具有多相光催化性能的半導體包括WOTiOCdS、ZnS、ZnO、Fe2OCdSe等，其中的TiO2由于具有抗化學和光腐蝕、性能穩(wěn)定、無毒、催化活性高、價廉等優(yōu)點而受重視和具有廣闊的應用前景。半導體的能帶結構是不連續(xù)的，充滿電子的價帶(VB)和空的導帶(CB)之間由禁帶隔開。用作各催化劑的半導體大多為金屬氧化物和硫化物，一般具有較大的禁帶寬度，其中TiO2在pH為1時的帶隙是3.2eV。當光子能量高于半導體吸收閥值的光照射半導體時，半導體的價帶電子發(fā)生帶間躍遷，即從價帶躍遷到導帶，從而產(chǎn)生光生空穴和電子；這些光生空穴和電子具有很強的氧化和還原能力，可以將吸附到光催化劑表面的污染物降解為無毒無害的無機小分子化合物，無二次污染問題。