微生物燃料電池（MFC）是一種非常有前途的環(huán)境友好型電化學(xué)裝置，它可以利用產(chǎn)電微生物作為催化劑，在降解廢水中有機(jī)物的過程中產(chǎn)生電能，是將環(huán)境治理和能源回收緊密聯(lián)系的重要技術(shù)，MFC因其獨(dú)特的價(jià)值而受到人們的廣泛關(guān)注。近些年，盡管MFC的輸出功率和降解污染物能力都有了明顯的提高，但與其他能源相比，MFC的輸出功率密度仍然相對(duì)較低，這是制約MFC技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用的主要原因。影響MFC輸出功率密度的因素有很多，包括電極材料（陽極和陰極）、細(xì)胞外電子轉(zhuǎn)移（EET）、陽極微生物、有機(jī)基質(zhì)的降解率等。特別是陽極材料影響微生物的繁殖和產(chǎn)電微生物與電極表面的EET，因此，設(shè)計(jì)和制造高效的陽極材料對(duì)提高M(jìn)FC的產(chǎn)電性能起著至關(guān)重要的作用。隨著納米技術(shù)的發(fā)展，利用納米纖維作為高效陽極的研究備受關(guān)注。與碳基和金屬基材料相比，納米纖維作為一維尺度的納米材料其形貌呈現(xiàn)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，具有更高的孔隙率和比表面積，這使得微生物易于在納米纖維表面形成有效的生物膜，促進(jìn)了微生物的生存和傳質(zhì)。除了納米纖維的形態(tài)結(jié)構(gòu)，EET效率還依賴于其表面化學(xué)性質(zhì)。具有高電導(dǎo)率和電化學(xué)活性的納米纖維能夠顯著提升EET速率，從而獲得高的產(chǎn)電和污染物降解性能?；诖耍疚慕榻B了影響陽極材料性能的因素，選取了應(yīng)用最為廣泛的碳基納米纖維、導(dǎo)電聚合物基納米纖維和其他納米纖維進(jìn)行介紹，綜述了近年來納米纖維基陽極材料在MFC中的應(yīng)用進(jìn)展，并展望了未來陽極材料以及MFC技術(shù)的發(fā)展方向，以期為實(shí)現(xiàn)MFC的實(shí)際應(yīng)用提供理論指導(dǎo)。摘要：微生物燃料電池（MFC）是一種非常有前途的環(huán)境友好型電化學(xué)裝置，可以利用電活性微生物從廢水中提取能源，并降解廢水中的有機(jī)物，是目前解決環(huán)境與能源危機(jī)的重要技術(shù)。然而，相對(duì)較低的產(chǎn)電效率限制了其大規(guī)模應(yīng)用，主要體現(xiàn)在陽極緩慢的胞外電子傳遞速率和較少的產(chǎn)電微生物附著量。納米纖維具有高的比表面積、良好的電化學(xué)性能和電導(dǎo)率，是改善陽極的重要材料。該文介紹了影響陽極材料性能的因素，系統(tǒng)總結(jié)了近年來國(guó)內(nèi)外納米纖維基陽極材料的種類與制備方法，針對(duì)納米纖維基陽極材料在MFC領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀，重點(diǎn)闡述了各種納米纖維材料的優(yōu)缺點(diǎn)。最后，對(duì)納米纖維基電極材料以及MFC技術(shù)的發(fā)展方向進(jìn)行了展望。結(jié)束語與展望MFC是一種環(huán)境友好型技術(shù)，它可以從廢水中提取能源，并用于污水處理廠的其他設(shè)施，減少了外部電能輸入，是非常高效的清潔能源設(shè)施。另外，可以利用MFC產(chǎn)氫和甲烷，可減少化石燃料的使用。盡管微生物燃料電池陽極會(huì)產(chǎn)生二氧化碳，但這些產(chǎn)量與產(chǎn)生的能源相比可忽略。從藻類MFC角度而言，使用光合微生物的MFC將能夠在葡萄糖等單糖中固定足夠數(shù)量的CO2。因此，發(fā)展MFC技術(shù)將助力中國(guó)不斷接近“碳達(dá)峰、碳中和”的目標(biāo)。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，MFC在廢水處理方面的研究已取得長(zhǎng)足進(jìn)展。然而，由于產(chǎn)電微生物與陽極表面之間緩慢的EET，又限制了其大規(guī)模應(yīng)用。陽極材料和結(jié)構(gòu)直接影響陽極產(chǎn)電微生物的附著量和EET，因此，選擇合適的陽極材料對(duì)提高M(jìn)FC的產(chǎn)電性能和穩(wěn)定性至關(guān)重要。目前，已有研究人員利用碳基納米纖維、導(dǎo)電聚合物基納米纖維和其他納米纖維基電極全面提高了MFC的產(chǎn)電性能。但隨著對(duì)納米纖維材料的研究，他們發(fā)現(xiàn)其仍然存在諸多不足，如制備過程復(fù)雜、電極穩(wěn)定性較差、成本高等弊端?；诖?，為進(jìn)一步推進(jìn)MFC在各領(lǐng)域的發(fā)展，可從以下幾方面開展深入研究：（1）開發(fā)新型陽極材料。目前，研究中高效的納米纖維基陽極制備步驟繁瑣、成本高昂，不適宜MFC的批量生產(chǎn)與使用，因此，開發(fā)新型廉價(jià)、具有強(qiáng)電子傳輸能力的陽極材料以提高產(chǎn)電微生物附著量，最大限度提升電子的傳遞速率，以及提高M(jìn)FC的產(chǎn)電性能和穩(wěn)定性是長(zhǎng)期的研究方向。（2）深化電子傳遞機(jī)制方面的研究。目前，MFC研究的很多機(jī)理尚不明確，包括產(chǎn)電微生物與非產(chǎn)電微生物之間如何聯(lián)系，它們之間是否具有協(xié)同或拮抗效應(yīng)、產(chǎn)電微生物在各種耦合系統(tǒng)中的電子傳遞機(jī)制、對(duì)于廢水中各類污染物的協(xié)同降解機(jī)制等。只有徹底解決機(jī)理方面的困惑，才能更好地為MFC的優(yōu)化調(diào)控提供理論支撐。（3）開發(fā)更有效的耦合系統(tǒng)并優(yōu)化運(yùn)行參數(shù)。MFC技術(shù)與其他處理技術(shù)進(jìn)行耦合，能夠使MFC工藝更加有效和高效。目前，已有的耦合技術(shù)有微生物電解池、人工濕地、厭氧/好氧生物接觸氧化工藝、超級(jí)電容器、光催化等，應(yīng)進(jìn)一步提高耦合系統(tǒng)中MFC與相關(guān)技術(shù)中電能的轉(zhuǎn)化、利用效率以及優(yōu)化MFC處理實(shí)際廢水的操作參數(shù)，以達(dá)到商業(yè)化應(yīng)用。（4）防止質(zhì)子交換膜污染。質(zhì)子交換膜生物污染會(huì)引起性能的惡化，因此，需要采用適當(dāng)?shù)姆椒▉矸乐官|(zhì)子交換膜的生物污染。（5）結(jié)合其他處理方向。目前，MFC的應(yīng)用主要集中在廢水處理方面，為拓展MFC在其他領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用，MFC也可與固體廢物、空氣污染物的處理相結(jié)合，助力“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)。（6）與新興污染物結(jié)合。目前，MFC處理的污染物大多是具有最佳濃度的模型污染物，并且仍然存在對(duì)高濃度的抗生素污染物無法有效處理的弊端[75]。另外，去除水中的新型污染物——微塑料、納米塑料是一個(gè)熱門研究方向，以往對(duì)微塑料和納米塑料的處理工藝主要集中在過濾、混凝、膜生物反應(yīng)器和光催化等，沒有觀察到MFC去除微塑料、納米塑料的性能[76]。而從生物工程