TiO2-anatase هو حاليًا المحفز الضوئي الأكثر استخدامًا للتطبيقات البيئية نظرًا لاستقراره العالي ، والموقع الجيد لحواف الشريط ، ومقاومة نقل الشحنة المنخفضة ، والنشاط التحفيزي العالي ، والاستقرار الكيميائي والحراري العالي ، والسمية المنخفضة والسعر المنخفض. ومع ذلك ، لزيادة فائدة ثاني أكسيد التيتانيوم ، من الضروري زيادة نشاطه الضوئي وقدرته على امتصاص الضوء المرئي.
نظرًا لأن TiO2 قد يساهم في منع عدوى المستشفيات ، فمن المتوخى بشدة تطبيقه العملي في هذا المجال. يستخدم التحفيز الضوئي TiO2 ، على غرار الخلايا البلعمية في جهاز المناعة البشري ، التأثيرات السامة للخلايا لأنواع الأكسجين التفاعلية (ROS) لتعطيل الكائنات الحية الدقيقة. من المعروف أن أنواع الأكسجين التفاعلية هذه شديدة التفاعل مع الجزيئات البيولوجية ، وبالتالي فهي فعالة في تعطيل أنواع مختلفة من الكائنات الحية الدقيقة.
تمت دراسة التنشيط الضوئي للكائنات الدقيقة تحت الأشعة فوق البنفسجية باستخدام TiO2 بنجاح كبير ؛ تمت دراسة مجموعة متنوعة من الكائنات الحية الدقيقة ، سالبة الجرام والبكتيريا موجبة الجرام ، بما في ذلك الأشكال الخاملة (الخراجات والجراثيم) والفطريات والطحالب والأوليات. استهداف التطبيقات التجارية المستقبلية ، تم توجيه البحث إلى استخدام الضوء المرئي بدلاً من الإشعاع فوق البنفسجي فقط ، والتثبيت المناسب للمحفز الضوئي. تمت مراجعة منشطات TiO2 و / أو الزخرفة بهدف زيادة النشاط الضوئي والامتصاص الضوئي لفترة وجيزة بالإضافة إلى استخدام المحفزات الضوئية المركبة TiO2 / الجرافين. يقلل استخدام الجرافين من مخاطر المخاطر الصحية لأنه في مركبات TiO2 / الجرافين ، ترتبط الجسيمات النانوية TiO2 بصفيحات الجرافين الدقيقة التي تمنع الجسم البشري من امتصاص المحفز. في حالة المحفز الضوئي المركب TiO2 / الجرافين ، فإن زخرفة TiO2 بمعادن مثل Ag و Au تقلل من إعادة تركيب الشحنة ، وتظهر تأثير plasmonic وتقلل من إمكانات الأكسدة الزائدة.
على الرغم من أن التحفيز الضوئي واعد ، إلا أنه لا يزال يواجه بعض العوائق عند فرض نفسه كأسلوب مرجعي للتطهير. إلى جانب القيود المذكورة فيما يتعلق بتحسين المحفزات الضوئية لتحقيق نشاط الضوء المرئي ، يجب أن يكون غياب المعرفة حول التأثير الطويل للتنشيط الضوئي على الكائنات الحية الدقيقة أمرًا مثيرًا للقلق.
