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水是生命之源,保护地球上有限的水资源具有极重要的意义。然而随着现代工业的发展,水污染已经成为了严重的问题,亟需寻找高效能的污水处理手段以改善水环境。光催化燃料电池（PFC）是在微生物燃料电池（MFC）基础上发展起来的一种经济、节能的污染物处理技术,利用半导体的光催化能力与自产电能力对污染物进行矿化分解,适用于多种有机废水的降解。但是由于催化电极材料的限制,PFC普遍存在制备成本高、降解速率慢以及降解不彻底的问题,很难在实际应用中收到好的效果。为了解决上述问题,本论文提出了以下两种方法:（1）寻找电化学性能和催化性能优良、成本低廉的新型催化剂作为催化电极材料（2）将PFC与金属活化过硫酸盐工艺联合使用,扩大活性粒子种类,提高电池性能。具体的研究过程以及得到的成果如下:（1）采用水热法制备了BiOCl/BiOI可见光催化剂以及采用共沉淀法合成了铜钴氧化物复合催化剂,并以硅溶胶为粘结剂不锈钢网为载体制备了催化电极。通过SEM、XPS、XRD、UV-Vis以及CV等表征手段对制备好的催化剂和催化电极进行了表征分析,发现BiOCl/BiOI和铜钴氧化物催化剂的纳米尺度较小,结晶度好,且具有良好的光电化学性能。（2）构建了BiOCl/BiOI//碳棒和BiOCl/BiOI//ZnIn2S4两种不同的光催化燃料电池,并对降解过程中的影响因素进行了研究与原理分析。BiOCl/BiOI//碳棒单催化电极PFC体系对RhB的降解在曝气为0.5 min/L,pH=3偏酸性的条件下实现了最佳的降解率与产电,NaHSO3对体系的性能也有促进效果。在对RhB和四环素的降解测试中,BiOCl/BiOI//ZnIn2S4双电极体系的降解性能明显高于BiOCl/BiOI//碳棒单催化电极PFC,但是体系产生的电流密度和电压很低,不能够达到要求。（3）构建了由溶剂热法制备的BiOI/BiOCl阳极和由共沉淀法制备的铜钴氧化物阴极组成的光催化燃料电池（PFC）体系,并用于降解四环素和焦化废水。为了提高降解效率,将过硫酸盐（PS）引入到系统中。在PFC体系中添加20 mM PS时,100 mg/L四环素去除效率由1 h达到64%提高到了10 min即可达到95%,动力学常数从0.021/min增加至0.296/min。开路电压从0.15 V增至0.36 V,电流密度由1.7×10-33 mA/cm2增至1.4×10-2 mA/cm2。当pH为5时TOC初始浓度162 mg/L时,焦化废水1 h内的去除效率为90%。电流密度为1.2×10-2 mA/cm2,开路电压为0.42 V。对过硫酸盐的浓度进行了探讨,发现不同浓度PS的加入与降解体系性能的提升存在正相关关系,PS的加入对提高PFC的降解性能与产电能力起到了关键的作用。通过对pH值、污染物浓度这些影响因素的测定,发现PS/PFC系统对四环素的降解可适用于较广pH范围而且对不同浓度的污染物都能达到较好的降解效果。探讨了PS/PFC的运行机理,在降解过程中起主要作用的活性粒子为·OH和SO4·-,分别主要由光催化过程和PS活化过程产生,两种粒子协同作用促进了污染物的去除,产电也得到了提升。综上所述,本论文中构建了以BiOCl/BiOI为阳极的三种不同的光催化燃料电池体系,对罗丹明B、四环素和焦化废水实现了有效的降解。测定了反应条件对PFC性能的影响,并探究了运行过程中的反应机理,为新型高效PFC的构建提供了新的思路。