TiO2 半導體的光催化效應：TiO2的能帶結構由充滿電子的低能價帶和空的高能導帶構成；晶體中過剩的晶格間鈦緊鄰導帶下方形成施主能級，成為n型半導體。當受到能量大于等于帶隙能的光照射時，價帶上的電子將被激發到導帶，形成帶負電的電子，同時在價帶上形成相應的帶正電的空穴，即產生了激發態的電子/空穴對。在體系內電場的作用下，電子與空穴發生分離，遷移到粒子表面的不同位置。空穴有很強的得電子能力，可奪取吸附于粒子表面的有機物或溶劑中的電子，使原本不吸收入射光的物質活化而被氧化，而電子受體則可以通過接受TiO2顆粒表面的電子而被還原；這個過程是載流子向吸附物種的轉移過程，也是對光催化起貢獻作用的過程。例如，吸附于TiO2顆粒表面的OH－和H2O分子可被光生空穴氧化，生成氧化能力和反應活性極強的羥基自由基·OH，進一步氧化其它物質，是光催化反應的重要中間體；而吸附或溶解在TiO2表面的O2則易俘獲電子形成氧負離子O2－，實現對電子的轉移。
納米TiO2 光催化應用技術工藝簡單、成本低廉，利用自然光即可催化分解細菌和污染物， 具有高催化活性、 良好的化學穩定性和熱穩定性、 無二次污染、e4b893e5b19e 無刺激性、 安全無毒等特點， 且能長期有益于生態自然環境，是最具有開發前景的綠色環保催化劑之一。

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