近年来,由于水污染严重,环境中产生了越来越多的致病病原菌。由病原微生物引起的传染病已成为日益严重的健康问题之一,每年导致数百万的疾病和死亡。许多科学家探索有效的杀菌方法,包括氯化,臭氧化,紫外线照射和光催化等。其中光催化杀菌被认为是最具可持续性和成本效益的杀菌工艺之一。在众多的光催化剂中,TiO₂由于具有光催化动力强,廉价,原料来源广泛,性能稳定无污染的特点,在光催化领域有着较高的应用前景。但是TiO₂存在带隙较宽（3.0³.2eV）,电子空穴易复合,吸收光的范围较窄的缺点（≤387.5 nm）,这些严重制约着TiO₂在光催化方向上的应用。通过离子掺杂,贵金属沉积,半导体负载等手段对半导体材料进行改性,可以极大改善半导体材料的光催化性能。g-C₃N₄是一种新型非金属光催化材料,其具有禁带宽度窄（2.8 eV）,吸附能力强的特点,但是其又有比表面积小,电子-空穴对易复合的缺点。为提升g-C₃N₄的光催化性能,可以对其进行改性。通过与半导体的异质复合则能够较大的提升g-C₃N₄的光催化性能。本文中通过制备过渡金属离子掺杂的TiO₂、贵金属沉积的TiO₂、g-C₃N₄/Ni-TiO₂复合物和g-C₃N₄/Cu₂O的复合物,用来探究各种改性方法对材料光催化能力的影响。通过一系列的表征手段（如XRD,TEM,FESEM,UV–vis,FTIR等）探究其结构和性质,以大肠杆菌或禾谷镰刀菌为靶向目标进行评价材料的光催化性能,来探究影响光催化性能的因素。（1）采用简单的溶胶凝胶法制备出按照一定比例掺杂过渡金属离子(Fe³⁺,Co²⁺,Cu²⁺,Ni²⁺)TiO₂材料。离子掺杂后TiO₂材料经过一系列的表征（XRD,UV–vis,FESEM等）探究其结构和性质。以大肠杆菌为目标对其光催化性能进行评价,Co²⁺,Ni²⁺掺杂的抑菌效果效果明显强于Fe³⁺,Cu²⁺的掺杂效果,其中以Ni²⁺掺杂的Ni-TiO₂材料效果最好。后制备不同比例（0.25%,0.5%,1%,2%,5%）Ni²⁺掺杂的TiO₂材料,以大肠杆菌为目标进行光催化性能的评价,得出光催化性能并不随离子掺杂的增多而增强,以0.5%比例Ni²⁺掺杂的Ni-TiO₂光催化活性最好。（2）采用光沉积法,将Ag单质按照不同比例（0.5%,1%,2%,5%,10%）沉积到上述实验所选取的0.5%-Ni-TiO₂纳米球上,制备出Ni-TiO₂/Ag复合材料。通过TEM表征观察到,银单质为呈极小的颗粒负载到Ni-TiO₂纳米球表面;通过紫外吸收光谱发现随着银单质负载,Ni-TiO₂/Ag复合材料在紫外光区出现红移现象,并在可见光区的光吸收比Ni-TiO₂有着明显的增强,并且在当Ag含量达到10%时最明显;荧光光谱实验表明,Ni-TiO₂/Ag复合材料的光谱强度明显比Ni-TiO₂要弱;ESR分析结果证明,Ni-TiO₂/Ag复合材料在光辐照的过程中产生大量的超氧自由基和羟基自由基;以大肠杆菌和禾谷镰刀菌为目标进行光催化抑菌性能的评价表明,Ni-TiO₂/Ag的光催化性能要好于单纯的Ni-TiO₂,其中以Ni-TiO₂/Ag-5%的光催化抑菌性能最好。（3）采用水热法,将上述所得到的0.5%-Ni-TiO₂纳米球按照不同比例（5%,10%,15%,20%,40%）与g-C₃N₄相复合,制备出g-C₃N₄/Ni-TiO₂复合材料。通过FESEM可以看出Ni-TiO₂纳米球均匀的负载到g-C₃N₄纳米片上;通过紫外可见吸收光谱表明,随着Ni-TiO₂纳米球含量的增加,g-C₃N₄/Ni-TiO₂复合材料在可见光区的吸收也随之增加;通过荧光光谱表明,g-C₃N₄/Ni-TiO₂复合材料明显比单纯的g-C₃N₄材料光谱强度弱;以大肠杆菌为目标进行光催化性能的评价表明g-C₃N₄/Ni-TiO₂复合材料比单纯的g-C₃N₄和Ni-TiO₂的抑菌效果强。（4）采用直接沉淀法,将Cu₂O按照不同比例（5%,9%,20%,33%）负载到g-C₃N₄表面,制备出g-C₃N₄/Cu₂O复合材料。通过FESEM图像观察可知,Cu₂O纳米球均匀的分散到片状g-C₃N₄表面;UV–vis光谱表明,该种复合材料表现对可见光的吸收比单纯的g-C₃N₄更强;以光催化降解TC和大肠杆菌以及禾谷镰刀菌为目标,对复合材料的光催化性能进行评价,g-C₃N₄/Cu₂O复合材材料的光催化活性强于单纯的g-C₃N₄和Cu₂O;使用捕获剂进行探究光催化抑菌作用的可能机制,结果表明·O₂^-,·OH和h⁺在光催化抑菌过程中有着重要作用。