本发明公开了一种能持久微量释放金属离子的抗菌涂层及其制备方法，包括钛基材，钛基材表面通过组合工艺合成具有2种抗菌源的复合抗菌涂层，所述复合抗菌涂层为叶状网络结构的纳米涂层，所述2种抗菌源分别为金属钛酸盐、纳米金属氧化物，当所述复合抗菌涂层的表面接触细菌时，所述复合抗菌涂层快速释放金属离子进行杀菌；当所述复合抗菌涂层浸入液体时，所述复合抗菌涂层持久定量释放金属离子进行杀菌，包括如下制备步骤：S1：表面预处理；S2：结晶出TiO2氧化膜；S3：水热法处理；S4：锌‑钠离子交换；S5：纳米氧化锌的制备；S6：纳米氧化锌的掺入。本发明克服了现有的抗菌涂层无法杀灭钛基水杯等生活器具中液体细菌的缺陷。