随着人类日渐增长的能源需求与能源日益短缺矛盾的加剧，新能 源尤其是太阳能的开发利用也显现出更重要的位置。光催化以 其反应条件温和、能直接利用太阳能转化为化学能的优势，备受科研人员的关注。

  光催化可将太阳能转变为化学能，例如光解水制氢，若能够大 规模应用，将有效缓解上述矛盾。此外，光催化还可通过太阳 能降解有机污染物、还原重金属离子、实现自清洁等，因而也是一种理想的环境污染治理技术。

  光催化原理是基于光催化剂在光照条件下具有的氧化还原能力， 从而能够达到净化污染物、物质合成和转化等目的。通常情况下， 光催化氧化反应以半导体为催化剂，以光为能量，将有机物降解为二氧化碳和水。

  基础原理：光催化本质是在催化剂下所进行的光化学反应，因而结合了光化学与催化化学。 其基本原理是当能量光子匹配时，电子受激跃迁，形成光生电子-空穴对，在光照下不断地 与吸附在催化剂表面的物质发生氧化还原反应，从而将光能转变为化学能（与水作用）或 达到污染物的降解（与有机物或重金属离子作用）。

  光催化反应产生活化能量达到120KJ/mol，具有极强的氧化 能量，足以打断有机物的C-H分子键，将有机污染物矿化成 二氧化碳和水；

  美国FDA：是食品、药品、化妆品等产品不需要认证的着色 添加剂； 中国国标：属于食品着色添加剂，自身无毒无害；

  光催化技术利用光能即可反应，无需其他物理或化学能；自身物理化学性能极其稳定，作为催化剂参与反应没有损耗；

  既可以直接分解物表及空气中的有机污染物； 又可通过分解有机物有效抑制细菌及病毒的分裂繁殖；

  目前利用太阳能制备绿色能源氢气的方式，有太阳能发电分 解水、太阳能高温集热分解水、重整生物质能、光生物法制氢，以及半导体 光催化制氢等。其中半导体光催化制氢由于成本相对低廉、较易实施且效率 高等特点，受到国内外科学家的高度关注，被称为“21世纪梦的技术”。

  工业废料处理：在处理例如石油工业中的烯烃、醇醛酮等，化工中的卤代物甲苯等有机类污 染物时，可以将TiO2纳米光催化剂加入到含卤塑料中，在焚烧处理这些垃圾的过程中TiO2结 晶析出，可以将产生的大量有害于人体健康的物质吸附并催化降解，大幅度的降低了对环境的破坏。

  抗菌除臭净化：一些光催化剂对许多细菌都有抑制和杀灭作用，例如3D花形氧化铜光催化 剂可以有效杀灭白色念珠菌。纳米TiO2氧化还原能力强，具有净化空气、除臭等功能，可制 成抗菌防霉内墙涂料。由纳米光催化剂研制的多种抗菌材料已大范围的应用于医院、建材等行业。

  传统光催化剂只能负载于无机物表面，负载粒子量中有效量比例极低，仅紫外线才能激发粒 子活性，导致可应用场景少；新型纳米级中空结构复合型光催化材料，可在有机物上附着， 并能实现全光谱反应，未来可用于座舱空间净化，打造自净化健康座舱。