光催化纳米材料，特别是二氧化钛(TiO₂)，因其优异的光催化性能在空气净化和水净化领域展现出巨大潜力。当暴露于紫外光下时，TiO₂表面生成的羟基自由基可以有效降解多种污染物。

1. 光催化纳米材料的工作原理

光催化剂在光照条件下激发产生电子-空穴对，这些载流子与水或氧气反应生成强氧化性的自由基，如羟基自由基(·OH)。

高效降解

可以彻底矿化大多数常见的空气和水污染物为CO₂和H₂O。

持续性

在适当条件下，光催化剂可以长期稳定工作。

2. 应用场景

广泛应用于室内空气净化器、饮用水净化设备及工业废气处理。

室内空气净化

去除甲醛、苯等有害挥发性有机化合物(VOCs)，提高空气质量。

工业废气处理

高效降解挥发性有机物和其他有害气体，减少大气污染。

3. 实践案例

一款家用空气净化器内嵌有TiO₂光催化剂层，实验表明该装置能够有效降低室内VOCs浓度达80%，明显改善居住环境。