近年来，环境问题日趋严峻，例如细菌和病毒的传播，空气污染以及水污染等，对人类的生活健康造成了很大影响，因此对于环境领域和人类健康的应用研究也成为重点。利用纳米半导体材料的光催化杀菌作用，可以很好的消除和降解有毒化学物质。宽禁带半导体金属氧化物，例如TiO₂和ZnO，在紫外光下，通过光催化作用，可以降解各种有机污染物，进而应用到杀菌领域。然而，光生电子-空穴对的复合阻碍了这些半导体材料的应用。因此，抑制半导体材料中的光生电子-空穴对的复合对于提高其光催化杀菌作用非常重要。本论文中，我们利用过渡金属掺杂半导体材料制备了Fe³⁺-TiO₂，来提高半导体材料的光催化杀菌性能。而在这些改性的纳米结构中，基于半导体异质结构纳米催化剂的杀菌效果最好，这是由于它们具有极好的光催化性能，因此本论文选择TiO₂-ZnO异质结构作为目标材料，并利用溶胶-凝胶法，通过Fe³⁺掺杂制备出Fe³⁺-TiO₂/ZnO异质结纳米催化剂，并在不同条件下进行杀菌测试。同时我们通过XRD，AFM，SEM及XPS技术对薄膜进行了表征分析，得出ZnO薄膜经过300oC到600oC之间的热处理后，薄膜的形貌和晶体结构都非常均一，排列较紧密，膜面比较平整，没有发生龟裂现象。Fe³⁺-TiO₂薄膜在同样温度热处理后，得出薄膜表面比较致密，较为粗糙，并有大量晶粒，这样较大的比表面积有利于光催化反应对进行。此外，我们对薄膜进行了杀菌测试，单层Fe³⁺-TiO₂薄膜与Fe³⁺-TiO₂/ZnO薄膜相比，后者的抗菌性能更强。并在不同对条件下薄膜进行了杀菌测试，可见光和紫外光照射条件下对比，得出紫外光条件下Fe³⁺-TiO₂/ZnO薄膜具有更好的杀菌性能。施加电场后，使更多的光生空穴移到TiO₂薄膜的表面，这样更加有利于薄膜的光催化反应进而提高其杀菌特性。