原理介紹
光催化是藤島昭教授在1967年的一次試驗中，對放入水中的氧化鈦單晶進行紫外燈照射，結果發現水被分解成了氧和氫而發現的。通俗意義上講觸媒就是催化劑的意思，光觸媒顧名思義就是光催化劑。催化劑是加速化學反應的化學物質，其本身並不參與反應。光催化劑就是在光子的激發下能夠起到催化作用的化學物質的統稱。
光催化劑的種類其實很多，包括二氧化鈦(TiO2),氧化鋅(ZnO),氧化錫(SnO2),二氧化鋯(ZrO2)，硫化鎘(CdS)等多種氧化物硫化物半導體，另外還有部分銀鹽，卟啉一等也有催化效應，但他們基本都有一個缺點-----存在損耗，即反應前和反應後其本身會出現消耗，而且它們大部分對人體都有一定的毒性。所以，目前所知的最有套用價值的光催化材料，就是TiO2.
光催化原理如何解釋光催化這個反應呢，其實，從巨觀看，可以把它理解成光合作用的逆反應。
眾所周知，最初的地球環境不適合生物生存，後來光合細菌和植物開始用光合作用，用葉綠素作為催化劑，將無機物轉化為有機物，它們花了近30億年才結束了地球的惡劣環境，創造了地球生物發展的溫床。而我們的光催化反應則將這個反應反過來了，即催化劑在光的作用下，將有機物轉化成了無機物，這對補完自然界的物質循環過程具有巨大的意義。 （大氧化事件與真菌）
那么，光催化的微觀反應是什麼樣的呢？通俗的說，二氧化鈦粒子本身是很穩定的存在，但是它吸收了紫外光的能量以後，就開始變得“興奮”起來，把自己身上的電子到處亂扔，於是，它拋出的電子和自身空出的“電位”就變成了撕扯有機物大分子的“刀”， 而當能量減弱以後，二氧化鈦粒子就需要“歇會”了，它扔出去的電子也全部跑了回來，和空出的電位結合，於是，二氧化鈦粒子在不消耗自己的情況下，將有機物降解了，這個過程很複雜，但最終的產物是二氧化碳和水。
套用原因
限制光催化套用的原因：
1.光腐蝕
2.光催化劑本身的吸光率和評價中使用光源的波長與強度
3.光催化反應中電子空穴再結合的防止
4.氧化反應開始後的後續反應難以控制
5.比表面積不足
通俗的說，光催化劑分解有機物沒有選擇性，所以，負載催化劑的材料本身也會遭到分解，一旦催化粒子脫落，材料就失效了；第二，催化劑粒子的團聚現象比較嚴重，導致比表面積太小，催化效果太弱，而由此又導致氧化反應不徹底，反而容易產生其他有害物質。第三，光催化反應對光源的選擇性很強，只能在紫外光作用下反應，這也在一定程度上限制了催化效率。
優點
優點：操作簡單、能耗低、無二次污染、效率高。
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.可以將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，所以光催化特別合適室內揮發有機物的淨化，在深度淨化方面顯示出了巨大的套用潛力。 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，套用最廣。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，並產生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套用前景。
