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光催化
光催化研究主要包括光催化二氧化碳還原制備碳氫化合物燃料（如甲烷、甲醇等）、光催化分解水制氫、光催化降解污染物等。光催化劑的材料幾乎都是固體半導體，因此光催化又稱(chēng)半導體光催化。光催化的核心是光催化材料，光催化材料在光照射下自身不起變化，就像植物的光合作用中的葉綠素。光催化作用的原理是在一定波長(cháng)光的照射下，半導體催化材料價(jià)帶電子被激發(fā)躍遷到導帶上，產(chǎn)生光生電子-空穴對，利用光生電子和空穴分別參加氧化還原反應從而實(shí)現太陽(yáng)能向化學(xué)能的轉換。已知光催化材料幾乎涵蓋了元素周期表中的s、p、d區及鑭系元素。如:s區有鈉、鉀、鍶等；p區有鎵、銦、鍺、鉍等；d區有鈦、鈮、鈷、鋅等；鑭系有鑭、鈰、釤等。復合使用、擔載或摻雜以上材料能提高光催化材料的活性。光催化材料應用廣泛，其中二氧化鈦在太陽(yáng)光或室內熒光燈照射下能抗菌、除臭、油污分解、防霉防藻、凈化空氣，為人們帶來(lái)健康、清潔的環(huán)境。
自然界中最典型的光催化過(guò)程即為綠色植物的光合作用。其基本原理是：綠色植物、藻類(lèi)和某些細菌在可見(jiàn)光的照射下，經(jīng)過(guò)光反應和暗反應，利用葉綠素等光合色素，將二氧化碳（或硫化氫）和水轉化為葡萄糖、淀粉等有機物，并釋放出氧氣（或氫氣），光合作用是一系列復雜的代謝反應的總和。它是自然界賴(lài)以生存的基礎，也是地球碳、氧循環(huán)的重要媒介。
