【什么是光催化反应】光催化反应是一种在光照条件下，利用光能激发催化剂表面电子，从而引发化学反应的过程。这种技术广泛应用于环境治理、能源转换和材料科学等领域，具有高效、环保和可持续等优点。
一、
光催化反应的核心在于“光”与“催化剂”的协同作用。当光子（如可见光或紫外光）照射到半导体材料（如二氧化钛TiO₂）表面时，会激发其价带中的电子跃迁至导带，形成电子-空穴对。这些高能载流子可以与吸附在催化剂表面的物质发生氧化还原反应，从而实现污染物降解、水分解制氢等目的。
光催化反应的关键因素包括：光源类型、催化剂种类、反应条件（温度、pH值、湿度等）以及反应物的性质。不同类型的光催化体系适用于不同的应用场景，例如：
- 废水处理：用于降解有机污染物。
- 空气净化：分解有害气体如NOx、VOCs。
- 太阳能转化：将太阳能转化为化学能，如水分解制氢。
二、表格形式展示关键信息
| 项目 | 内容 |
| 定义 | 在光照下，通过催化剂引发的化学反应过程 |
| 原理 | 光子激发催化剂产生电子-空穴对，引发氧化还原反应 |
| 常用催化剂 | 二氧化钛（TiO₂）、氧化锌（ZnO）、氧化钨（WO₃）等 |
| 光源类型 | 紫外光（UV）、可见光、太阳光等 |
| 反应类型 | 氧化反应、还原反应、分解反应等 |
| 应用领域 | 环境治理、能源转换、材料合成等 |
| 优势 | 绿色环保、能耗低、可重复使用 |
| 局限性 | 催化剂效率受光波长限制、易失活等 |
三、结语
光催化反应作为一种绿色化学技术，在现代社会中发挥着越来越重要的作用。随着新型催化剂的研发和光响应范围的拓展，未来光催化技术将在更多领域实现突破，为人类社会的可持续发展提供有力支持。