光催化是在一定波長(zhǎng)光照條件下，半導(dǎo)體材料發(fā)生光生載流子的分離，光生電子和空穴再與離子或分子結(jié)合生成具有氧化性或還原性的活性自由基，這種活性自由基能將有機(jī)物大分子降解為二氧化碳或其他小分子有機(jī)物以及水，在反應(yīng)過(guò)程中這種半導(dǎo)體材料也就是光催化劑本身不發(fā)生變化。
半導(dǎo)體光催化劑大多是n型半導(dǎo)體材料都具有區(qū)別于金屬或絕緣物質(zhì)的特別的能帶結(jié)構(gòu)，即在價(jià)帶和導(dǎo)帶之間存在一個(gè)禁帶。由于半導(dǎo)體的光吸收閾值與帶隙具有式K=1240/Eg(eV)的關(guān)系，因此常用的寬帶隙半導(dǎo)體的吸收波長(zhǎng)閾值大都在紫外區(qū)域。當(dāng)光子能量高于半導(dǎo)體吸收閾值的光照射半導(dǎo)體時(shí)，半導(dǎo)體的價(jià)帶電子發(fā)生帶間躍遷，即從價(jià)帶躍遷到導(dǎo)帶，從而產(chǎn)生光生電子(e-)和空穴(h+)。此時(shí)吸附在納米顆粒表面的溶解氧俘獲電子形成超氧負(fù)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羥基自由基。而超氧負(fù)離子和羥基自由基具有很強(qiáng)的氧化性，能將絕大多數(shù)的有機(jī)物氧化至產(chǎn)物CO2和H2O，甚至對(duì)一些無(wú)機(jī)物也能徹底分解，從而達(dá)到高效除臭的目的。
