光催化作用是一 種在光照 條件下，利用光催化 劑促 進化 學反 應的 過程。 這 種作用通常涉及半 導 體材料，如二氧化 鈦（TiO2），作 為催化 劑，在光子的激 發下，半 導 體材料 產生 電子和空穴 對。 這些 電子和空穴 參 與氧化 還原反 應， 從而 驅 動各 種化 學 過程，如污染物降解、物 質合成、 轉化以及抗菌消毒等。
光催化技 術在 環境和能源 領域具有 廣泛的 套用。例如，在 環境保 護方面，光催化技 術可 用於空 氣 淨化、水 處理和土壤修 復，能 夠分解有害 氣 體和降解有 機污染物。在能源 領域，光催化技 術可 用於太 陽能 電池的 製作和制 氫，有 助於 緩解能源短缺和 環境污染 問 題。此外，光催化技 術 還 套用 於自 淨化 領域，如建 築材料的自 潔功能。
光催化技 術的原理涉及半 導 體催化 劑的能 帶 結 構， 當光照的能量大 於或 等於半 導 體的禁 頻寬度 時， 電子 從 價 帶 躍 遷至 導 帶，留下空穴。 這些 電子和空穴可以在催化 劑表面 參 與氧化或 還原反 應， 從而促 進化 學反 應。此外，光催化 劑 還可以通 過改性 來提高其效率和 穩定性，以 適 應不同的 套用需求。