氧化鋅納米顆粒在受到大于禁帶寬度能量的光子照射后，會(huì)產(chǎn)生電子一空穴對(duì)。空穴具有很強(qiáng)的氧化性，與表面的OH反應(yīng)生成氧化性很高的羥基自由基，活潑的羥基自由基可以殺死多種細(xì)菌和病毒，也可以與很多難生物降解的有毒有機(jī)物反應(yīng)生成二氧化碳和水等無(wú)機(jī)物。
氧化鋅納米材料有很強(qiáng)的吸附有機(jī)污染物的能力；而且與普通顆粒相比，它幾乎不引起光的散射，因而具有很強(qiáng)的光催化降解有機(jī)物的能力，被認(rèn)為是一種極具應(yīng)用前景的高效活性光催化劑。氧化鋅納米顆粒光催化降解水中有機(jī)污染物的光催化機(jī)理。該反應(yīng)可以分為如下幾個(gè)過(guò)程：首先光源激發(fā)，電子從價(jià)帶激發(fā)到導(dǎo)帶，同時(shí)在價(jià)帶產(chǎn)生相應(yīng)的空穴，從而生成電子一空穴對(duì)；然后電子與空穴分離并遷移到粒子表面的不同位置，參與氧化還原反應(yīng)，還原和氧化吸附在表面上的物質(zhì)。
光致空穴具有很強(qiáng)的得電子能力，具有強(qiáng)氧化性，可奪取半導(dǎo)體顆粒表面有機(jī)物或溶劑中的電子，使原本不吸收光的物質(zhì)被活化氧化。同時(shí)，光生空穴還與水作用生成具有強(qiáng)氧化性的羥基自由基，能夠無(wú)選擇性地攻擊大部分的有機(jī)物。電子從導(dǎo)帶傳送給反應(yīng)物的過(guò)程當(dāng)中，會(huì)與溶液體系所提供的分子氧形成過(guò)氧陰離子及其質(zhì)子化形式，然后發(fā)生歧化反應(yīng)生成過(guò)氧化氫。過(guò)氧化氫能與電子繼續(xù)作用生成羥基自由基。最后，經(jīng)過(guò)一系列反應(yīng)，將污染物降解成為水、二氧化碳以及礦化物。
