有機合成
1983年，光催化芳香鹵代烴羧基化合成反應的實現，開始了光催化在有機合成中的應用研究。而後，隨著光催化技術在有機合成方面得到了人們越來越多的關注，光催化選擇性合成有機物的應用研究也陸續開展。
光催化能在有機合成中引起大量的關注，得益於它的一些顯著的潛能：
1. 光催化反應具有能夠以太陽能作為反應光源的潛能，大大降低了能量消耗，又不對環境產生二次污染；
2. 光催化反應在溫和條件下即可進行，而且，無需加入危險、有害的化學物品；
3. 激發光能量較高，可以激發分子，而且能夠補償反應中吉布斯自由能的增加量，因而，光催化能夠激發常溫熱力學不能自發進行的反應，甚至可以打破熱力學平衡；
4. 當進行貴金屬（如Pt、Au等）負載後，在氧氣和水存在的條件下顯示出其強氧化性，有助於有機物的合成，如納米Pt改性的三氧化鎢光催化劑具有較高的反應活性；
5. 許多光催化作用能夠提供簡短的反應歷程，將副反應的發生減小到最小程度，這是一些普通的催化反應所不具備的獨特機理；
6. 經多次使用後，某些光催化劑的催化合成有機物活性依然很穩定。
<合成甲酸
甲酸（化學式HCOOH）和甲酸甲酯（HCOOCH3）是重要的化工原料，廣泛應用於有機合成、製備染料、印染、醫藥等許多領域。目前工業上普遍使用甲酸鈉法生產；同時，也可以使用CO和水生產。
研究表明，CO在水中可以被光催化還原成甲酸、甲醛、甲醇、甲烷等有機化合物。光催化還原具有反應條件溫和、能耗低、二次污染少等優點。近年來，將這一技術應用於熱表面催化難以實現的CO還原反應體系的研究受到了人們的廣泛關注。根據光敏劑和催化劑的不同，CO的光催化還原研究主要分為以下四類：
1. 二氧化鈦為光敏劑（或稱為助劑），其它金屬和金屬氧化物等作為催化劑；二氧化鈦和三氧化鎢兩種半導體的複合，能夠增加俘獲質子或電子的能力，進而增強光催化性能；
2. 卟啉，Ru(bpy)32+,ReX(CO)(bpy)既作為光敏劑，又作為催化劑；
3. Ru(bpy)32+作為光敏劑，另一種金屬複合物作為催化劑；
4. 有機物作為光敏劑，金屬複合物作為催化劑。
WO3作為一種半導體光觸媒，其禁帶寬度為2.4eV~2.8eV，意味著它有更寬的光吸收波段，能回應可見光，被認為是替代二氧化鈦光觸媒的很好的光催化材料。WO3光催化特性的研究在不斷進行，特別是超細粉體的WO3在催化領域具有廣闊的前景。
