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)化效率仍然可達到約1.0%。大量的研究進一步通過摻雜、晶面優(yōu)化、以及異相負載等方法對TiO2進行改性，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)過程進行詳細的研究，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格認證）。
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作用效果會很快下降）。
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