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环境中一些微生物尤其是致病菌的传播通常会引起一系列传染病的流行,严重威胁着人类的生命健康。因此,研发能抑制细菌的生长与繁殖的抗菌材料迫在眉睫。纳米氧化锌（ZnO）作为一种成本低廉、生产工艺简单及毒性较低的光催化材料,在抗菌领域具有广阔的应用前景。但是,纳米ZnO存在着光响应范围窄、光生载流子复合率高、光腐蚀和难以分离回收等缺点,大大制约了其广泛应用。本论文对纳米ZnO进行掺杂、复合改性,研究了离子掺杂对纳米ZnO结构、形貌以及光学性能的影响,同时制备出可磁性回收的纳米ZnO复合材料,并研究了所制备的可见光催化材料对大肠杆菌的杀菌性能。具体内容如下:（1）通过溶胶-凝胶法制备了不同金属离子(Li+、Mg2+、Al3+和Ti4+)掺杂的纳米ZnO,并系统研究了不同金属离子掺杂对纳米ZnO结构、形貌、光学性能以及光催化杀菌性能的影响。XRD和TEM测试表明,锂掺杂可以促进纳米ZnO的结晶和晶体生长,而铝掺杂和钛掺杂则起到抑制作用。掺杂纳米ZnO及纳米ZnO的BET比表面积大小排序为:Ti掺杂纳米ZnO>Al掺杂纳米ZnO>Mg掺杂纳米ZnO>纳米ZnO>Li掺杂纳米ZnO,与粒径大小的排序相反。在制备的样品中,Al掺杂纳米ZnO具有最优异的可见光催化杀菌性能,在Xe灯（λ>400 nm,光强度200 mW/cm2）照射下,25 mg的Al掺杂纳米ZnO在4 h内能使7-log大肠杆菌细胞完全失活。其光催化杀菌促进机理为:1)Al掺杂纳米ZnO的光吸收截止波长较长（433.3 nm）,禁带宽度较小（2.86 eV）,可以有效地利用可见光;2)Al掺杂纳米ZnO具有较多的氧空位,可以吸附更多氧,在光催化过程中形成更多的活性氧物质;3)Al掺杂纳米ZnO的表面存在较多的缺陷位点,可以作为电子或空穴的捕获肼,有利于光生电子与空穴的分离。此外,在Xe灯光照4 h后,纳米ZnO释放出的Zn2+浓度达到了5.23 mg/L,而Al掺杂纳米ZnO所释放的Zn2+浓度仅为0.76 mg/L,表明Al掺杂还能有效地抑制ZnO的光腐蚀。（2）采用两步沉淀法制备了Fe@Al-ZnO磁性纳米复合材料,通过XRD、SEM、XPS和VSM测试手段分析了Fe@Al-ZnO复合物的物相结构、形貌、组成元素、磁性等。结果表明,Fe@Al-ZnO的粒径在50 nm左右,其饱和磁化强度为35.2 emu/g,易于磁性分离回收。在Xe灯（λ>400 nm,光强度200 mW/cm2）照射下,40 mg的Fe@Al-ZnO在5 h内能使7-log大肠杆菌细胞完全失活。光催化杀菌后Fe@Al-ZnO的XRD物相分析发现,Fe@Al-ZnO物相的衍射峰基本上没有变化,且出现了细菌矿化后产物(Zn0.71Al0.29（OH）2（CO3）0.145·xH2O)的新衍射峰。Fe@Al-ZnO在光催化杀菌实验后仍呈现出优异的铁磁性（32.0 emu/g）,表明Fe@Al-ZnO光催化剂的结构和磁性稳定性较好。（3）采用液相共沉淀法制备了Fe@ZnO0.6S0.4磁性纳米复合材料,通过XRD、TEM、SEM、XPS和VSM测试手段分析了Fe@ZnO0.6S0.4复合物的物相结构、形貌、组成元素、磁性等。结果表明,Fe@ZnO0.6S0.4的粒径较小,约为10-20 nm,其饱和磁化强度为5.8 emu/g。UV-Vis DRS测试表明Fe@ZnO0.6S0.4的光吸收截止波长延伸至550 nm,禁带宽度约为2.25 eV,可以有效地利用可见光。在白色LED可见光（光强度15 mW/cm2）照射下,30 mg的Fe@ZnO0.6S0.4在5 h能使约7-log大肠杆菌细胞失活,其光催化杀菌性能远远优于Fe@ZnO和Fe@ZnS。此外,Fe@ZnO0.6S0.4光催化剂具有良好的稳定性和重复使用性,经过五次光催化杀菌循环实验后,其光催化效率几乎没有降低。在LED可见光照射5 h后,Fe@ZnO0.6S0.4中未检测到铁离子(Fe2+/Fe3+)释放,释放出的Zn2+浓度为1.16 mg/L,远低于纳米ZnO的Zn2+释放。杀菌机理分析表明在光催化过程中产生的活性氧物种是使细菌失活的主要因素,而不是释放出的金属离子的杀菌作用。