环境污染是人类当前面临的主要问题之一,借助ZnO纳米材料的光电性能,探索其在环境的应用,对实现环境的可持续发展具有重要意义。ZnO纳米材料的光电性能与其自身结构密切相关,ZnO作为光催化剂本身存在一些缺点,例如光生电子空穴对（e--h+）复合率高、可见光利用效率低等,从而限制了ZnO光催化性能和抗菌活性的发挥。本文即是基于上述背景,采用离子掺杂改性的方法分别制备了Ce³⁺, Sm³⁺, Fe³⁺掺杂纳米ZnO,考察了样品的光催化性能和抗菌活性。利用X-射线衍射仪（XRD）、场发射扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、紫外-可见光谱（UV-vis）以及电化学工作站对所制备的掺杂ZnO样品进行性能测试和结构表征。研究了Ce³⁺, Sm³⁺, Fe³⁺掺杂对ZnO的晶体结构、形貌、光电流及其光催化性能和抗菌活性的影响。实验结果表明：Ce³⁺掺杂ZnO的形貌呈花状。对比Ce³⁺掺杂量分别为0%、0.4%、0.6%、0.8%和1%的样品可知,当Ce³⁺掺杂量为0.8%时,Ce³⁺掺杂ZnO的禁带宽度降低为3.06eV,其光催化性能最优,在可见光下照射240min测得样品对罗丹明B的光催化效率为76.1%,TOC去除效率为68.6%；在紫外光下照射100min测得样品的光催化效率为95.9%,TOC去除效率为83.4%。抗菌测试结果表明,当Ce³⁺的掺杂量大于0.6%时,Ce³⁺掺杂ZnO对白色念珠菌和黄曲霉的抑菌率均大于75%。Sm³⁺掺杂ZnO是由ZnO纳米棒组装而成的花簇状结构。对比Sm³⁺掺杂量分别为0%、0.5%、1%、5%和10%的样品可知,当Sm³⁺掺杂量为1%时,Sm³⁺掺杂ZnO的禁带宽度降低为3.05eV,其光催化性能和抗菌活性最优,在可见光下照射160min测得样品对罗丹明B的光催化效率为75.9%,TOC去除效率为66.3%；在紫外光下照射100min测得样品的光催化效率为98.7%,TOC去除效率为87.2%。抗菌测试结果表明,当Sm³⁺的掺杂量为1%时,Sm³⁺掺杂ZnO样品对白色念珠菌和黄曲霉的抑菌率分别为81%和77%。Fe³⁺掺杂ZnO的形貌为典型的海胆状。对比Fe³⁺掺杂量分别为0%、1%、3%、5%和7%的样品可知,当Fe³⁺掺杂量为5%时,Fe³⁺掺杂ZnO的禁带宽度降低为2.96eV,其光催化性能和抗菌活性最优,在可见光下照射160min测得样品对罗丹明B的光催化效率为88.3%,TOC去除效率为73.6%；在紫外光下照射100min测得样品的光催化效率为97.7%,TOC去除效率为84.6%。抗菌测试结果表明,当Fe³⁺的掺杂量为5%时,Fe³⁺掺杂ZnO样品对白色念珠菌和黄曲霉的抑菌率分别达到91%和84%。对比Ce³⁺, Sm³⁺, Fe³⁺掺杂ZnO的光催化和抗菌性能可知,Fe³⁺掺杂对ZnO的性能提升最大,这主要是因为Fe³⁺掺杂ZnO具有较高的光电流密度,Fe³⁺的离子半径较小,容易实现有效掺杂,Fe³⁺掺杂ZnO对可见光的利用效率最高。Fe³⁺掺杂纳米ZnO作为一种光催化型抗菌剂有望在自清洁涂层构筑、抗菌涂层等领域得到广泛的应用,在改善人类居住环境等方面将会做出巨大贡献。