工业的快速发展给人类社会带来了物质的丰富和生活的便利,同时也出现了许多不可避免的问题,其中工业有机废水的排放问题引起了人们的广泛关注。废水中存在的有机污染物会导致水环境质量恶化,同时引起细菌等微生物的大量繁殖,对人类的生存和健康形成危害。以光催化材料为代表的无机抗菌材料以其本身良好的生物安全性及经济、环保等优势脱颖而出,同时具有降解有机物和抑制微生物的双重功效,因此高效的光催化材料在未来发展中具有巨大的潜力与市场。本文通过溶胶凝胶法与水解沉淀法分别制备了TiO2@SiO2复合材料与N-TiO2材料,选用甲基橙（MO）与罗丹明B（Rh B）两种不同电性和结构的染料作为模拟污染物,TiO2@SiO2复合材料对阳离子染料Rh B有较好的光降解性能,经N掺杂后的TiO2对MO和Rh B均有优异的光降解性能,并且对大肠杆菌有较好的抗菌性能。通过SEM、XRD、XPS、UV-vis、PL光谱、EPR等检测对TiO2@SiO2复合材料与N-TiO2材料的微观形貌、晶型结构、化学组成、光响应性质与产生的ROS种类进行表征分析。TiO2@SiO2复合材料中的Ti-O-Si键,不仅可以降低电子-空穴的复合速率,还使得材料表面产生更多的吸附位点,对两种染料降解效果的差异即可归因于表面电性差异所影响的吸附作用。对于N-TiO2材料,根据TiOSO4的水解机理,设计在N的掺入过程中生成间隙型Ti-O-N-Ti键与取代型Ti-N-Ti键,增加光响应红移,同时造成TiO2产生晶格缺陷,形成氧空位,导致材料表面酸位增加,这些性质可促进ROS的产生,对材料的光催化活性起重要作用。光催化降解性能检测实验表明,TiO2@SiO2对MO的降解主要依靠材料产生的ROS扩散到溶液当中进行,在可见光下照射12 h降解率为38%,Rh B的降解过程受吸附与ROS的协同作用,发生脱乙基过程,在可见光下照射12 h降解率为86%。N-TiO2材料由于表面酸位影响,MO由偶氮结构转为醌式结构更容易被降解,在可见光条件下8 h降解率为98%,Rh B的生色团受到ROS的随机作用进行降解,在可见光下12 h降解率为99%。同时根据对降解中间产物的检测,推测染料分子的降解途径。光催化抗菌性能检测实验表明,N-TiO2材料有十分显著的抗菌性能,在可见光条件下N-TiO2材料对大肠杆菌的抗菌率可达到99.8%。通过对材料抗菌机理的研究,表明该材料可产生多种具有强氧化性的ROS作用于细菌内结构,导致细菌受损并死亡。同时ROS清除剂实验表明,材料产生的·OH是影响抗菌性能中的主要活性物质。