光催化分解水技術(shù)能夠?qū)⑻柲苻D(zhuǎn)化為氫能，是太陽能儲(chǔ)存和轉(zhuǎn)化很理想的方法之一。因此，在過去的幾十年里，人們把各種材料用于催化分解水并進(jìn)行了廣泛的研究，然而，這些催化材料的反應(yīng)活性一直很低。以研究為廣泛的TiO2為例，從熱力學(xué)的角度分析，TiO2在催化全分解水領(lǐng)域很有潛力。
理論上，即使是純的TiO2，其太陽能到氫能的轉(zhuǎn)化效率仍然可達(dá)到約1.0%。大量的研究進(jìn)一步通過摻雜、晶面優(yōu)化、以及異相負(fù)載等方法對TiO2進(jìn)行改性，使該類催化劑表現(xiàn)出更佳的可見光吸收和更高效的電子空穴分離效率。
然而，實(shí)際上TiO2及其改性衍生物的催化全分解水活性依然很低，這已經(jīng)成為該領(lǐng)域發(fā)展的瓶頸。為了提高TiO2及其衍生物的催化全分解水反應(yīng)活性，必須對光致載流子在催化劑表面的反應(yīng)過程進(jìn)行詳細(xì)的研究，尤其是作為決速步驟的光致空穴的氧化反應(yīng)。
光催化反應(yīng)的優(yōu)勢有下面這些：
抗菌性：殺滅大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、肺炎克雷伯氏菌、
綠膿桿菌、病毒等。
空氣凈化：分解空氣中有機(jī)化合物及有毒物質(zhì)：苯、氨、甲醛、TVOC等。
除臭：去除香煙臭、垃圾臭、生活臭等惡臭。
防霉防藻：防止發(fā)霉、防止藻類的產(chǎn)生,防止水垢的附著。
防污自潔：分解油污,自清潔。
安全性：作為食品藥品添加劑，經(jīng)過美國認(rèn)證，使用非常安全（需要說明的此處應(yīng)該指微米及以上尺度的二氧化鈦，其他材料的光觸媒或是更小尺度的二氧化鈦的安全性并未得到嚴(yán)格認(rèn)證）。
持久性：由于光觸媒只是提供了反應(yīng)的場所，它本身并不參與化學(xué)反應(yīng)，所以光催化的作用效果是持久的（在存在大量礦物質(zhì)的情況下，也存在鈍化的可能。比如對硬水處理是可能發(fā)生碳酸鈣等水垢沉積時(shí)作用效果會(huì)很快下降）。
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