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隨著工業(yè)化與城市化進程的加快,，環(huán)境污染問題日益突出,。傳統(tǒng)的物理,、化學(xué)或生物處理方法在應(yīng)對復(fù)雜有機污染物,、高毒性工業(yè)廢水及抗生素殘留方面存在明顯局限。光催化技術(shù),，憑借其綠色,、可持續(xù)、高效降解的優(yōu)勢,，正日益成為環(huán)境修復(fù)領(lǐng)域的研究熱點,。
太陽能驅(qū)動的半導(dǎo)體光催化技術(shù),，可實現(xiàn)光催化分解水產(chǎn)氫,、光催化還原二氧化碳制取低碳燃料、光催化降解污染物等過程,，從而達到獲取清潔能源和凈化環(huán)境等目的,。
光催化是一種基于光能驅(qū)動化學(xué)反應(yīng)的催化過程，光照下催化劑產(chǎn)生的電子（e-）和空穴（h+）與吸附在其表面的物質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng),，從而實現(xiàn)光能向化學(xué)能的轉(zhuǎn)化,。光催化反應(yīng)的過程一般包括三個關(guān)鍵步驟：
（1）入射光子激發(fā)半導(dǎo)體，產(chǎn)生光生電子-空穴對,；
（2）光生載流子從體相遷移到表面或在體相復(fù)合,；
（3）光生載流子與表面吸附物之間發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移或在表面復(fù)合。
光催化的應(yīng)用廣泛而深遠的,。主要表現(xiàn)在以下幾個環(huán)境領(lǐng)域
水污染治理
光催化劑可高效降解水中有機污染物（如染料,、酚類、農(nóng)藥殘留），甚至能去除抗生素和微塑料,，是廢水處理的理想補充方案,。
空氣凈化
通過光催化反應(yīng)分解空氣中的VOC（揮發(fā)性有機物）、NOx（一氧化氮,、二氧化氮）,、甲醛等有害氣體。
土壤修復(fù)
一些新型光催化材料可與土壤表面污染物反應(yīng),，有望用于修復(fù)農(nóng)田重金屬污染,。消毒殺菌
紫外光催化可破壞細菌細胞壁、病毒殼體,，對環(huán)境表面消殺具備優(yōu)勢,，近年來在抗疫消毒材料中也被廣泛研究。
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