在光照下，如果光子的能量大于半導(dǎo)體禁帶寬度，其價(jià)帶上的電子（e-）就會被激發(fā)到導(dǎo)帶上，同時(shí)在價(jià)帶上產(chǎn)生空穴（h+）。當(dāng)存在合適的俘獲劑、表面缺陷或者其他因素時(shí)，電子和空穴的復(fù)合得到抑制，就會在催化劑表面發(fā)生氧化還原反應(yīng)。價(jià)帶空穴是良好的氧化劑，導(dǎo)帶電子是良好的還原劑，在半導(dǎo)體光催化反應(yīng)中，一般與表面吸附的H2O、O2反應(yīng)生成.OH和超氧離子O2-，能夠把各種有機(jī)物直接氧化成CO2和H2O等無機(jī)小分子，電子也具有強(qiáng)還原性，可以還原吸附在其表面的物質(zhì)。激發(fā)態(tài)的導(dǎo)帶電子和價(jià)帶空穴能重新合并，并產(chǎn)生熱能或其他形式散發(fā)掉。
光催化的技術(shù)特征：
1）低溫深度反應(yīng)
光催化氧化可以在室溫下將空氣中的有機(jī)污染物氧化。
2）綠色能源
光催化可利用太陽光作為能源來活化光催化劑，驅(qū)動(dòng)氧化還原反應(yīng)，而且光催化劑在反應(yīng)中并不消耗。從能源角度而言，這一特征使光催化技術(shù)更具優(yōu)勢。
3）氧化性強(qiáng)
大量研究表明，半導(dǎo)體光催化具有氧化性強(qiáng)的特點(diǎn)，對臭氧難以氧化的某些有機(jī)物都能有效地加以分解。
4）壽命長
理論上，光催化劑的壽命是無限長的。
5）廣譜性
光催化對從烴到墻酸的眾多種類有機(jī)物都有氧化效果，美國環(huán)保署公布的九大類114中污染物均被證實(shí)可通過光催化氧化法降解。
