Dès les années 30 du 20e siècle, des matériaux photocatalytiques à base d'oxyde de zinc ont été découverts. En 1967, le professeur Kenichi Honda et le doctorant Akira Fujishima de l'Université de Tokyo ont découvert que l'électrolyse de l'eau pouvait être réalisée en irradiant des électrodes de dioxyde de titane avec de la lumière, à savoir « l'effet Honda-Fujishima », qui a ouvert la porte à l'application du dioxyde de titane dans le domaine de la photocatalyse. En 1972, Nature a publié les recherches de Fujishima et Honda sur la photocatalyse dans le domaine de la photolyse de l'eau. Il a ouvert un nouveau chapitre dans la recherche photocatalytique.
En 1976, Garey et coll. a été le pionnier de l'application des photocatalyseurs dans le domaine de la protection de l'environnement, en utilisant la photocatalyse pour dégrader les polluants dans l'eau. Depuis lors, l'expansion du champ d'application des matériaux photocatalyseurs semi-conducteurs dans les sciences de la vie et la conversion de l'énergie lumineuse en une autre énergie sont devenues la principale direction de recherche.
En 2015, une entreprise japonaise a développé un nouveau type de particule photocatalytique qui devrait résoudre le problème du manque d’eau. Les particules sont composées de particules de zéolite et de particules de dioxyde de titane, qui sont soigneusement mélangées aux eaux usées sous irradiation ultraviolette, ce qui peut purifier les eaux usées à un niveau potable. Le nouvel équipement de purification d'eau par photocatalyseur est assez simple et efficace, et peut purifier jusqu'à 3 tonnes d'eau en 1 jour. Les matériaux photocatalyseurs efficaces et propres ont attiré une grande attention à l’ère des économies d’énergie.