随着现代社会与工业的发展，传统能源如石油煤炭等，不仅在总量上储备有限使其价格日益飞涨，随着人们环保意识的日渐增强，其燃烧后对环境的污染也越来越不可忽视。而太阳能作为一种取之不尽用之不竭的清洁可再生能源，其利用方式一直为人们所感兴趣。以光催化分解水为例：自20世纪60年代本多-藤岛效应（及二氧化钛和白金电极在光照实可催化分解水）[1]被发现以来，人们就一直在探索利用光催化从水中获取氢能的手段。目前太阳能催化分解水主要有以下三种方式：

（1）光电化学池（PEC）[2]

由光阳极和光阴极组成，半导体在光照下激发出光生载流子并通过外电路流向对电极，使水氧化还原生成氢气和氧气。其优点是氢气和氧气在不同的电极上产生进而减小了光生载流子的复合几率。而缺点是要加上外偏压，并且结构复杂，难以放大，所以迅速被其他方式取代。

（2）光助络合催化[3]

根据光合作用的原理设计出一种金属络合物来人工模拟光合作用，尽管从能量转化的角度来看十分理想，但由于系统复杂、络合物稳定性差等特点，其很快被半导体光催化技术所取代。

（3）半导体光催化[4]

半导体光催化的系统则相对简单，可想象为一微电极悬浮于水中，表面搭载贵金属以输运、转移电子。光照激发出光生载流子并通过贵金属转移至水中氧化还原水分子产生氢气和氧气。

目前半导体光催化是最被看好的光催化手段。良好的光催化剂应有效率高、光照下稳定等性质。而催化效率又与催化材料形貌、半导体带隙宽度和光生载流子复合率、生成的产物的复合率有关：过宽的带隙将使半导体不能吸收波长较长，能量较低的光，从而不能很好地利用光能；过窄的带隙产生的光生载流子不具有足够的电势使水氧化还原。能使水氧化还原的电子势能为1.23eV，而实际上由于化学过电势等因素的存在，带隙取值往往远远高于这个值，例如2.0 eV。而产生的光生载流子若很快在半导体内复合也无法参与氧化还原反应，导致光能的浪费。光分解水生成的氢和氧若不马上进行分离也易复合重新生成水使产率下降。综上，找到合适的带隙与想方设法克服光生载流子的复合、将产物及时地分离便成了光催化材料工作中的主要研究课题。

国内对光催化的研究可按照时间分为1975-1985,1985-1995,1995-2012等若干时期[5]：

在1975-1985这个时期，人工光合作用和太阳能的转换被列在《全国科学技术发展规划纲要》中的十四个主要课题中。而光解水作为利用太阳能的一种最简单且清洁的方式，在中国得以迅速发展。一般而言，光催化水分解体系可以分为两类，即涉及金属络合物作为光敏剂的均相体系和由半导体纳米粒子组成的非均相体系。金属配合物被用作光敏分解光敏剂。光催化分解主要包括光敏剂，电子介体，电子给体，表面活性剂和其他添加剂[6]。此外，半导体纳米粒子也被用于光催化水解和有机合成，因为它们容易被设计成光催化层薄膜。光催化脱氢C-C偶联的H和乙二醇生产也报道了含有ZnS，甲醇和水的粉末状光催化体系。重要的是氢的高析出速率和高选择性（95％）的乙二醇接近国际先进标准[7]。