微生物燃料电池（Microbial Fuel Cells,MFCs）是以产电微生物的催化降解作用将生物质能转化为电能的绿色能源技术。铁/碳材料独特的吸附和降解性能在水污染治理方面优势突出,将铁/碳材料用于MFCs中,在获得电能的同时实现污染物的高效治理。本文主要研究Fe/C颗粒负载于MFCs阴极和阳极上,探究运行周期内系统的产电量,功率密度以及电极的极化现象,分析Fe/C颗粒作为催化材料使用的可行性。为更好的发挥铁/碳材料在地下水污染治理中的优势,耦合MFCs的产电性能,进一步研究了持久性污染物质高氯酸盐（Perchlorate,ClO₄^-）在MFCs中的降解,文中探讨了单因素实验中Fe/C颗粒对ClO₄^-降解的吸附性能,溶氧条件和最适pH条件,之后将Fe/C颗粒（Fe/C）、铁片（IS）、铁粉（Fe0）、空白碳毡（CF）、活性炭（AC）作为MFCs阴极材料构建双室MFCs。在反应器运行期间,对系统的稳定性,停留时间,不同外阻负载,周期运行后阴阳极电势,阴阳极液pH变化,以及ClO₄^-和其分解产物的浓度变化进行了分析,最后通过N₂吸附-脱附等温线和X射线光电子能谱（XPS）对阴极材料的孔径结构、比表面积和表面元素等进行表征。实验中发现系统同时发生着各种复杂的电化学过程,如MFCs自身产电过程,阴极材料和ClO₄^-污染物之间发生的吸附、共沉降和化学反应过程,两电极间的电势和pH变化过程等。结果证明在不输入外部能量,且不需单独培养高氯酸盐还原菌（Perchlorate Reducing Bacteria,PCRB）,系统负载100Ω外阻时可实现ClO₄^-高效去除。在含铁MFCs系统中Fe/C、IS、Fe0的ClO₄^-最高去除速率为18.96、10.24、15.84 mg/L/day。非铁MFCs系统中,CF和AC系统的ClO₄^-最高去除速率为14.37和19.78 mg/L/day。铁/碳材料负载于MFCs阴极载体上能快速降解ClO₄^-,ClO₄^-降解产物主要是Cl^-,但是氯的回收率低于理论计算值,氯回收的不平衡性主要是由于ClO₄^-的降解产物与阴极铁氧化生成的氧化物或氢氧化物结合形成络合物,一部分被吸附和沉降在阴极材料表面和铁的氧化膜内部,沉积在反应器底部,另一部分悬浮在溶液中,经0.22μm滤膜过滤去除而不被检测出。铁/碳材料耦合于MFCs中对ClO₄^-降解、减轻对人体造成的危害和净化地下水污染起到关键性的作用。进一步探究铁/碳材料与ClO₄^-的还原降解机理以及MFCs中铁材料的循环利用,对实现ClO₄^-污染水体的修复治理具有重要意义。