水资源和水环境的卫生安全是关系到人类健康和生活的重要问题,也是全球面临的重大挑战。饮用水污染是导致欠发达国家人口死亡的最主要原因之一。水污染主要来自于农药、工业废水和生活污水中的有机/无机污物以及微生物污染,如致病细菌。传统水体杀菌技术主要包括加热煮沸、多层过滤、紫外辐照以及应用杀菌剂等。这些方法分别存在着耗能高、成本高、杀菌不彻底、消毒副产物有致癌风险等缺点。因此,开发绿色安全、高效节能的杀菌新技术用于水处理具有重要意义和应用前景。普鲁士蓝纳米材料已被证实具有优异的生物相容性、强吸光特性和光热转化性能,且成本低廉、化学稳定性高、水溶性好。利用波长在近红外光区的激光为辐照光源,普鲁士蓝纳米材料显示出光热抗肿瘤和杀菌的潜力。相比于近红外激光光源,以太阳光为辐照光源不论是从节能角度还是实际应用可行性来说,都具有更大的优势,但要求所使用的光热材料具有宽波段甚至是全谱强吸光性质。自2018年首篇文献报道以来,以太阳光辐照进行光热杀菌的结果仍寥寥无几,而太阳光照射下普鲁士蓝纳米粒子的光热杀菌尚为空白。本论文围绕高光热性能的普鲁士蓝基纳米粒子的构筑,以及太阳光辐照下对水中细菌的光热杀伤性能展开研究,主要的研究内容如下:首先采用水热法制备了具有中空结构的普鲁士蓝纳米笼（PBNs）,研究了其在太阳光全光谱波段的光吸收特性及其光热转换性能和光热稳定性。在此基础上,分别选取大肠杆菌和水中混合总菌为研究对象,研究了PBNs的光热杀菌性能。实验结果表明,PBNs具有良好的单分散性和稳定性,且具有比常规普鲁士蓝纳米粒子更好的宽波段光吸收特性、光热转换性能和光热稳定性。在近红外光照射下,低浓度的PBNs即可在短时间内对大肠杆菌和水中混合总菌实现有效杀伤。在温和的太阳光光照下（0.1 W/cm²）,PBNs同样可在短时间内实现高效杀菌。通过对大肠杆菌杀伤前后的形貌对比,探讨了PBNs光热杀菌机理。为了进一步提高普鲁士蓝纳米笼材料的光热性能,制备了具有更高光热转换能力的Mn²⁺掺杂普鲁士蓝纳米笼（HMn PB）,并研究了不同Mn²⁺掺杂量对所得粒子光吸收和光热转换性能的影响,进而优化了掺杂量。实验结果表明,HMn PB具有高生物相容性和水中分散性,在近红外区光吸收明显增强,同时光热转换效率相比于未掺杂的普鲁士蓝纳米笼显著提高,从而可以以更低的样品浓度获得与未掺杂样品相似的杀菌效果。利用HMn PB在近红外光或太阳光下产生的热效应,实现了对大肠杆菌和金黄葡萄球菌的有效杀伤。此外,还利用HMn PB内部中空结构进行药物负载,使光热治疗和化疗协同作用,获得了高性能抗癌效果。为了实现普鲁士蓝光热材料的可回收和可重复利用性,将磁性Fe₃O₄纳米球作为内核包覆于普鲁士蓝笼壳内部,获得核壳结构Fe₃O₄@PB纳米粒子。实验结果表明,Fe₃O₄@PB具有很好的水中分散性、强磁性以及200?1200 nm光谱范围内强吸收特性。在近红外光照射下,Fe₃O₄@PB可实现对大肠杆菌和水中混合总菌的有效杀伤,同时研究了Fe₃O₄@PB浓度和光照时间对杀菌效果的影响。太阳光照射下,Fe₃O₄@PB同样表现出优异的杀菌效果。重要的是,经过四次循环光热杀菌实验后的Fe₃O₄@PB依然对大肠杆菌和金黄葡萄球菌达到98%以上的杀菌率。该工作可为推进可重复使用的光热杀菌材料的实际应用提供重要支持。