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光催化的原理是利用光来激发二氧化钛等化合物半导体，利用它们产生的电子和空穴来参加氧化—还原反应。 当能量大于或等于能隙的光照射到半导体纳米粒子上时，其价带中的电子将被激发跃迁到导带，在价带上留下相对稳定的空穴，从而形成电子—空穴对。由于纳米材料中存在大量的缺陷和悬键，这些缺陷和悬键能俘获电子或空穴并阻止电子和空穴的重新复合。这些被俘获的电子和空穴分别扩散到微粒的表面，从而产生了强烈的氧化还原势。光催化原理是基于光催化剂在光照的条件下具有的氧化还原能力，从而可以达到净化污染物、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。因此光催化技术作为一种高效、安全的环境友好型环境净化技术，对室内空气质量的改善已得到国际学术界的认可。扩展资料：光催化优点操作简单、能耗低、无二次污染、效率高。1、直接用空气中的氧气做氧化剂，反应条件温和（常温 常压） 。2、可以将有机污染物分解为二氧化碳和水等无机小分子，净化效果彻底。3、半导体光催化剂化学性质稳定，氧化还原性强，成本低，不存在吸附饱和现象，使用寿命长。光催化净化技术具有室温深度氧，二次污染小，运行成本低和可望利用太阳光为反应光源等优点，所以光催化特别合适室内挥发有机物的净化，在深度净化方面显示出了巨大的应用潜力。 常见的光催化剂多为金属氧化物和硫化物，其中二氧化钛的综合性能最好，应用最广。自1972年Fujishima和Honda发现在受辐照的二氧化钛上可以持续发生水的氧化还原反应，并产生氢气以来，人们对这一催化反应过程进行了大量研究。结果表明，二氧化钛具有良好的抗光腐蚀性和催化活性，而且性能稳定，价廉易得，无毒无害，是目前公认的最佳光催化剂。该项技术不仅在废水净化处理方面具有巨大潜力，在空气净化方面同样具有广阔的应用前景。参考资料来源：百度百科——光催化原理 
光催化的原理是光催化剂在光照的条件下具有的氧化还原能力，从而可以达到净化污染物、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。半导体光催化关键步骤是：催化剂的光激发，光生电子和空穴的迁移和俘获，光生电子和空穴与吸附之间表面电荷迁移以及电子和空穴的体内或表面复合 。光催化反应的量子效率低是其难以实用化最为关键的因素。光催化反应的量 子效率取决于电子和空穴的复合几率， 而电子和空穴的复合过程则主要取决于两个因素：电子和空穴在催化剂表面的俘获过程；表面电荷的迁移过程。扩展资料相应于热化学，光催化有机合成反应的特点如下：1）光是一种非常特殊的生态学上清洁的“试剂”；2）光化学反应条件一般比热化学要温和；3）光化学反应能提供安全的工业生产环境，因为反应基本上在室温或低于室温下进行；4）有机化合物在进行光化学反应时，不需要进行基团保护；5）在常规合成中，可通过插入一步光化学反应大大缩短合成路线。 因此，光化学在合成化学中，特别是在天然产物、医药、香料等精细有机合成中具有特别重要的意义。
活性TiO2具有有良好的光催化性质。随着世界工业化发展，水污染日益严重。利用光催化技术处理与降解污染物已经成为了环境领域的研究热点。利用纳米TiO2具有有良好的光催化性质，在光照条件下，它能够把水中包含的有机污染物完全的降解成为水或者二氧化碳。TiO2光催化是利用半导体催化原理，在光照条件下，吸收一个等于或者大于它的带隙能量的光子，能够激发一个价带电子从它的价带跃迁至导带。带有负电荷的电子和带有正电荷的空穴能够与水以及水中的溶解氧 (O2) 发生反应生成氢氧自由基，它们被统称为含氧自由基，将其中难以降解的有机物彻底催化氧化为二氧化碳和水。
