한편 , 광촉매 는 빛 에너지 를 흡수 함 으로써 촉매 활성 을 갖 는 것 으로 , 촉매 활성 에 의해서 강력 한 산화력 으로 유기 물질 등 과 같 은 환경 오염 물질 을 산화 분해 하 는 것 이 다 . 즉 , 광촉매 는 , 밴드 갭 이상 ( Band gap ) 의 에너지 를 갖 는 광 ( 자외선 ) 을 조사 하 여 가전 자대 ( Valence band ) 에서 전 도대 ( conduction band ) 로 의 전자 의 천이 가 일어나 고 , 가전 자대 에서 홀 이 형성 된다 . 이 전자 와 정공 은 분말 의 표면 으로 확산 되 고 , 산소 및 수분 에 접촉 하 여 산화 환원 반응 을 일으키 거나 재결합 하 여 열 을 발생 시키 다 . 즉 , 전 도대 의 전자 는 산소 를 환원 시켜 슈퍼 옥사 이음 이온 을 생성 시키 고 , 가전 자대 의 정공 은 수분 을 산화 해서 히드록시 라디칼 ( OH · ) 을 형성 시킨다 . 이러 한 정공 에 의해 생성 되 는 히드록시 라디칼 ( OH · ) 의 강력 한 산화력 으로 광촉매 표면 에 흡착 된 기상 또는 액상 의 유기물 , 즉 , 난부 해성 유기물 의 분해 , 살균력 , 친수성 등 을 나타낼 수 있 다 . 일반 적 으로 광촉매 로 이산화 티타늄 ( TiO 2 ) 분말 이 사용 되 고 , 이산화 티타늄 ( TiO 2 ) 은 인체 에 무해 하 고 광촉매 활성 이 탁월 하 며 , 내광 부식성 이 우수 하 고 가격 이 저렴 한 이점 이 있 다 . 이산화 티타늄 ( TiO 2 ) 은 388 ㎚ 이하 의 자외선 을 흡수 하 여 반응 함 으로써 전자 ( 전 도대 ) 와 정공 ( 가전 자대 ) 이 생성 되 는데 , 이때 광원 으로 사용 되 는 자외선 은 태양광 외 에 램프 , 백 열 전등 , 수은 램프 등 의 인공조명 , 발광 다이오드 등 이 사용 될 수 있 다 . 상기 반응 에서 생성 된 전자 와 정공 은 10 - 12 내지 10 - 9 초 만 에 재결합 하 지만 , 재결합 하 기 전 에 오염 물질 등 이 표면 에 흡착 하 게 되 면 상기 전자 와 정공 에 의해 분해 된다 . 하지만 , 이산화 티타늄 ( TiO 2 ) 분말 의 밴드 갭 에너지 ( 380 nm 이상 의 파장 ) 를 태양광 에서 획득 하 는데 , 그 광의 2 % 정도 이용 할 수 있 으므로 , 태양광 의 주요 파장 인 가시 광 영역 ( 400 ~ 800 nm ) 에서 원활 한 촉매 활성 을 갖 는데 어려움 이 있 다 . 즉 , 가시광선 에 감응 하 기 위해서 는 광촉매 의 밴드 갭 을 효과 적 으로 줄이 고 빛 흡수 를 통해 발생 되 는 전자 / 정공 쌍 을 효율 적 으로 분리 시키 는 것 이 필수 적 인데 이산화 티타늄 ( TiO 2 ) 분말 의 가시 광 감응 형 광촉매 에서 효율 은 아직 까지 공기 청정 분야 에 상용 화 되 기 위한 수준 에 는 못 미치 고 있 는 실정 이 었 다 .