TiO2-anatase hiện là chất xúc tác quang được sử dụng nhiều nhất cho các ứng dụng môi trường do tính ổn định cao, vị trí tốt của các mép dải, khả năng chống vận chuyển điện tích thấp, hoạt tính quang xúc tác cao, độ ổn định hóa học và nhiệt cao, độc tính thấp và giá thành rẻ. Tuy nhiên, để tăng tính hữu dụng o titan đioxit, cần phải tăng hoạt tính và khả năng hấp thụ ánh sáng nhìn thấy của nó.
Vì TiO2 có thể góp phần ngăn ngừa nhiễm trùng bệnh viện, ứng dụng thực tế của nó trong lĩnh vực này đang được dự kiến rất nhiều. Xúc tác quang TiO2, tương tự như các tế bào thực bào của hệ thống miễn dịch của con người, sử dụng các hiệu ứng gây độc tế bào của các loài oxy phản ứng (ROS) để bất hoạt vi sinh vật. Những ROS này được biết là có phản ứng cao với các phân tử sinh học và do đó chúng có hiệu quả trong việc khử hoạt tính của nhiều loại vi sinh vật khác nhau.
Quá trình quang hoạt của vi sinh vật dưới bức xạ UV sử dụng TiO2 đã được nghiên cứu kỹ lưỡng với thành công lớn; Nhiều loại vi sinh vật đã được nghiên cứu, vi khuẩn Gram âm và Gram dương, bao gồm các dạng tiềm sinh (nang, bào tử) nấm, tảo và động vật nguyên sinh. Nhắm mục tiêu vào các ứng dụng thương mại trong tương lai, nghiên cứu hướng đến việc sử dụng ánh sáng khả kiến thay vì chỉ sử dụng tia cực tím và cố định chất xúc tác quang. Việc pha tạp TiO2 và / hoặc trang trí với mục tiêu tăng hoạt độ quang và độ hấp thụ quang đã được xem xét ngắn gọn cũng như việc sử dụng chất xúc tác quang tổng hợp TiO2 / graphene. Việc sử dụng graphene làm giảm nguy cơ gây hại cho sức khỏe bởi vì trong vật liệu tổng hợp TiO2 / graphene, các hạt nano TiO2 được gắn vào các tiểu cầu graphene kích thước siêu nhỏ ngăn cản chất xúc tác được cơ thể con người hấp thụ. Trong trường hợp của chất xúc tác quang tổng hợp TiO2 / graphene, việc trang trí TiO2 bằng các kim loại nhưAg vàAu làm giảm thêm sự tái kết hợp điện tích, cho thấy hiệu ứng plasmonic và giảm thế năng oxy hóa khử.
Mặc dù đầy hứa hẹn, xúc tác quang vẫn gặp một số hạn chế khi tự coi mình là một kỹ thuật khử trùng tham chiếu. Bên cạnh những hạn chế đã đề cập liên quan đến việc tối ưu hóa chất xúc tác quang để đạt được hoạt tính ánh sáng nhìn thấy được, việc thiếu kiến thức về ảnh hưởng lâu dài của quá trình quang hoạt đối với vi sinh vật là một vấn đề cần quan tâm.
