Mở đầu Xúc tác quang (photocatalysis) là quá trình sử dụng ánh sáng để kích hoạt vật liệu bán dẫn, tạo ra các phản ứng hóa học như phân hủy chất hữu cơ, xử lý ô nhiễm và sản xuất năng lượng sạch.
Cơ sở lý thuyết Khi vật liệu bán dẫn hấp thụ photon có năng lượng ≥ Eg, electron được kích thích từ vùng hóa trị lên vùng dẫn, tạo ra cặp e⁻–h⁺ tham gia phản ứng oxy hóa–khử.
Cơ chế hoạt động Gồm 3 giai đoạn: (1) Hấp thụ photon, (2) Tạo cặp e⁻–h⁺, (3) Phản ứng oxy hóa–khử tạo gốc tự do •OH, •O₂⁻.
Vật liệu xúc tác quang phổ biến TiO₂, ZnO, WO₃, g-C₃N₄, graphene,... Các vật liệu được biến tính bằng doping hoặc tạo dị thể để mở rộng hấp thụ ánh sáng.
Ứng dụng • Xử lý nước và không khí • Tách nước tạo H₂ • Cảm biến quang hóa • Phân hủy hợp chất độc hại
Kết luận Xúc tác quang là công nghệ xanh, có tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong xử lý môi trường và năng lượng sạch.