微生物燃料电池(Microbial Fuel Cell，MFC)是一种利用微生物作为催化剂，将有机质进行氧化进而产生电能的装置。由MFC衍生的海底微生物燃料电池(Benthic Microbiol Fuel Cell，BMFC)可利用海底中的丰富有机质，在海底无人的环境中对微型用电设备供电。阳极作为微生物生长繁殖及产电的场所，为MFC最重要的部分，因此选择适合的阳极材料对提高MFC的整体产电性能起到至关重要的作用。
　　本文首先利用水热法成功制备出金属有机框架MIL-53(Fe)，并利用MIL-53(Fe)作为前驱体以水热法制备出NH2-MIL-53(Fe)，通过SEM表征表明NH2-MIL-53(Fe)为表面粗糙的纺锤体结构，再通过XRD、XPS、FTIR表征表明成功地制备了目标材料。实验利用涂覆法制备出NH2-MIL-53(Fe)、MIL-53(Fe)、空白C电极并作为阳极应用在MFC中，得到的最大功率密度分别为2.55W/m3、2.10W/m3、1.66W/m3。在充电60min放电60min测试(C60/D60)中，NH2-MIL-53(Fe)、MIL-53(Fe)、空白C阳极MFC的平稳电流分别为1.51A/m2、1.34A/m2、0.66A/m2。在高通量测试中，表明NH2-MIL-53(Fe)具备吸引微生物的能力并可以就微生物优势种群进行选择。
　　其次在惰性环境中通过一步热解法将MIL-53(Fe)制备为多孔碳材料C-MIL-53(Fe)，并复合聚苯胺(PANI )后制备出C-MIL-53(Fe)/PANI材料。通过SEM表征表明C-MIL-53(Fe)/PANI为部分表面附着PANI的多孔碳结构，通过XRD、XPS、FTIR表征表明制备的材料均为所要制备的材料。实验利用涂覆法制备C-MIL-53(Fe)/PANI、C-MIL-53(Fe)、MIL-53(Fe)电极并作为阳极应用在MFC中，得到的最大功率密度分别为4.66W/m3、4.18W/m3、2.10W/m3。在充电60min放电60min测试(C60/D60)时，C-MIL-53(Fe)/PANI、C-MIL-53(Fe)、MIL-53(Fe)阳极MFC的最大电流分别为29.61A/m2、27.68A/m2、11.66A/m2，表明加入PANI后，C-MIL-53(Fe)/PANI具备储存电荷的能力及可以使微生物具备更好的催化能力。
　　最后利用NH2-MIL-53(Fe)与C-MIL-53(Fe)/PANI作为阳极应用在海泥中，并构建模拟BMFC，NH2-MIL-53(Fe)阳极BMFC的最大功率密度达到3.88W/m3，在充电15min后NH2-MIL-53(Fe)阳极BMFC释放的最大电流为36.18A/m2；C-MIL-53(Fe)/PANI阳极BMFC的最大功率密度达到5.13W/m3，在充电15min后C-MIL-53(Fe)/PANI阳极BMFC释放的最大电流为67.62A/m2。