近年来,室内环境污染和致病菌耐药性问题日益突出,人们迫切希望能找到一种高效、节能、无耐药性反应的室内环境净化技术。纳米二氧化钛（TiO₂）作为一种半导体材料，它生物相容性好、制作成本低，当结合适当的光源作为动力源后，能发生光催化反应从而获得良好的灭菌能力，因而拥有广阔的应用前景，基于光催化反应的灭菌技术也越来越受到人们的关注。本文根据光催化降解有机物原理，研究并验证了纳米TiO₂与405nm LED光源结合作为一项灭菌技术的可行性。由于纳米TiO₂进行光催化反应所需要的光波波长要小于385nm，而紫外光源不适合室内环境，并且成本和功耗不适合长时间工作。本次研究对材料采用了掺杂氮元素（N-TiO₂）和碳量子点标记（CQDs-TiO₂）,这两种不同原理的处理方式，使得纳米TiO₂可以工作在可见光波段，即光吸收谱发生红移，在受到波长大于390nm的光波照射时就可以发生光催化反应。在定性的分析中，N-TiO₂和CQDs-TiO₂均表现出了可见光区域的光催化性能，这也证明了理论上的正确性。在定量灭菌实验中，金色葡萄球菌由于其强致命性和高耐药性反应被我们选为杀灭对象。对N-TiO₂采用了悬浮式反应器，主要考察了材料浓度、掺N处理对金色葡萄球菌杀菌效果的影响；对CQDs-TiO₂则采用了固定膜反应器，主要考察了CQDs标记量对于灭菌效果的影响。测试得到如下实验结果：在功耗7W，中心波长为405nm LED的辐射下，N-TiO₂材料在浓度5g/l的条件下获得了最大57%的灭菌能力，是TiO₂材料的最大灭菌能力的4倍；经过8h处理的CQDs-TiO₂获得了最大30%的灭菌能力，是TiO₂材料的2倍。这两次实验结果表明无论是通过氮元素掺杂的方式还是利用CQDs上转换效应，都能使得TiO₂工作在可见光波段。 LED作为一种低能耗，长工作寿命，无危害的光源可以有效胜任光催化灭菌系统中的光源之职。由于两种手段可以同时作用于TiO₂，因而可以预见，未来纳米TiO₂的处理会结合上述两种方式以获得更好的光催化能力。