介紹
半導體大多是n型半導體材料（當前以為TiO2使用最廣泛）都具有區别于金屬或絕緣物質的特别的能帶結構，即在價帶(ValenceBand,VB)和導帶(ConductionBand,CB)之間存在一個禁帶(ForbiddenBand,BandGap)。
由于半導體的光吸收阈值與帶隙具有式K=1240/Eg(eV)的關系，因此常用的寬帶隙半導體的吸收波長阈值大都在紫外區域。當光子能量高于半導體吸收阈值的光照射半導體時，半導體的價帶電子發生帶間躍遷,即從價帶躍遷到導帶，從而産生光生電子(e-)和空穴(h+)。此時吸附在納米顆粒表面的溶解氧俘獲電子形成超氧負離子，而空穴将吸附在催化劑表面的氫氧根離子和水氧化成氫氧自由基。而超氧負離子和氫氧自由基具有很強的氧化性，能将絕大多數的有機物氧化至最終産物CO2和H2O，甚至對一些無機物也能徹底分解。
應用技術
光催化淨化是基于光催化劑在紫外線照射下具有的氧化還原能力而淨化污染物。利用光催化淨化技術去除空氣中的有機污染物具有以下特點：
1、直接用空氣中的氧氣做氧化劑，反應條件溫和（常溫、常壓）；
2、可以将有機污染物分解為二氧化碳和水等無機小分子，淨化效果徹底；
3、半導體光催化劑化學性質穩定，氧化還原性強，成本低，不存在吸附飽和現象，使用壽命長。
光催化淨化技術具有室溫深度氧，二次污染小，運行成本低和可望利用太陽光為反應光源等優點，所以光催化特别合适室内揮發有機物的淨化，在深度淨化方面顯示出了巨大的應用潛力。
常見的光催化劑多為金屬氧化物和硫化物，如Tio2、ZnO、CdS、WO3等，其中Tio2的綜合性能最好，應用最廣。自1972年Fujishima和Honda發現在受輻照的Tio2上可以持續發生水的氧化還原反應，并産生H2以來，人們對這一催化反應過程進行了大量研究。結果表明，Tio2具有良好的抗光腐蝕性和催化活性，而且性能穩定，價廉易得，無毒無害，是目前公認的最佳光催化劑。該項技術不僅在廢水淨化處理方面具有巨大潛力，在空氣淨化方面同樣具有廣闊的應用前景。
