隨著工業(yè)化與城市化進(jìn)程的加快，環(huán)境污染問題日益突出。傳統(tǒng)的物理、化學(xué)或生物處理方法在應(yīng)對(duì)復(fù)雜有機(jī)污染物、高毒性工業(yè)廢水及抗生素殘留方面存在明顯局限。光催化技術(shù)，憑借其綠色、可持續(xù)、高效降解的優(yōu)勢(shì)，正日益成為環(huán)境修復(fù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)的半導(dǎo)體光催化技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)光催化分解水產(chǎn)氫、光催化還原二氧化碳制取低碳燃料、光催化降解污染物等過程，從而達(dá)到獲取清潔能源和凈化環(huán)境等目的。

光催化是一種基于光能驅(qū)動(dòng)化學(xué)反應(yīng)的催化過程，光照下催化劑產(chǎn)生的電子（e-）和空穴（h+）與吸附在其表面的物質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)光能向化學(xué)能的轉(zhuǎn)化。光催化反應(yīng)的過程一般包括三個(gè)關(guān)鍵步驟：

（1）入射光子激發(fā)半導(dǎo)體，產(chǎn)生光生電子-空穴對(duì)；

（2）光生載流子從體相遷移到表面或在體相復(fù)合；

（3）光生載流子與表面吸附物之間發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移或在表面復(fù)合。

光催化的應(yīng)用廣泛而深遠(yuǎn)的。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)環(huán)境領(lǐng)域

水污染治理

光催化劑可高效降解水中有機(jī)污染物（如染料、酚類、農(nóng)藥殘留），甚至能去除抗生素和微塑料，是廢水處理的理想補(bǔ)充方案。

空氣凈化

通過光催化反應(yīng)分解空氣中的VOC（揮發(fā)性有機(jī)物）、NOx（一氧化氮、二氧化氮）、甲醛等有害氣體。

土壤修復(fù)

一些新型光催化材料可與土壤表面污染物反應(yīng)，有望用于修復(fù)農(nóng)田重金屬污染。消毒殺菌

紫外光催化可破壞細(xì)菌細(xì)胞壁、病毒殼體，對(duì)環(huán)境表面消殺具備優(yōu)勢(shì)，近年來在抗疫消毒材料中也被廣泛研究。

科普之科研新領(lǐng)域：光催化技術(shù)

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