2）纳米材料光催化剂 ：当催化剂粒度在1nmrlOnm时，呈现纳米材料的表面效应和量子效应， 催化活性提

  高。纳米催化剂还具有可见光透过性好、光吸收能力强、耐热性好、耐腐蚀和无毒等优点。ZnO作为一种

  带宽度较小，与太阳光谱中的近紫外光段有较好的匹配性，可以很好地利用自然光源，但易发生光腐蚀，

  使用寿命有限。TiO，具有催化能力强、化学稳定性高、无毒、价格低等优点，是目前研究和应用最广泛的 光催化剂。为提高金属氧化物或硫化物光催化剂的催化性能，可对其进行修饰改性。

  1）表面修饰的光催化剂： 表面修饰的方式主要有沉积贵金属？、掺杂过渡金属离子 与半导体的复合等。Et

  等。以此为契机，光触媒应用于抗菌、防污、空气净化等领域的相关研究飞速增加，从1971年

  至2000年6月 总共有10,717件光触媒的相关专利提出申请。二氧化钛TiO2光触媒的广泛应

  催化剂是加速化学反应的化学物质，其本身并不参加反应。典型的天然光催化剂就是我们常见的叶绿 素，在植物的光合作用中促进空气中的二氧化碳和水合成为氧气和碳水化合物。

  本国立先进工业科学技术研究院的科学家发现，固态合成的钢钽氧化物半导体用镍掺杂后制成的In1-x一

  NixTa0« x为0〜0.2）催化剂 禁带宽度为1.23eV，可吸收可见光，明显加快水的分解。用N掺杂的TiO光 催化剂TiO2-x一Nx对于可见光下亚甲基蓝和乙醛的光催化降解具备极高的活性，掺杂的N在TiO，中的取代

  早在1839年，Becquere就发现了光电现象，然而未能对其进行理论解释。 直到1955年，Brattain和Gareet才对光电现象进行了合理的解释，标志着光电化学的诞生。1972年，日本东京大学Fu jishmi a和H

  onda研究发现[3],利用二氧化钛单晶进行光催化反应可使水分解成氢和氧。这一开创性的工作标志着光 电现象应用于光催化分解水制氢研究的全面启动。在过去30年里，人们在光催化材料开发与应用方面的研

  右的波长。光催化活性高（吸收紫外光性能来自；能隙大，光生电子的还原性和和空穴的氧化性强）。因

  此其大范围的应用于水纯化，废水净化处理，有毒污水控制，空气净化，杀菌消毒等领域。

  常见的金属氧化物或硫化物光催化剂有TiO,、ZnO WQ FezQ、ZnS、CdS和PbS等。其中，CdS的禁

  有光催化材料的光响应范围窄，量子转换效率低，太阳能利用率低，依然是制约光催化材料应用的瓶颈。 寻找和制备高量子效率光催化材料是实现光能转换的先决条件，也是光催化材料研究者所要解决的首要

  半导体材料在紫外及可见光照射下，将光能转化为化学能，并促进有机物的合成与分解，这一过

  程称为光催化。当光能等于或超过半导体材料的带隙能量时，电子从价带(VB)激发到导带(CB)形成光

  光触媒是一种纳米级的金属氧化物材料，它涂布于基材表面，在光线的作用下，产生强烈催化降解功 能：能有效地降解空气中有毒有害化学气体；能有效杀灭多种细菌，并能将细菌或真菌释放岀的毒素分解及无 害化处理；同时还具备除臭、抗污等功能。光催化是在光的辐照下使催化剂周围的氧气和水转化成极具活 性的氧自由基，氧化力极强，几乎能分解所有对人体或环境有害的有机物质总的来说纳米光触媒技术是 一种纳米仿生技术，用于环境净化，自清洁材料，先进新能源，癌症医疗，高效率抗菌等多个前沿领域。

  生载流子(电子-空穴对)。在缺乏合适的电子或空穴捕获剂时，吸收的光能因为载流子复合而以热的形 式耗散。价带空穴是强氧化剂，而导带电子是强还原剂。大多数有机光降解是直接或间接利用了空穴 的强氧化能力。

  例如TiO2是一种半导体氧化物，化学稳定性高（耐酸碱和光化学腐蚀），无毒，廉价，原料来源丰

  富。TiO2在紫外光激发会产生电子—空穴对，锐钛型TiO2激发需要3.2 eV的能量，对应于380nm左

  重要的光催化剂，是少数能轻松实现量子尺寸效应的氧化物半导体材料之一。井立强等研究表明，ZnO超微

  内提取大量的氢气，所以利用于新能源的开发终究没办法实现，因此在轰动一时后迅速降温。

  1992年第一次二氧化钛光触媒国际研讨会在加拿大举行，日本的研究机构发表许多关于光触

  媒的新观念，并提出应用于氮氧化物净化的研究成果。因此二氧化钛相关的专利数目亦最多，

  其它触媒关连技术则涵盖触媒调配的制程、触媒构造、触媒担体、触媒固定法、触媒性能测试

  光触媒，是一个外来词，起源于日本，由于日本文字写成“光触媒”，所以中国人就直接把她命名为“光 触媒”。其实日文“光触媒”翻译成中文应该叫“光催化剂”翻译成英文叫“photo catalyst”。 光触

  媒于1967年被当时还是东京大学研究生的藤岛昭教授发现。在一次试验中对放入水中的氧化钛

  单结晶进行了光线照射， 结果发现水被分解成了氧和氢。这一效果作为“本多•藤岛效果 ”

  (Honda-Fujishima Effect)而闻名于世，该名称组合了藤岛教授和当时他的指导教师一东京

  这种现象相当于将光能转变为化学能，以当时正值石油危机的背景，世人对寻找新能源的期

  待甚为殷切，因此这一技术作为从水中提取氢的划时代方法受到了瞩目，但由于很难在短时间

  以二氧化钛为例，揭示了其晶体结构、表面羟基自由基以及氧缺陷对量子效率的影响机制；采用元素

  掺杂、复合半导体以及光敏化等手段拓展其光催化活性至可见光响应范围；通过在其表面沉积贵金属纳米

  颗粒能大大的提升电子-空穴对的分离效率，提高其光催化活性。尽管人们对光催化现象的认知与应用取得了 长足的进步，然而受认知手段与认知水平的限制，目前对光催化作用机理的研究成果仍不足以指导光催化 技术的大规模工业化应用，亟待大力开展光催化基础原理研究工作以促进这一领域的发展。另一方面，现