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有效利用雨水资源可缓解人类社会日益严重的水危机,然而传统的雨水处理技术如生物过滤等尽管可有效去除悬浮物、有机物和重金属等污染物,但并不能完全杀灭粪便微生物如大肠杆菌（E.coli）。光催化是一种经济高效、环境友好的水质消毒技术,与液氯消毒、臭氧消毒和电化学消毒等相比,在雨水消毒方面有特殊的优势。光催化水质消毒技术中,TiO2是目前应用最广的光催化材料,但在实际使用过程中分离与回收TiO2纳米颗粒并不容易,往往需要高速离心或者膜过滤等高能耗的工艺。另外,光照停止后,TiO2等常规光催化材料不会再继续产生电子和空穴,而其在光照过程中产生的活性氧如双氧水（H2O2）、羟基自由毖（·OH）和过氧自由基（·O2-）等寿命很短,光照停止后会迅速消失,所以光照停止之后TiO2等便不再具有杀菌的能力。因此,发展经济、安全的光催化雨水消毒技术,除需解决纳米光催化材料的分离问题,还需研发可在光照停止后持续杀灭微生物的新材料。本研究在第2章采用超声处理法将TiO2纳米颗粒固定于氧化石墨烯（GO）纳米片上,制备了可在水中高效分离的TiO2-GO复合物,并研究了该复合物在水中的分离性能以及在太阳光下杀灭雨水中E.col的能力和杀菌机理；在第3、4、5章利用可在光照下储存电子的钛酸盐纳米片（Titanium oxide nanosheets,TONs）钨酸盐纳米点（Tungsten oxide nanodots, TODs）,通过层层自组装法制备了具有暗活性的光催化薄膜,研究了它们在光照停止后杀灭雨水中E.coli的能力和杀菌机理,以期为发展经济、高效且具有持续杀菌能力的光催化雨水消毒技术提供技术支持和理论依据。研究结果表明：（1）TiO2-GO复合物在水中具有良好的沉降性能,可通过自由沉降从水中快速分禺。TiO2-GO（1.0 g/L）混合液在超纯水中经5h静置沉降,浊度可从5200 NTU降至30NTU以下,在模拟雨水中经8 h静置沉降可降至50 NTU以下,TiO2-GO可快速沉降的主要原因是TiO2与GO在静电引力作用下形成了粒径较大的颗粒物；（2） TiO2-GO复合物在太阳光下具有良好的光催化性能,90 min内可杀灭雨水中100%的E.coli,而且TiO2-GO具有良好的稳定性,循环使用过程中沉降性能和杀菌能力并未明显降低；（3）钨酸盐（Na2WO4）和二氧化钛（TiO2）可通过质子化、逐层剥离的方法转化为二维纳米材料TODs和TONs,它们可在光照下储存电子并在光照停止后将其缓慢释放；释放的电子可与O2反应生成H2O2和·O2-并杀灭水中的E.coli；电化学分析表明W6+/W5+和Ti4+/Ti3+的还原与氧化是TODs和TONs储存电子的主要原因；（4）TODs和TONs表面电荷为负,可通过层层自组装法固定于玻璃基底表面,形成透明的光催化薄膜,且由于TODs和TONS能够储存电子,经紫外光预处理的TODs和TONS薄膜具有一定的暗活性,可在光照停止后杀灭水中的E.coli,经过6 h的暗反应可分别杀灭雨水中约38%和40%的E.coli；（5）由于能带结构不同,将TONs与TODs复合可提高TODs储存电子的能力。同样条件下,TONs-TODs复合膜在60 min内储存的电子量(14.2±0.1×10-6C/cm2)大于TONs(7.8±0.3×10-6C/cm2)和TODs(2.7±0.1 × 10-6 C/cm2)单独储存的电子量的总和,因此具有更强的暗活性,可在同样条件下杀灭更多的E.coli。TiO2-GO复合物制备简单,在雨水中可高效分离且具有良好、稳定的杀菌能力,可有效解决TiO2纳米颗粒分离困难的问题；TODs、TONs光催化薄膜制备简单且能够产生一定的暗活性,光照停止后仍可杀灭E.coli。本研究的结果可为发展经济、高效且具有持续杀菌能力的光催化雨水消毒技术提供技术支持和理论依据。