光催化燃料电池（Photocatalytic fuel cell,PFC）可在降解水中有机物的同时回收其中化学能。针对PFC处理有机废水效率低,反应时间长等缺点,本文提出一种PFC与过硫酸盐（PS）耦合的方法,使降解反应从电极表面扩展到整个溶液中,提升PFC降解效率同时增强体系产电能力。本研究选择稳定性好、无毒、价格低廉、光响应性较好的TiO₂作为光阳极,Pt作为阴极,加入过一硫酸盐（PMS）或过二硫酸盐（PDS）构建PFC/PS协同体系,降解水中典型有机污染物甲基橙（MO）、四环素（TC）及活性艳蓝（KN-R）,同时考察体系产电情况。具体研究内容如下:（1）用电化学阳极氧化法制备TiO₂/Ti光阳极。X射线衍射、扫描电镜和X射线能量色散谱等的表征结果表明,在钛片上成功制备了具有纳米管阵列结构的TiO₂/Ti光阳极。（2）以MO为目标污染物,利用PFC耦合PDS对其降解及产电性能进行了研究,最优条件下MO的脱色率和产电性能相较于PFC分别提高了40.36%和44.97%。自由基清除实验确定了此耦合体系中的主要活性物种为SO₄^·ˉ、HO^·。（3）以TC为目标污染物,利用PFC耦合PMS对其降解及产电性能进行了研究,最优条件下TC的降解率和产电性能相较于PFC分别提高了82.83%和122.40%。自由基清除实验确定了此耦合体系中,酸性条件下的主要活性物种为SO₄^·ˉ、HO^·,中性条件下PMS的直接氧化是TC降解的主要原因,碱性条件下的主要活性物种为1O2、O2^·ˉ。（4）对比了PFC/PMS和PFC/PDS耦合体系降解KN-R的电池性能,最优条件下PFC/PDS体系的降解率高于PFC/PMS,而产电性能则低于PFC/PMS。自由基清除实验分别确定了两个耦合体系的活性物种,HO^·、SO₄^·ˉ和¹O₂是PFC/PMS体系主要的活性物种,HO^·、SO₄^·ˉ和O₂^·ˉ是PFC/PDS体系主要的活性物种。此外,水体中存在的天然有机物（HA）及阴离子(Cl^-、HCO₃^-、NO₃^-和HPO₄^2-)均会对PFC/PS耦合体系的降解及产电性能产生重要影响。