导带与价带的关系：对于未掺杂的本征半导体，导带中的电子是由它下面的一个能带（即价带）中的电子（价电子）跃迁上来而形成的，这种产生电子（同时也产生空穴——半导体的另外一种载流子）的过程，称为本征激发。在本征激发过程中，电子和空穴是成对产生的，则总是有“电子浓度=空穴浓度”。这实际上就是本征半导体的特征，因此可以说，凡是两种载流子浓度相等的半导体，就是本征半导体。这就意着，不仅未掺杂的半导体是本征半导体，就是掺杂的半导体，在一定条件下（例如高温下）也可以转变为本征半导体。价带的能量低于导带，它也是由许多准连续的能级组成的。但是价带中的许多电子（价电子）并不能导电，而少量的价电子空位——空穴才能导电，故称空穴是载流子。空穴的最低能量——势能，也就是价带顶，通常空穴就处于价带顶附近。价带顶与导带底之间的能量差，就是所谓半导体的禁带宽度。这就是产生本征激发所需要的最小平均能量。这是半导体最重要的一个特征参量。对于掺杂半导体，电子和空穴大多数是由杂质来提供的。能够提供电子的杂质称为施主；能够提供空穴的杂质称为受主。施主的能级处在靠近导带底的禁带中；受主的能级处在靠近价带顶的禁带中。

光催化技术是Fujishima和Honda[3]等人在研究水在二氧化钛电极上的光致分解时发现的. 目前，对半导体光催化过程较普遍的认识是，其价带上的电子受光激发跃迁到导带，在导带形成光生电子，在价带上产生空穴由于半导体导价能带间存在禁带，光生电子和空穴在复合前有足够长的寿命，这使得它们可迁移到催化剂表面并与吸附在那里的分子（OH-、O2、有机物等）发生能量和电荷交换，产生具有强氧化能力的•OH、H2O2、O2-等物种这些基团是直接参与化学反应的主要活性物质，这种些活性自由基能将有机物大分子降解为二氧化碳或其他小分子有机物以及水，在反应过程中这种半导体材料也就是光催化剂本身不发生变化。这种半导体光催化剂在光催化反应过程中起的作用就是光催化作用。近年来，光催化技术由于具有无毒、反应条件温和选择性小等优点,在难降解污染物的处理方面受到了广泛的重视[4]，其中也包括染料污染物的处理[5]。

光催化技术的特点有：

（1）光催化技术是常温深度反应的技术，光催化氧化可在常温下将废空气中的有机污染物完全氧化成无毒、无害的物质；

（2）用活性炭纤维作为活化剂载体，采用光催化和颗粒活性炭过滤相结合，一方面作为利用活性炭纤维的高效大面积多孔载体，另一方面利用颗粒活性炭作为高效的过滤材料及氧化床，使得废气处理的效果更好；

（3）光催化可利用特殊光源特别是和UV光解氧化膜块结合使用，利用其所产生的特殊紫外线光和臭氧来活化光催化剂，驱动氧化还原反应，而且光催化剂在反应过程中并不消耗，从能源角度而言，这一特性使得光催化技术更具魅力。

影响光催化效率的因素有：催化剂的影响，粒径的影响，无机离子和pH的影响，有机物分子结构的影响以及比表面积、酸性、结晶度等其他影响。

1.1.3光催化剂

光催化剂种类众多，包括二氧化钛、氧化锌、氧化锡、二氧化锆、硫化镉等[6]。然而，目前多数光催化剂大都采用人工紫外光作为光源，成本较高；而以太阳光作光源时，由于只有占太阳光能量很少部分( <5%)的紫外光才能直接激发，因此效率很低。以上因素限制了光催化技术的工业化应用。