在近十年裡，利用二氧化鈦產氫的研究中，發現二氧化鈦型的光催化劑除了產氫功能外，又可以同時達到降解污染物的雙功能性。以下是這一類研究的最新案例。
2009年，日本的研究人員對外發表了TiO2觸媒新技術，他們將薄薄一層的氧化鋁披覆在經光敏染料處理過的TiO2顆粒表面後，在可見光的條件下，發現該TiO2催化劑可以有效增強產氫量，同時又可以將四氯化碳CCl4結構中的氯離子做斷鍵。
2014 年，韓國的研究人員發表了，將奈米級的TiO2為基礎並以鉑和 Nafion做為改性劑，發現該觸媒可以同時產生氫氣並降解羅丹明 B（RhB，一種桃紅色的鹽基性偶氮染料，佔染料市場總產量的 65% 以上）。
2018年，中國研究人員發表了由石墨烯量子點(quantum dots)、錳氮等摻雜在TiO2和石墨氮化碳（GQDs/Mn-N-TiO2/g-C3N4）所組成的複合催化劑，成功實現了製氫和有機污染物的降解效果。
在其他潛在的環保領域應用還包括：
●水耕種植裝置的水處理系統：
水中的有機污染物可以被有效分解，卻又可以不破壞植物生長所需的營養物質。
●處理被揮發性有機化合物污染過的土壤：
將含有 TiO2 和活性炭粉末的瓦楞紙覆蓋在土壤上，並通過多種反應後會使污染物分解並產生氣體揮發掉，達到去除土壤中污染物的目的。
●減輕熱島效應：
將水噴在塗有 TiO2 光催化劑的建築物表面，可以幫助建築物冷卻又不會造成建築物表面的發霉。
●淨化空氣中的污染物：
TiO2 納米顆粒應用在建築物的建材塗層或摻入建築材料中，可以幫助去除建築物周遭的大氣中污染物質。
然而，縱使TiO2有上面這一些正面的環境觸媒效果，但仍有一些研究人員擔心以 TiO2 做為光催化的塗料可能會產生一些害處。
請參以下的研究發表：
2013 年，印第安納大學環境科學家發表，在現實的條件下，二氧化鈦塗層很可能將氨轉化為氮氧化物，這是臭氧有害污染物質的關鍵前驅物。 在該大學的新聞稿中，IU Bloomington 公共與環境事務學院助理教授 Jonathan D. Raff 表示，其他的研究都忽略了TiO2觸媒對氨的影響，因為他們的研究是在工業生產條件下的高污染排放做為反應條件，而非低污染和一般空氣濕度條件下的城市環境。
2017年，中國和法國的研究人員共同發表了，以TiO2做為光催化的塗料在其使用壽命期間可能會釋放出大量的奈米型顆粒和具揮發性的有機化合物例如甲醛等物質。該研究報告的第一作者，格勒諾布爾阿爾卑斯大學的 Delphine Truffier-Boutry 在研究結果的新聞稿中說“該研究所提出的觀點是挑戰以TiO2做為光催化塗料在改善城市和室內空氣品質上的用途〞。
此外，在其他的研究團隊也不斷地探索如何以〝更安全的設計〞來減輕TiO2做為光催化劑的塗料對環境的潛在危害性。例如，法國和羅馬尼亞組合的研究團隊就建議用生物性分子(如賴氨酸、去鐵胺、多巴胺)與聚丙烯酸和聚乙二醇等聚合物做為組合並覆蓋在TiO2的奈米顆粒表面，它相對於傳統的奈米TiO2顆粒在水中具有更好的穩定特性，並且該複合材料也比較不易被分解掉。