【什么是光催化反应】光催化反应是一种在光照条件下，通过催化剂的作用促使化学反应发生的过程。这种反应广泛应用于环境治理、能源转换和材料科学等领域。其核心原理是利用光能激发催化剂的电子，使其进入激发态，从而引发氧化还原反应，实现对污染物的降解或对物质的转化。
一、
光催化反应是一种利用光能驱动的化学反应过程，通常需要一种光催化剂作为媒介。当光照射到光催化剂表面时，光子能量被吸收，使催化剂中的电子跃迁至导带，形成电子-空穴对。这些高活性的电子和空穴可以与周围的分子发生反应，例如将水分解为氢气和氧气，或者将有机污染物氧化为二氧化碳和水。
光催化技术具有高效、环保、无二次污染等优点，因此在污水处理、空气净化、太阳能电池等领域得到了广泛应用。目前常见的光催化剂包括二氧化钛（TiO₂）、氧化锌（ZnO）等。
二、光催化反应关键要素对比表
| 项目 | 内容说明 |
| 定义 | 在光照条件下，由光催化剂引发的化学反应过程 |
| 原理 | 光子能量激发催化剂，产生电子-空穴对，引发氧化还原反应 |
| 催化剂类型 | 常见如TiO₂、ZnO、CdS等 |
| 反应类型 | 氧化反应、还原反应、分解反应等 |
| 应用领域 | 环境净化（如降解有机物）、能源转换（如水分解制氢）、自清洁材料等 |
| 优点 | 高效、环保、无需高温高压条件 |
| 缺点 | 催化剂易失活、光利用率低、成本较高 |
| 影响因素 | 光源波长、催化剂结构、反应介质、温度等 |
通过以上内容可以看出，光催化反应是一种具有广阔前景的技术，随着材料科学的发展，未来有望在更多领域实现突破性应用。