光催化劑是改變化學反應速率的化學物質，其本身并不參與反應。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。
工作原理：
光催化劑大多是n型半導體材料(當前以為TiO2使用Z廣泛)都具有區別于金屬或絕緣物質的特別的能帶結構，即在價帶和導帶之間存在一個禁帶。
由于半導體的光吸收聞值與帶隙具有式K=1240/Eg(eV)的關系，因此常用的寬帶隙半導體的吸收波長聞值大都在紫外區域。當光子能量高于半導體吸收閥值的光照射半導體時，半導體的價帶電子發生帶間躍遷，即從價帶躍遷到導帶，從而產生光生電子(e-)和空穴(l+)。
此時吸附在納米顆粒表面的溶解氧俘獲電子形成超氧負離子，而空穴將吸附在催化劑表面的氫氧根離子和水氧化成氫氧自由基。而超氧負離子和氫氧自由基具有很強的氧化性，能將絕大多數的有機物氧化至Z終產物CO2和H2O，甚至對一些無機物也能*分解。
光催化劑應用：
1、在環境治理方面的應用
(1)水中無機金屬離子的還原:水溶液中金屬離子很難除去，往往伴有二次污染，利用光催化劑還原不僅節約能源，而且還避免了二次污染。
2、在有機合成方面
有學者利用TiO2微粒使純1,3,5,7-四甲基環四氧硅烷開環聚合，在催化劑表面生成聚甲基氧硅烷，這為光催化劑在有機合成方面開了先河。
3、在能源方面的應用
H2被譽為是Z清潔的能源，而且能量高，是非常有前景的一種燃料。目前，已經可以利用光解水制得，自1972年有學者報道利用TiO2光催化水制的氫氣以來在世界范圍內引起轟動。
