饮用水中细菌超标,会导致人体产生各种疾病,对人体造成极大的危害,因此,灭菌是饮用水处理过程中必不可少的环节。部分自来水厂深度处理能力不足、供水管道过长等问题可能导致灭菌的生长和繁殖,因此有些家庭选择使用净水设备来再次处理自来水,以达到杀灭所有细菌的目的。目前家庭常用的纯净水设备一般包括三个常用的水处理装置,分别是一个PP棉过滤装置和两个活性炭吸附装置,更高级的处理则包括软化装置、反渗透装置、纳滤膜装置等。常用的活性炭吸附装置不具有杀菌功能,且使用寿命短,需要定期更换,否则容易在其上滋生细菌,导致出水恶化,细菌超标。另外,我国部分农村地区居民未经处理直接饮用地下水,水中的细菌可能会导致各种疾病。如何提升吸附材料的使用寿命,延长更换周期,提高水质净化效果,是目前亟待解决的问题之一。纳米Ag和纳米Ti O2颗粒可以破坏细菌的蛋白质和细胞结构,因此具有较好的灭菌性能,目前在环保领域已经有所应用。本研究考虑以纳米Ag和纳米Ti O2颗粒为灭菌主体,以廉价易得的生物炭为灭菌材料的载体,制备一种价格便宜、灭菌性能强、制作过程简单、使用时间长的纳米复合材料,并探究其灭菌效果和灭菌机理。本研究以玉米芯和小龙虾壳作为原材料,分别制备了300℃和450℃温度下热解的玉米芯生物炭和小龙虾壳生物炭,对其进行产率分析,并利用SEM、BET等表征方法对不同生物炭材料进行表征,从四种生物炭材料中选择了比表面积最大、硬度最佳的450℃小龙虾壳生物炭作为负载纳米颗粒的载体。然后以钛酸四丁酯为Ti O2的前驱物,通过溶胶-凝胶法将纳米Ti O2颗粒负载在小龙虾壳生物炭上;以硝酸银为银的前驱物,将纳米Ag颗粒负载在小龙虾壳生物炭上,并设计同时负载、顺序负载和多次负载的方法,制备了Ti O2-生物炭（Ti-CFS）、同时负载Ag-Ti O2-生物炭（T-Ag-Ti-CFS）、顺序多次负载Ag-Ti O2-生物炭（S-Ag-Ti-CFS-1～5,共5种）等生物炭纳米复合材料。通过元素分析、扫描电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、紫外分光光度计（UV-VIS）等方法对不同生物炭纳米复合材料进行分析和表征,探究不同生物炭纳米复合材料的负载效果和灭菌效果,并分析其灭菌机理。通过实验研究可知:小龙虾壳生物炭比玉米芯生物炭的比表面积更大,其表面有更多适合纳米颗粒负载的微孔。顺序负载纳米Ag和纳米Ti O2的负载法要好于同时负载法,在单次负载中,顺序负载法负载的纳米Ag颗粒含量比同时负载法高13.75%。多次负载过程中,纳米Ag颗粒的含量先增加后减少,第三次负载后负载量最大,在20 mg生物炭上负载了2.03 mg,负载率达到10.15%;纳米Ti O2颗粒的负载量持续增加,增速不断减缓,在第五次负载后负载量最大,为2.72 mg,负载率达到13.60%。纳米Ag颗粒负载稳定度不如纳米Ti O2颗粒,原因是在超声过程和多次负载过程中出现纳米Ag颗粒脱落现象。多种纳米材料的灭菌效果排序为,顺序负载Ag-Ti O2-生物炭（S-Ag-Ti-CFS-1～5）>同时负载Ag-Ti O2-生物炭（T-Ag-Ti-CFS）>Ti O2-生物炭（Ti-CFS）>小龙虾壳生物炭（CFS）（无灭菌作用）。在连续流实验中,顺序负载一次的Ag-Ti O2-生物炭（S-Ag-Ti-CFS-1）对一定浓度的菌液（10~5 CFU/m L）灭菌率达到99%以上。纳米Ag颗粒本身和其释放的银离子均对大肠杆菌有很强的杀灭作用,通过破坏大肠杆菌的细胞结构将其杀灭。纳米Ti O2颗粒在光照下可以产生具有极强氧化性的自由基团,对细菌有杀灭作用,顺序负载Ag-Ti O2-生物炭纳米材料的吸光度最高。对于所有的生物炭材料,顺序负载三次的Ag-Ti O2-生物炭（S-Ag-Ti-CFS-3）纳米复合材料具有最强的灭菌能力和重复使用能力。