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光催化氧化處理有機廢氣的主要原理是利用光催化劑銳鈦型二氧化鈦（TiO2），二氧化鈦（TiO2）作為一種新的光催化半導體材料，近半個世紀以來的成功運用。日本已將其列為本世紀重點發展的新技術，被譽為當今世界上先進的空氣凈化新技術，近來在中國也得到較廣泛應用。光催化劑是光催化過程的關鍵部分，其活性的高低嚴重影響光催化效果。目前所用的光催化劑二氧化鈦（TiO2）的光催化活性高又不產生光腐蝕，且無毒價廉，是目前廣泛使用的光催化劑。

在室溫下，當UV紫外線光燈，波長在253.7nm以下的光量子照射到二氧化鈦顆粒上時，催化劑在價帶的電子被光量子所激發，躍遷到導帶形成自由電子。二氧化鈦而在價帶形成一個帶正電的空穴，這樣就形成電子－空穴對。利用所產生的空穴的氧化及自由電子的還原能力，二氧化鈦和表面接觸的水分H2O和O2發生反應，產生氧化力極強的自由基，這些自由基幾乎可分解和斷裂所有有機物的官能鍵，改變廢氣中有機物分子的結構,并將其所含的氫（H）和碳（C）變成水和二氧化碳，有機廢氣中得到降解和凈化。

光催化氧化處理裝置在處理有機廢氣的的同時，同時也具有較好的除臭功能。