TiO₂ широко используется в области фотокатализа, в основном включая следующие аспекты:
«Фотоминерализация»: под воздействием ультрафиолетового излучения TiO₂ может окислять и разлагать органические и неорганические загрязнители в воде и, наконец, минерализоваться до неорганических малых молекул, диоксида углерода и воды. Этот метод оказывает значительное влияние на очистку сточных вод, дезодорацию и самоочистку.
«Бактерицидный»: гидроксильные радикалы, генерируемые TiO₂ во время фотокаталитического процесса, обладают высокой окислительной способностью и могут эффективно разрушать клеточные стенки бактерий и вирусные белки, тем самым подавляя рост бактерий, вирусов и других микроорганизмов на поверхности жидкости и в жидкости.
«Индуцированная супергидрофильность»: поверхность, покрытая пленкой TiO₂, становится чрезвычайно гидрофильной под воздействием ультрафиолетового излучения, что позволяет легко смыть грязь с поверхности.