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光化学及光催化氧化法是目前研究较多的一项高级氧化技术。所谓光催化反应，就是在光的作用下进行的化学反应。
光化学反应需要分子吸收特定波长的电磁辐射，受激产生分子激发态，然后会发生化学反应生成新的物质，或者变成引发热反应的中间化学产物。
光化学反应的活化能来源于光子的能量，在太阳能的利用中光电转化以及光化学转化一直是十分活跃的研究领域。
光催化氧化技术利用光激发氧化将O2、H2O2等氧化剂与光辐射相结合。
大自然具有十分强大的自我修复功能，例如排放在大气中的废气物质，经过一段时间废气物质会慢慢被分解掉，其中最主要的过程是发生了光化学反应。废气物质通过吸收光子或其他粒子的能量，使得化学键断裂，形成游离态的原子，再经过一系列的氧化还原等反应，最终生成H2O和CO2等简单物质。
经过长期研究发现，当化学物质通过吸收能量(如热能、光子能量等)，可以使自身的化学性质变得更加活跃甚至被裂解。当吸收的能量大于化学键键能，即可使得化学键断裂，形成游离的带有能量的原子或基团。
在波长范围高能紫外线的作用下，一方面空气中的氧被裂解，然后组合产生臭氧；
另一方面将污染物化学键断裂，使之形成游离态的原子或基团；同时产生的臭氧参与到反应过程中，使废气最终被裂解，氧化成简单的稳定的化合物，如CO2、H2O、N2等。
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