光催化生态环境材料是指通过光化学反应实现环境净化和资源转化的半导体材料，具有环保、可持续等特点。以下是主要类型及代表材料的综合介绍：

一、半导体光催化材料

二氧化钛（TiO₂）

最经典的光催化材料，化学性质稳定、无毒无污染，光响应范围广（可见光有效），是研究最多的光催化剂。 应用：水处理（降解有机污染物）、空气净化（去除甲醛、苯等）、自清洁表面等。

其他金属氧化物

- 氧化锌（ZnO）：

光催化活性较高，但稳定性略逊于TiO₂，常用于光催化降解有机废物。 - 氧化锡（SnO₂）、二氧化锆（ZrO₂）：具有宽禁带宽度，可响应可见光，但成本较高。 - 金属硫化物（如CdS、ZnS）：单层结构可提高光学性能，但毒性较大，需谨慎使用。

非金属半导体材料

- g-C₃N₄：

聚酰亚胺类聚合物半导体，禁带宽度2.7 eV，可吸收蓝紫光，化学稳定性高，适合光解水制氢和有机降解。 - 石墨烯：作为支撑载体可增强光催化剂的分散性，抑制团聚，提升光催化效率。

二、高分子光催化材料

天然高分子基光催化剂

- 纤维素、淀粉：

可生物降解，环保性较好，但光催化活性较低。 - 聚乳酸（PLA）、聚羟基脂肪酸酯（PHA）：可合成高分子光催化剂，兼具生物相容性和光催化功能。

合成高分子光催化剂

- 聚苯乙烯光催化剂：

通过共价键修饰提高光吸收能力，适用于有机废气处理。

三、其他新型光催化材料

共价有机框架材料（COFs）

由轻原子通过共价键连接的多孔框架结构，具有高比表面积、可调光学性质，适合大规模光催化应用。2. 半导体-有机框架复合材料

结合半导体光催化剂与COFs的优势，提升光吸收和废物转化效率。

四、应用领域总结

水处理：

降解有机污染物、重金属离子，恢复水质。- 空气净化：去除甲醛、VOCs等有害气体，改善室内环境。- 能源转换：光解水制氢、光催化氧化反应。- 农业应用：光催化降解农药残留，实现绿色农业。

五、发展前景

随着材料科学和纳米技术的进步，光催化材料正朝着高效率、低成本、环境友好方向发展。例如，g-C₃N₄、石墨烯等新型材料的出现，为光催化领域带来了新的突破。