的降解率。（2）通过反向悬浮交联法分别制备CuO和金属Cu粒子掺杂的壳聚糖微球。并将它们制成相同的电极材料,与上述Fe3O4粒子掺杂的壳聚糖微球及空白碳毡做对比。结果显示CuO材料电极MFC的最大功率密度为656.7mW/m~2,是Fe3O4粒子掺杂的壳聚糖微球电极的0.5倍;金属Cu粒子掺杂的壳聚糖微球电极MFC的最大功率密度为896.5mW/m~2,介于Fe3O4掺杂和CuO掺杂中间。但总的来说都高于空白碳毡。