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本文采用水热合成法制备BiVO4,用原位聚合法制备与聚苯胺复合的催化剂PANI/ BiVO4,以酸性硅溶胶为粘合剂涂覆不锈钢网负载催化剂获得催化电极。将该负载型催化剂与生物阳极耦合,作为微生物燃料电池(MFC)的阴极,构建光电催化耦合微生物电池体系(PEC-MFC)、电催化耦合微生物燃料电池体系(EC-MFC)。通过XRD、SEM、UV-vis吸收光谱、CV曲线等方法对所制备催化剂的组成、形貌、光电化学性质等进行表征。以RhB和NH4+-N为目标污染物,分析了单纯光催化、PEC-MFC和EC-MFC三种体系对污染物的催化降解和去除效果。探讨了反应体系、复合催化剂负载条件、pH、溶解氧(O2)等因素对效果的影响。并对不同体系的单位电能消耗量(EEO)、输出电压和输出功率进行评估分析。深入探讨不同体系的反应机理,分析不同体系的主要氧化物种。结果如下：(1)通过表征证明：制备的BiVO4和PANI/BiVO4均为单斜相晶型钒酸铋,结晶度高。形貌为纳米级立方形或棒状结构,粒径均匀,表观粒径为70 nm左右；与BiVO4的禁带宽度(2.30 eV)相比,复合PANI使BiVO4的光吸收带边位置发生红移,窄化了禁带宽度(PANI/BiVO4的禁带宽度为2.14 eV); PANI/BiVO4的CV曲线大峰面积和电流密度较大,电荷传递阻力(RCT)较低,展现更加优越的电化学性能；(2) 在PEC-MFC体系中,BiVO4和PANI/BiVO4 (5%)对RhB的2h降解效率分别为72%和93%,而光催化仅为25%。当调节pH=3时,30 min对RhB的降解效率达到91%,反应速率为光催化对照组的49倍,展现高效降解有机污染物的潜力；(3) PEC-MFC及EC-MFC体系的单位电能消耗量为0.895和0kWh·m-3,而光催化体系单位电能消耗量为PEC-MFC体系的3倍,为2.687 kWh·m-3;在最适条件下,PEC-MFC体系的最大输出电压和最大输出功率分别为0.427 v和926 mW.m-2；(4) PEC-MFC体系形成多种氧化降解路径,主要氧化物种有?O2-、空穴及?OH等。阳极引起的电极电位偏压激发光生载流子(5)在中性偏酸的条件下,PEC-MFC体系对氨氮降解良好对比光催化降解NH4+-N(降解效率18%),PEC-MFC与EC-MFC体系对NH4+-N的降解效率有明显提高,分别为75%和64%。且反应过程中未检测出NO3-、NO2等二次污染物。研究表明,PEC-MFC、EC-MFC体系对污染物有良好的降解效果,且可持续对外输出电能。PEC-MFC、EC-MFC系统高效低耗的优势或将成为污水处理的新趋势。