光催化反應(yīng)原理：

根據(jù)以能帶為基礎(chǔ)的電子理論，半導(dǎo)體的基本能帶結(jié)構(gòu)是：存在一系列的滿帶，上面的滿帶稱為價(jià)帶（VB）；存在一系列的空帶，下面的空帶稱為導(dǎo)帶（CB）；價(jià)帶和導(dǎo)帶之間為禁帶。當(dāng)用能量等于或大于禁帶寬度的光照射下，半導(dǎo)體價(jià)帶上的電子可被激發(fā)躍遷到導(dǎo)帶，同時(shí)在價(jià)帶產(chǎn)生相應(yīng)的空穴，這樣就在半導(dǎo)體內(nèi)部生成電子-空穴對。銳鈦型TIO2的禁帶寬度為3.2eV,當(dāng)它7.吸收了波長小于或等于387.5nm的光子后，價(jià)帶中的電子就會被激發(fā)到導(dǎo)帶，形成帶負(fù)電的高活性電子，同時(shí)在價(jià)帶上產(chǎn)生帶正電的空穴。由于半導(dǎo)體能帶的不連續(xù)性，電子和空穴的壽命較長，在電場的作用下，電子與空穴發(fā)生分離，遷移到粒子表面的不同位置。它們能夠在電場作用下或通過擴(kuò)散的方式運(yùn)動(dòng)，與吸附在半導(dǎo)體催化劑粒子表面上的物質(zhì)發(fā)生氧化或還原反應(yīng)，或者被表面晶格缺陷捕獲，也可能直接復(fù)合。

空穴能夠同時(shí)吸附在催化劑粒子表面的OH-或H2O發(fā)生作用生成活性羥基。活性羥基是一種活性更高的氧物，能夠無選擇地氧化多種有機(jī)物并使之礦化，通常認(rèn)為是光催化反應(yīng)體系中的主要活性氧化物。光生電子也能夠與O2發(fā)生作用生成HO2.和O2.等活性氧類，這些活性氧自由基也能參與氧化還原反應(yīng)。

光催化的魅力

》除臭

》氧化分解

分解表面或接近表面的物質(zhì)。如有機(jī)物被分解為二氧化碳和水。

》超親水性

即與水浸潤現(xiàn)象。鍍有二氧化鈦的材料表面用光照射，水不會形成水滴，幾乎完全擴(kuò)展成均勻的膜，達(dá)到一種很好的自清潔功能。

》除去廢氣中的NOX

催化劑本身在反應(yīng)的前后不發(fā)生變化；

在光催化反應(yīng)中的二氧化鈦相當(dāng)于光合作用中的葉綠素；

光合作用是指太陽光作用于二氧化碳和水的反應(yīng)；

植物的葉綠素吸收太陽光，生成碳水化合物（糖類）和氧氣；

并且反應(yīng)前后葉綠素不發(fā)生任何變化。