फोटोकैटलिसिस

रसायन विज्ञान में,फोटोकैटलिसिस एक फोटोकैटलिस्ट की उपस्थिति में एक फोटोरिएक्शन का त्वरण है, जिसकी उत्तेजित अवस्था जिसमे प्रतिक्रिया भागीदारों के साथ बार-बार प्रतिक्रिया करती है जो प्रतिक्रिया मध्यवर्ती बनते है और इस तरह के प्रत्येक पारस्परिक क्रिया के बाद खुद को पुन: उत्पन्न करते है। कई मामलों में, उत्प्रेरक एक ठोस है जो यूवी- या दृश्यमान प्रकाश के साथ विकिरण पर इलेक्ट्रॉन-छिद्र जोड़े उत्पन्न करता है जो मुक्त कण उत्पन्न करते है।

प्रारंभिक उल्लेख (1911-1938)
सबसे पहला उल्लेख 1911 में आया, जब जर्मन रसायनशास्त्री डॉ. एलेक्जेंडर आइबनेर ने गहरे नीले वर्णक, प्रशियाई नीले रंग के विरंजन पर ज़िंक ऑक्साइड (ZnO) की रोशनी के अपने शोध में इस अवधारणा को एकीकृत किया। इस समय के आसपास, ब्रूनर और कोज़ाक ने एक लेख प्रकाशित किया जिसमें रोशनी के तहत यूरेनिल लवण की उपस्थिति में ऑक्सालिक एसिड की गिरावट पर चर्चा की गई थी। जबकि 1913 में, लैंडौ ने एक लेख प्रकाशित किया जिसमें फोटोकैटलिसिस की घटना की व्याख्या की गई थी। उनके योगदान ने एक्टिनोमीटर माप के विकास को प्रेरित किया, माप जो फोटोकैमिकल प्रतिक्रियाओं में फोटॉन प्रवाह को निर्धारित करने का आधार प्रदान करते हैं। एक अंतराल के बाद, 1921 में, बाली एट अल ने दृश्य प्रकाश के तहत फॉर्मलडिहाइड के निर्माण के लिए उत्प्रेरक के रूप में फेरिक हाइड्रॉक्साइड और कोलाइडल यूरेनियम लवण का उपयोग किया। 1938 में डूडेव और किचनर ने पाया की , एक अत्यधिक स्थिर और गैर विषैले ऑक्साइड, ऑक्सीजन की उपस्थिति में विरंजन रंगों के लिए एक फोटोसेंसिटाइज़र के रूप में कार्य कर सकता है,क्योंकि  के द्वारा अवशोषित पराबैंगनी प्रकाश ने इसकी सतह पर सक्रिय ऑक्सीजन प्रजातियों के उत्पादन का नेतृत्व किया, जिसके परिणामस्वरूप फोटोऑक्सीडेशन के माध्यम से कार्बनिक रसायनों का धब्बा हो गया। यह विषम फोटोकैटलिसिस की मूलभूत विशेषताओं का पहला अवलोकन था।

1964-1981
प्रकाश-उत्प्रेरण में अनुसंधान फिर से 1964 तक रुका रहा, जब वी.एन. फिलिमोनोव ने ZnO और TiO से आइसोप्रोपाइल एल्कोहल फोटोऑक्सीडेशन की जांच की ; जबकि 1965 में काटो और माशियो, डोरफ्लर और हॉफ, और इकेकावा एट अल ने  के ऑक्सीकरण/फोटोऑक्सीडेशन और ZnO कीचमक से कार्बनिक सॉल्वेंट की खोज की   1970 में, फोरमेंटी एट अल, तनाका और ब्लाइहोल्ड ने क्रमश: विभिन्न अल्केन्स के ऑक्सीकरण और N2O के फोटोकेटलिटिक क्षय का अवलोकन किया। 1972 में एक सफलता मिली, जब अकीरा फुजिशिमा और केनिची होंडा ने पाया कि पानी का इलेक्ट्रोकेमिकल फोटोडिसोसिएशन तब हुआ जब पराबैंगनी प्रकाश से विकिरणित एक इलेक्ट्रोड एक प्लैटिनम इलेक्ट्रोड से विद्युत रूप से जुडा था।जैसा की  इलेक्ट्रोड द्वारा पराबैंगनी प्रकाश को अवशोषित किया गया था, इलेक्ट्रॉन को एनोड से प्लैटिनम कैथोड तक प्रवाहित किया गया जहां हाइड्रोजन गैस का उत्पादन किया गया था। यह स्वच्छ और लागत प्रभावी स्रोत से हाइड्रोजन उत्पादन के पहले उदाहरणों में से एक था, क्योंकि हाइड्रोजन का अधिकांश उत्पादन प्राकृतिक गैस सुधार और गैसीकरण से होता है। फुजिशिमा और होंडा के निष्कर्षों ने अन्य प्रगति की ओर अग्रसर किया। 1977 में, नोज़िक ने पाया कि इलेक्ट्रोकेमिकल फोटोलिसिस प्रक्रिया में एक महान धातु का समावेश, जैसे कि प्लेटिनम और सोना, दूसरों के बीच, फोटोएक्टिविटी को बढ़ा सकता है, और यह कि बाहरी क्षमता की आवश्यकता नहीं थी। वैगनर और सोमोरजई (1980) और सकाटा और कवाई (1981) ने फोटोजेनरेशन के माध्यम से स्ट्रोंटियम टाइटेनेट (SrTiO) की सतह पर हाइड्रोजन उत्पादन को चित्रित किया, क्रमशः इथेनॉल में  और PtO2 की रोशनी से हाइड्रोजन और मीथेन की पीढ़ी को चित्रित किया।  फोटोकैटलिसिस व्यावसायिक उद्देश्यों के लिए विकसित नहीं किया गया है। चू एट अल। (2017) ने पानी के इलेक्ट्रोकेमिकल फोटोलिसिस के भविष्य का आकलन किया, एक लागत प्रभावी, ऊर्जा-कुशल फोटोइलेक्ट्रॉनिक (पीईसी) टेंडेम सेल विकसित करने की अपनी प्रमुख चुनौती पर चर्चा की, जो "प्राकृतिक प्रकाश संश्लेषण की नकल करेगी।

सजातीय फोटोकैटलिसिस
सजातीय प्रकाश उत्प्रेरण में, अभिकारक और प्रकाश उत्प्रेरण एक ही चरण में मौजूद होते हैं। सजातीय फोटोकैटलिसिस में एक गहन अध्ययन विषय में ओजोन का विनाश शामिल है:
 * 2 O3 -> 3 O2

<!-- and photo-Fenton systems (Fe+ and Fe+/H2O2). The reactive species is the •OH radical, which is used for various purposes. The mechanism of hydroxyl radical production by ozone can follow two paths:


 * O3 + hν → O2 + O(1D)
 * O(1D) + H2O → •OH + •OH
 * O(1D) + H2O → H2O2
 * H2O2 + hν → •OH + •OH

Similarly, the Fenton system produces hydroxyl radicals by the following mechanism:


 * Fe2+ + H2O2→ HO• + Fe3+ + OH−
 * Fe3+ + H2O2→ Fe2+ + HO•2 + H+
 * Fe2+ + HO• → Fe3+ + OH−

In photo-Fenton type processes, additional sources of OH radicals should be considered, such as photolysis of H2O2 and reduction of Fe3+ ions under UV light:


 * H2O2 + hν → HO• + HO•
 * Fe3+ + H2O + hν → Fe2+ + HO• + H+

The efficiency of Fenton type processes is influenced by several operating parameters like the concentration of hydrogen peroxide, pH and intensity of UV. The main advantage of this process is the ability of using sunlight with light sensitivity up to 450 nm, thus avoiding the high costs of UV lamps and electrical energy. These reactions have been proven more efficient than other examples of photocatalysis but the disadvantages of the process are the low pH values, which are required since iron precipitates at higher pH values and the fact that iron has to be removed after treatment.

Homogeneous photocatalysis can also be conducted by Cu(II)/Cu(I) complexes.The photoredox behavior of Cu(II) complexes, similar to Fe(III) complexes, is derived mostly from the reactive decay of their LMCT states. Excitation to LMCT states can be achieved by direct sunlight when the ionization energy of the ligands coordinated to Cu(II) is not very high. In consequence of the reactive decay of the LMCT excited state by inner-sphere electron transfer, the Cu(II) central atom is reduced to Cu(I), whereas the ligand is oxidized to its radical and leaves the coordination sphere:

The photoredox behaviour is demonstrated by the simple Cu(II) complexes with halogens. After excitation of [CuClx] 2−x the metal centre is reduced and Cl• and Cl2•− radicals are formed:

The Cl2•− radicals are strong oxidation and chlorination agents. For instance they are able to oxidize phenol and its derivatives to para-benzochinone and CO2. -->

विषम फोटोकैटलिसिस
विषम कटैलिसीस में उत्प्रेरक अभिकारकों से भिन्न चरण में होता है। विषम फोटोकैटलिसिस एक अनुशासन है जिसमें बड़ी संख्या में प्रतिक्रियाएं शामिल हैं: हल्के या कुल ऑक्सीकरण, डिहाइड्रोजनीकरण, हाइड्रोजन स्थानांतरण, 18ओ2–16ओ2 और ड्यूटेरियम-अल्केन समस्थानिक विनिमय, धातु जमाव, जल विषहरण, और गैसीय प्रदूषक हटाने आदि।

अधिकांश विषम फोटोकैटलिस्ट संक्रमण धातु ऑक्साइड और अर्धचालक हैं। धातुओं के विपरीत, जिनमें इलेक्ट्रॉनिक अवस्थाओं की निरंतरता होती है, सेमीकंडक्टर्स के पास एक शून्य ऊर्जा क्षेत्र होता है जहां ठोस में फोटोएक्टिवेशन द्वारा उत्पादित इलेक्ट्रॉन और छेद के पुनर्संयोजन को बढ़ावा देने के लिए कोई ऊर्जा स्तर उपलब्ध नहीं होता है। ऊर्जा का शून्य क्षेत्र, जो भरे हुए वैलेंस बैंड के ऊपर से खाली कंडक्शन बैंड के नीचे तक फैला होता है, बैंड गैप कहलाता है। जब सामग्री के बैंड गैप के बराबर या उससे अधिक ऊर्जा वाला एक फोटॉन सेमीकंडक्टर द्वारा अवशोषित किया जाता है, तो एक इलेक्ट्रॉन वैलेंस बांड से कंडक्शन बांड तक उत्तेजित होता है, जो वैलेंस बांड में एक छेद बनाता है। इस तरह के फोटोजनित इलेक्ट्रॉन-छिद्र युग्म को एक एक्सिटोन कहा जाता है। उत्साहित इलेक्ट्रॉन और छिद्र इलेक्ट्रॉन के उत्तेजना से प्राप्त ऊर्जा को गर्मी के रूप में पुन: संयोजित और मुक्त कर सकते हैं। इस तरह के एक्सिटोन पुनर्संयोजन अवांछनीय है और उच्च स्तर की लागत दक्षता है। कार्यात्मक फोटोकैटेलिस्ट विकसित करने के प्रयास अक्सर एक्सिटोन जीवनकाल बढ़ाने पर जोर देते हैं, विविध दृष्टिकोणों का उपयोग करके इलेक्ट्रॉन-छिद्र पृथक्करण में सुधार करते हैं जो चरण हेटेरो-जंक्शन (जैसे एनाटेस-रूटाइल इंटरफेस), नोबल-मेटल नैनोपार्टिकल्स, सिलिकॉन नैनोवायर और प्रतिस्थापन कटियन डोपिंग जैसी संरचनात्मक विशेषताओं पर भरोसा कर सकते हैं।. फोटोकैटलिस्ट डिजाइन का अंतिम लक्ष्य कम उत्पादों का उत्पादन करने के लिए ऑक्सीडेंट के साथ उत्तेजित इलेक्ट्रॉनों की प्रतिक्रिया की सुविधा, और / या ऑक्सीकृत उत्पादों का उत्पादन करने के लिए रिडक्टेंट्स के साथ उत्पन्न छिद्रों की प्रतिक्रिया को सुविधाजनक बनाना है। सकारात्मक छिद्रों और उत्तेजित इलेक्ट्रॉनों की उत्पत्ति के कारण, प्रकाश से विकिरणित अर्धचालकों की सतह पर ऑक्सीकरण-कमी प्रतिक्रियाएं होती हैं।

ऑक्सी डेटिव प्रतिक्रिया के एक तंत्र में, छिद्र सतह पर मौजूद नमी के साथ प्रतिक्रिया करते हैं और एक हाइड्रॉक्सिल रेडिकल का उत्पादन करते हैं। धातु ऑक्साइड (एमओ) सतह में फोटो-प्रेरित एक्सिटोन पीढ़ी द्वारा प्रतिक्रिया शुरू होती है:


 * एमओ + एचवी → एमओ (एच+ +इ−)

फोटोकैटलिटिक प्रभाव के कारण ऑक्सीडेटिव प्रतिक्रियाएं:


 * एच+ + एच2ओ → एच+ + •ओएच
 * 2एन+ + 2 एच2ओ → 2 एच+ + एच2ओ2
 * एच2ओ2 → 2 •ओएच

फोटोकैटलिटिक प्रभाव के कारण रिडक्टिव प्रतिक्रियाएं:


 * इ− + ओ2 → •ओ2 -
 * • ओ2− + एच2ओ + एच+ → एच2ओ2 + ओ2
 * एच2ओ2 → 2 •ओएच

अंततः, दोनों प्रतिक्रियाओं में हाइड्रॉक्सिल रेडिकल उत्पन्न होते हैं। ये रेडिकल प्रकृति में ऑक्सीडेटिव होते हैं और ई0= +3.06वी की रेडॉक्स क्षमता के साथ गैर-चयनात्मक होते हैं।

टाइटेनियम डाइऑक्साइड विषम कटैलिसीस के लिए एक आम पसंद है। रासायनिक वातावरण के लिए जड़ता और लंबी अवधि की फोटोस्टेबिलिटी ने को कई व्यावहारिक अनुप्रयोगों में एक महत्वपूर्ण सामग्री बना दिया है।  एक विस्तृत बैंड-अंतर अर्धचालक है। इसकी आमतौर पर रूटाइल (बैंडगैप 3.0 ईवी) और एनाटेज (बैंडगैप 3.2 ईवी) चरणों में जांच की जाती है। फोटोकैटलिटिक प्रतिक्रियाएं अर्धचालक के बैंड अंतराल के बराबर या उससे अधिक ऊर्जा के साथ रोशनी के अवशोषण द्वारा शुरू की जाती हैं। यह इलेक्ट्रॉन-छिद्र (e− /h+) युग्म उत्पन्न करता है|[22] (ई- /एच +) जोड़े: <रेफरी नाम = इभादों 189–218 >  टेक्स्ट को इस स्रोत से कॉपी किया गया था, जो Creative Commons Attribution 3.0 (CC BY 3.0) लाइसेंस के तहत उपलब्ध है।

जहां इलेक्ट्रॉन कंडक्शन बैंड में होता है और होल वैलेंस बैंड में होता है। विकिरणित कण अर्धचालक के संपर्क में अणुओं के लिए इलेक्ट्रॉन दाता या स्वीकर्ता के रूप में व्यवहार कर सकता है। यह अवशोषित प्रजातियों के साथ रिडॉक्स प्रतिक्रियाओं में भाग ले सकता है, क्योंकि वैलेंस बैंड होल दृढ़ता से ऑक्सीकरण कर रहा है जबकि कंडक्शन बैंड इलेक्ट्रॉन दृढ़ता से कम हो रहा हैकम कर रहा है।[22]

प्लास्मोनिक एंटीना-रिएक्टर फोटोकैटलिसिस
एक प्लास्मोनिक एंटीना-रिएक्टर फोटोकैटलिस्ट एक फोटोकैटलिस्ट है जो एक उत्प्रेरक को संलग्न एंटीना के साथ जोड़ता है जो उत्प्रेरक की प्रकाश को अवशोषित करने की क्षमता को बढ़ाता है, जिससे इसकी दक्षता बढ़ जाती है।

एक सिलिकॉन डाइऑक्साइड एक एयू(au) प्रकाश अवशोषक के साथ मिलकर हाइड्रोजन सल्फाइड-टू-हाइड्रोजन प्रतिक्रियाओं को त्वरित करता है। यह प्रक्रिया परंपरागत क्लॉस प्रक्रिया का एक विकल्प है जो 800-1,000 डिग्री सेल्सियस (1,470-1,830 डिग्री फारेनहाइट) पर संचालित होती है|

Cu प्रकाश अवशोषक के साथ मिलकर एक Fe उत्प्रेरक दृश्यमान प्रकाश का उपयोग करके परिवेश के तापमान पर अमोनिया से हाइड्रोजन का उत्पादन कर सकता है । पारंपरिक Cu-Ru उत्पादन  650-1000 C पर संचालित होता है.

अनुप्रयोग
फोटोएक्टिव उत्प्रेरक पिछले एक दशक में पेश किए गए हैं, जैसे कि और ZnO नैनो रोड्स। अधिकांश इस तथ्य से पीड़ित हैं कि वे अपनी बांड संरचना के कारण केवल यूवी विकिरण के तहत ही प्रदर्शन कर सकते हैं। ग्राफीन-जेएनओ नैनोकम्पाउंड समेत अन्य फोटोकैटलिस्ट इस समस्या का मुकाबला करते हैं।

कागज
सूक्ष्म आकार के जिंक ऑक्साइड टेट्रापोडल कणों को पायलट पेपर उत्पादन में जोड़ा गया। सबसे आम एक-आयामी नैनोस्ट्रक्चर हैं, जैसे कि नैनोरोड्स, नैनोट्यूब, नैनोफाइबर, नैनोवायर, लेकिन नैनोप्लेट्स, नैनोशीट्स, नैनोस्फेयर, टेट्रापोड भी। ZnO जोरदार ऑक्सीडेटिव, रासायनिक रूप से स्थिर है, बढ़ी हुई फोटोकैटलिटिक गतिविधि के साथ, और एक बड़ी मुक्त-उत्तेजना बाध्यकारी ऊर्जा है। यह गैर-विषाक्त, प्रचुर मात्रा में, जैव-संगतता, जैव-निम्नीकरणीय, पर्यावरण के अनुकूल, कम लागत और सरल रासायनिक संश्लेषण के साथ संगत है। ZnO सौर विकिरण के तहत फोटोकैटलिसिस में इसके व्यापक उपयोग की सीमा का सामना करता है। इस सीमा को दूर करने के लिए कई दृष्टिकोण सुझाए गए हैं जिसमें बैंड गैप को कम करने के लिए डोपिंग और चार्ज वाहक पृथक्करण में सुधार शामिल है।

पानी का बंटवारा
Photocatalytic जल विभाजन पानी को हाइड्रोजन और ऑक्सीजन में अलग करता है:



प्रचलित जांच सामग्री, TiO2, अक्षम है। TiO2 और निकल ऑक्साइड (NiO) के मिश्रण अधिक सक्रिय होते हैं। NiO दृश्यमान स्पेक्ट्रम के महत्वपूर्ण दोहन की अनुमति देता है। पराबैंगनी रेंज में एक कुशल फोटोकैटलिस्ट सोडियम टैंटेलाइट (NaTaO3) पर आधारित है, जिसे लैंथेनम से डोप किया गया है और एक निकल ऑक्साइड कोकैटलिस्ट के साथ लोड किया गया है।। सतह को लेण्टेनियुम के साथ डोपिंग से नैनोस्टेप्स के साथ ग्रूव किया गया है (3-15 एनएम रेंज, नैनोटेक्नोलॉजी देखें)। NiO कण किनारों पर मौजूद होते हैं, जिसमें खांचे से ऑक्सीजन निकलती है।

सेल्फ-क्लीनिंग ग्लास
टाइटेनियम डाइऑक्साइड सेल्फ-क्लीनिंग ग्लास में भाग लेता है।।  से उत्पन्न मुक्त कण कार्बनिक यौगिकों का ऑक्सीकरण करते है।  खुरदरा कील जैसा  सतह को ऑक्टाडेसिलोफॉस्फोनिक एसिड (ODP) के हाइड्रोफोबिक मोनोलेयर के साथ संशोधित किया जा सकता है।  सतहें जो 10 सेकंड के लिए प्लाज्मा (भौतिकी) से उकेरी गई थीं और बाद में ODP के साथ सतह के संशोधनों ने 150◦ से अधिक जल संपर्क कोण दिखाया। ऑक्टाडेसिलोफॉस्फोनिक के तेजी से अपघटन के कारण यूवी रोशनी पर सतह को एक सुपरहाइड्रोफिलिक सतह (जल संपर्क कोण = 0◦) में परिवर्तित कर दिया गया था, जिसके परिणामस्वरूप ऑक्टाडेसिलोफॉस्फोनिक एसिड कोटिंग का तेजी से अपघटन हुआ। इस कारण  के व्यापक बैंड अंतराल, अर्धचालक सामग्री द्वारा प्रकाश अवशोषण और अनोपेड tio2 के परिणामस्वरूप सुपरहाइड्रोफिलिक रूपांतरण के लिए पराबैंगनी विकिरण (तरंग दैर्ध्य 390 एनएम) की आवश्यकता होती है और इस तरह बाहरी अनुप्रयोगों के लिए स्व सफाई को बाहरी अनुप्रयोगों को प्रतिबंधित कर देता है।

कीटाणुशोधन और सफाई

 * जल कीटाणुशोधन / परिशोधन, सौर जल कीटाणुशोधन (एसओडीआईएस) का एक रूप। अधिशोषक टेट्राक्लोरोएथिलीन जैसे जीवों को आकर्षित करते हैं|अधिशोषक को 18 घंटे के लिए पैक्ड बेड में रखा जाता है। खर्च किए गए अधिशोषकों को पुनर्जनन द्रव में रखा जाता है, अधिशोषण के दौरान पानी के प्रवाह के विपरीत गर्म पानी को प्रवाहित करके अनिवार्य रूप से जुड़े कार्बनिक पदार्थों को हटा दिया जाता है। पुनर्जनन द्रव शेष जीवों को हटाने और विघटित करने के लिए सिलिका जेल फोटोकैटलिस्ट्स के निश्चित बिस्तरों से होकर गुजरता है।
 * स्व-नसबंदी (स्टरलाइजिंग) कोटिंग्स (खाद्य संपर्क सतहों और अन्य वातावरणों में आवेदन के लिए जहां माइक्रोबियल रोगजनक अप्रत्यक्ष संपर्क से फैलते हैं)।
 * एक चुंबकीय क्षेत्र का उपयोग करके उत्तेजित जैविक संदूषकों के नैनोकणों का ऑक्सीकरण।
 * सर्जिकल उपकरणों की नसबंदी, बिजली और ऑप्टिकल घटकों से उंगलियों के निशान को हटाना।

से हाइड्रोकार्बनका उत्पादन
, कार्बन डाइऑक्साइड का गैसीय हाइड्रोकार्बन में रूपांतरण है | प्रस्तावित प्रतिक्रिया तंत्र में कार्बन मोनोऑक्साइड और कार्बन डाइऑक्साइड से अत्यधिक प्रतिक्रियाशील कार्बन रेडिकल का निर्माण शामिल है जो अंततः मीथेन बनाने के लिए फोटोजेनरेटेड प्रोटॉन के साथ प्रतिक्रिया करता है।  आधारित फोटोकैटलिस्ट की दक्षता कम हैं, हालांकि कार्बन नैनोट्यूब और धात्विक नैनोकणो जैसे नैनोस्ट्रक्चर मदद करते है|

पेंट्स
ईपेंट पारंपरिक गन्दगी रोधी समुद्री पेंट का एक कम विषैला विकल्प है जो हाइड्रोजन पेरोक्साइड उत्पन्न करता है।

पॉलीपीरिडिल कॉम्प्लेक्स द्वारा कार्बनिक प्रतिक्रियाओं का फोटोकैटलिसिस, पोर्फिरीन, या अन्य रंजक शास्त्रीय दृष्टिकोण से दुर्गम सामग्री का उत्पादन कर सकते हैं। अधिकांश फोटोकैटलिटिक डाई डिग्रेडेशन अध्ययनों ने को नियोजित किया है|  के एनाटेज रूप मे उच्च फोटॉन के अवशोषण गुण होते हैं।

निस्पंदन झिल्ली
निस्पंदन झिल्ली के लिए गंदगी रोधी कोटिंग्स, प्रदूषक गिरावट या Cr(VI) निष्कासन के लिए पृथक्करण परत के रूप में कार्य कर सकती है ।

निर्माण
Light2CAT 2012 से 2015 तक यूरोपीय आयोग द्वारा वित्त पोषित एक परियोजना थी। इसका उद्देश्य एक संशोधित TIO विकसित करना था, जो दृश्यमान प्रकाश को अवशोषित कर सके और इस संशोधित  का निर्माण कर कंक्रीट में शामिल कर सके |, NOx जैसे हानिकारक प्रदूषकों को NO3− में बदल देता है |3 संशोधित  का उपयोग कोपेनहेगन और होलबेक, डेनमार्क और वालेंसिया, स्पेन में उपयोग किया गया था। इस "स्व-सफाई" कंक्रीट के कारण एक वर्ष के दौरान NOx में 5-20% की कमी आई।

परिमाणीकरण
ISO 22197-1:2007  के माप के लिए एक परीक्षण विधि निर्दिष्ट करता है, उन सामग्रियों को हटाने के लिए जिनमें एक फोटोकैटलिस्ट होती है या सतही फोटोकैटलिटिक फिल्में होती हैं। विशिष्ट फूरियर रूपांतरण अवरक्त स्पेक्ट्रोस्कोपी सिस्टम का उपयोग विशेष रूप से वाष्पशील कार्बनिक यौगिकों और प्रतिनिधि बाइंडर मैट्रिक्स के संबंध में फोटोकेटलिटिक गतिविधि या निष्क्रियता को चिह्नित करने के लिए किया जाता है। मास स्पेक्ट्रोमेट्री नाइट्रोजन एनओएक्स(NOx) या  गैसीय प्रदूषकों के अपघटन को ट्रैक करके फोटोकैटलिटिक गतिविधि के मापन की अनुमति देता है

यह भी देखें

 * हल्की कटाई सामग्री
 * फोटोइलेक्ट्रॉनिक सेल
 * photolysis
 * फोटोकैटलिटिक जल विभाजन
 * फोटोरेडॉक्स कटैलिसीस
 * फोटोइलेक्ट्रॉनिक ऑक्सीकरण
 * फोटोसेंसिटाइज़र