一般以为纳米TiO2光催化降解的机理如下：锐钛型纳米TiO2具有较高的光催化氧化才能。其禁带宽度为Eg=3.2eV,相当于波长387nm光的能量，这正好处于紫外区，所以，用TiO2作为光催化氧化反响需紫外光源，例如，太阳光、卤钨灯、灯等。在紫外线作用下它的价带上电子被激发到导带，而在价带上发作空穴，构成自在电子一空穴对。即在紫外线的照射下，能够自行分化出自在移动的带负电的电子(e-)和带正电的空穴(h＋)，发作一系列化学反响，构成电子一空穴对，而吸附溶解在TiO2表面的氧抓获电子构成O2-，空穴则将吸收在TiO2表面的OH-和H2O氧化成HO·，生成的原子氧和氢氧自在基有很强的化学活性，特别是原子氧能与大都有机物反响，使有机物被氧化分化，终究分化为CO2、H2O和(或)无机物。
据统计现在已发现3000多种难降解的有机物能够在紫外线照、射下，通过纳米TiO2敏捷降解，特别是当水中有机污染物浓度较高或用其他办法很难降解时，这种技能有着更显着的优势。
纳米TiO2具有光催化降解功能，不只能够处理废水中的有机污染物，一起也能够处理空气中的污染物。如氮氧化物(NOx)、油污、乙醇、甲醇、甲醛、、硫醇等，其间对氮氧化物降解率达80％。处理这些污染物，无需将污染物与干流液(气)体别离，就能够把它们直接转化为无毒、无害的CO2、H2O和(或)无机物。因此能够防止吸收、吸附等净化办法或许发作的二次污染。一起能够使操作过程简化。因此使用纳米TiO2光催化除污已成为管理环境最有开展前途的办法之一。纳米TiO2光催化降解有机物废水处理技能的长处如下:①具有巨大的比表面积，因此具有与废水中的有机污染物更充沛的触摸，可将有机物极大极限地吸附在它的粒子表面;②具有更强的紫外线吸收才能，因此具有更强的光催化降解才能，可快速将吸附在其表面的有机物分化掉。
1.处理染料废水
染料废水中含有环、基、偶氮基团等致癌物质，惯例办法处理水溶性染料的降解功率一般很低。研讨发现，用TiO2/SiO2系统能够很敏捷地降解R-6G染料。选用TiO2/SiO2光催化降解染料不只能有用地损坏染猜中的发色基团，而且能够损坏染料分子中的芳香基团，到达彻底降解的意图。
2.处理农药废水
纳米TiO2光催化降解有机磷农药时，只需向反响液中加入微量的Fe3+，就能够大大进步COD的去除率及无机磷的回收率。
3.处理含表面活性剂的废水
含表面活性剂的废水不光简单发作异味和泡沫，而且还会影响废水的可生化性。非离子型和阳离子型表面活性剂不光很难生物降解，有时还会发作有毒或许不能溶解的中间体。选用纳米TiO2光催化分化表面活性剂已获得了较好的作用，研讨发现，环比烷基或烷氧基更简单断链降解完成无机化，直链部分降解速度极慢，这是由于环中的π电子或许被空穴移到TiO2表面上，生成阳离子自在基的原因。尽管表面活性剂中的链烷烃部分选用光催化降解反响还较难彻底氧化成CO2,但随着表面活性剂环部分的损坏，表面活性及毒性大为下降，生成的长链烷烃副产物对环境的损害显着削减，现在国内外公认将此法用于废水中表面活性剂的处理具有很大的吸引力。
4.处理含油废水
石油工业的不断开展，促进了各国经济的开展，一起也发作了非常严峻的环境污染问题，含油废水就是其间较为严峻的污染之一。处理这种不溶于水且密度比水小的油污，一直是人们重视的难题。用纳米TiO2粉体处理含油废水，其降解率可到达94.74％。若能将其负载于某一载体上，使其漂浮于水面，则能有用进步TiO2的光催化活性。用浸涂、热处理的办法在空心玻璃球表面负载TiO2薄膜，或许用硅偶联将纳米TiO2牢固地黏附于载体空心陶瓷微球表面，光催化降解辛烷都能获得满足的作用。
5.处理造纸废水
造纸工业废水排放量大，难处理，污染严峻，是我国首要的工业污染源之一。选用纳米TiO2光催化氧化法对造纸废水进行二级处理，结果表明，通过光催化深度处理后的造纸废水的COD质量浓度由250.Omg/L降至81.Omg/L,色度由86.0％降至50.0%，彻底到达国家废水排放标准。
6.纳米TiO2表面高活性的电子e-具有很强的复原才能，能够复原除掉废水中的一些重金属
7.照相工业发作的污水，也是有毒、有害的，而且难以降解。 近年来已可用纳米TiO2光催化降解。除此之外，还有烃类、卤代烃、有机酸、含氮有机物、酚类、木材防腐剂等也都能够使用纳米TiO2光催化降解。
纳米TiO2光催化氧化处理废水有着广泛的使用远景。国内使用纳米TiO2光催化技能进行废水处理的研讨，已有十几年的前史，但大大都都停留在实验室初试阶段，尚没有实践使用的报导．原因是工业上使用遭到限制:①量子产率低，约4％，最高不超越10％，难以处理量大、浓度高的工业废气、废水；②太阳能使用率低，以TiO2为主的光催化剂只能吸收使用太阳光中的紫外线部分，而不能充沛使用可见光部分。往后怎么进步量子产率、进步太阳能使用率和进步纳米TiO2光催化功率，下降环境管理本钱，仍是非常重要的课题。
据统计现在已发现3000多种难降解的有机物能够在紫外线照、射下，通过纳米TiO2敏捷降解，特别是当水中有机污染物浓度较高或用其他办法很难降解时，这种技能有着更显着的优势。
纳米TiO2具有光催化降解功能，不只能够处理废水中的有机污染物，一起也能够处理空气中的污染物。如氮氧化物(NOx)、油污、乙醇、甲醇、甲醛、、硫醇等，其间对氮氧化物降解率达80％。处理这些污染物，无需将污染物与干流液(气)体别离，就能够把它们直接转化为无毒、无害的CO2、H2O和(或)无机物。因此能够防止吸收、吸附等净化办法或许发作的二次污染。一起能够使操作过程简化。因此使用纳米TiO2光催化除污已成为管理环境最有开展前途的办法之一。纳米TiO2光催化降解有机物废水处理技能的长处如下:①具有巨大的比表面积，因此具有与废水中的有机污染物更充沛的触摸，可将有机物极大极限地吸附在它的粒子表面;②具有更强的紫外线吸收才能，因此具有更强的光催化降解才能，可快速将吸附在其表面的有机物分化掉。
1.处理染料废水
染料废水中含有环、基、偶氮基团等致癌物质，惯例办法处理水溶性染料的降解功率一般很低。研讨发现，用TiO2/SiO2系统能够很敏捷地降解R-6G染料。选用TiO2/SiO2光催化降解染料不只能有用地损坏染猜中的发色基团，而且能够损坏染料分子中的芳香基团，到达彻底降解的意图。
2.处理农药废水
纳米TiO2光催化降解有机磷农药时，只需向反响液中加入微量的Fe3+，就能够大大进步COD的去除率及无机磷的回收率。
3.处理含表面活性剂的废水
含表面活性剂的废水不光简单发作异味和泡沫，而且还会影响废水的可生化性。非离子型和阳离子型表面活性剂不光很难生物降解，有时还会发作有毒或许不能溶解的中间体。选用纳米TiO2光催化分化表面活性剂已获得了较好的作用，研讨发现，环比烷基或烷氧基更简单断链降解完成无机化，直链部分降解速度极慢，这是由于环中的π电子或许被空穴移到TiO2表面上，生成阳离子自在基的原因。尽管表面活性剂中的链烷烃部分选用光催化降解反响还较难彻底氧化成CO2,但随着表面活性剂环部分的损坏，表面活性及毒性大为下降，生成的长链烷烃副产物对环境的损害显着削减，现在国内外公认将此法用于废水中表面活性剂的处理具有很大的吸引力。
4.处理含油废水
石油工业的不断开展，促进了各国经济的开展，一起也发作了非常严峻的环境污染问题，含油废水就是其间较为严峻的污染之一。处理这种不溶于水且密度比水小的油污，一直是人们重视的难题。用纳米TiO2粉体处理含油废水，其降解率可到达94.74％。若能将其负载于某一载体上，使其漂浮于水面，则能有用进步TiO2的光催化活性。用浸涂、热处理的办法在空心玻璃球表面负载TiO2薄膜，或许用硅偶联将纳米TiO2牢固地黏附于载体空心陶瓷微球表面，光催化降解辛烷都能获得满足的作用。
5.处理造纸废水
造纸工业废水排放量大，难处理，污染严峻，是我国首要的工业污染源之一。选用纳米TiO2光催化氧化法对造纸废水进行二级处理，结果表明，通过光催化深度处理后的造纸废水的COD质量浓度由250.Omg/L降至81.Omg/L,色度由86.0％降至50.0%，彻底到达国家废水排放标准。
6.纳米TiO2表面高活性的电子e-具有很强的复原才能，能够复原除掉废水中的一些重金属
7.照相工业发作的污水，也是有毒、有害的，而且难以降解。 近年来已可用纳米TiO2光催化降解。除此之外，还有烃类、卤代烃、有机酸、含氮有机物、酚类、木材防腐剂等也都能够使用纳米TiO2光催化降解。
纳米TiO2光催化氧化处理废水有着广泛的使用远景。国内使用纳米TiO2光催化技能进行废水处理的研讨，已有十几年的前史，但大大都都停留在实验室初试阶段，尚没有实践使用的报导．原因是工业上使用遭到限制:①量子产率低，约4％，最高不超越10％，难以处理量大、浓度高的工业废气、废水；②太阳能使用率低，以TiO2为主的光催化剂只能吸收使用太阳光中的紫外线部分，而不能充沛使用可见光部分。往后怎么进步量子产率、进步太阳能使用率和进步纳米TiO2光催化功率，下降环境管理本钱，仍是非常重要的课题。
