TiO2 là một vật liệu bán dẫn vùng cấm rộng, chiết suất cao, đã được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp như làm sơn, kem đánh răng, lớp phủ bảo vệ khỏi tia UV, xử lý các hợp chất độc hại trong pha khí (xử lý khí NOx, CO; xử lý các hợp chất hữu cơ bay hơi độc hại như toluen, xylen,... trong các nhà máy sản xuất và sử dụng), pha lỏng (các hợp chất hữu cơ độc hại trong nước thải từ công nghiệp dệt nhuộm, giấy, mạ, in,...) và trong pha rắn (các chất bảo quản thực vật, chất diệt sâu bọ như DDT trong đất) [80, 116].
Quá trình quang xúc tác không đủ để phân hủy lượng lớn một chất ngay lập tức, tuy nhiên nó có hiệu quả cao trong việc phá hủy sự phát triển của các chất cũng như vi sinh vật. Người ta đã chứng minh rằng, TiO2 hữu dụng trong quá trình tiêu diệt các vi sinh vật như vi khuẩn và virut, làm mất khả năng hoạt động của tế bào ung thư, làm sạch bụi bẩn và chống truyền nhiễm các bệnh lý do nước uống bị nhiễm bẩn [22, 84, 85]. Một số ứng dụng chủ yếu của nano TiO2 trong lĩnh vực xúc tác quang hóa được thể hiện trên Hình 1.6.
Trên thế giới, công nghệ nano đang là một cuộc cách mạng sôi động trong đó nano TiO2 là một hướng nghiên cứu rất triển vọng. Nhiều sản phẩm nano TiO2 đã được ứng dụng thương mại hóa như: Máy làm sạch không khí khỏi nấm mốc, vi khuẩn, virus và khử mùi trong bệnh viện, văn phòng, nhà ở (Mỹ); khẩu trang nano
phòng chống lây nhiễm qua đường hô hấp (Nhật Bản); vải tự làm sạch, giấy khử mùi diệt vi khuẩn (Đức, Úc); gạch lát đường phân hủy khí thải xe hơi (Hà Lan)...
Hình 1.6. Các ứng dụng quang xúc tác của nano TiO2
Ở Việt Nam, vật liệu nano TiO2 hiện nay đã được nhiều nhà khoa học quan tâm, có nhiều công trình về vật liệu nano TiO2 được công bố trong và ngoài nước. Tuy nhiên, các kết quả này thiên về nghiên cứu cơ bản. Việc đưa vào ứng dụng thực tiễn còn bị hạn chế, do cần phải vượt qua rào cản về hiệu quả kinh tế và khoa học - công nghệ.