光催化基本原理光催化化学研究始于20世纪80年代初。POM含有d0电子构型的过渡金属原子和2p电子构型的氧原子。氧原子中的2p电子向过渡金属M的5d空轨道跃迁，即O-M的电荷跃迁xygen-to-metal charge-transfer,简写为OMCT。
按照分子轨道理论，POM分子吸收光以后，其分子中的电子由占有轨道（HOMO）被激发到未占用轨道（LUMO），形成激发态的POM*，POM*具有较强的氧化能力，可以氧化其他物质而本身被还原为杂多蓝（POM-）。通常激发态的POM*具有这种较强的电子储存能力。
半导体光催化剂大多是硫族化合物半导体都具有区别于金属或绝缘物质的特别的能带结构，即在价带（ValenceBand,VB）和导带（ConductionBand,CB）之间存在一个禁带（ForbiddenBand,BandGap）。
由于半导体的光吸收阈值与带隙具有式 K=1240/Eg(eV)的关系，因此常用的宽带隙半导体的吸收波长阈值大都在紫外区域。当光子能量高于半导体吸收阈值的光照射半导体时，半导体的价带电子发生跃迁，即从价带跃迁到导带，从而产生光生电子（e-）和空穴（h+）。此时吸附在纳米颗粒表面的氢氧根离子和水氧化成氢氧自由基。
