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半导体的能带结构通常是由一个充满电子的低能价带和一个空的高能价带构成，它们之间的区域成为禁带，禁带是一个不连续区域。党能量大于或等于半导体带隙能的光波辐射次半导体催化剂时，处于价带的电子就会被激发到导带上，价带生成空穴（h+），从而在半导体表面产生具有高度活性的空穴/电子对。
TiO2的带隙能为3.2ev，相当于波长387.5nm光子的能量，当TiO2受到波长小于387.5nm的紫外光照射时，处于价带的电子会被激发到导带上，从而分别在价带和导带上产生高活性的光剩空穴和光生电子。在电场的作用下，电子与空穴发生分离，迁移到粒子表面的不同位置。热力学理论表明，分布在TiO2表面的空穴可以将固体表面的电子受体如O2被还原。O2既可以抑制光催化剂上电子和空穴的复合，提高反应效率，同时也是氧化剂，可以氧化已经羟基化的反应产物，是表面羟基自由基的另一个来源。缔合在Ti4+表面的•OH的氧化能力较强，能氧化大部分**污染物及部分无机污染物，将其较终降解为CO2、H2O等无害物质，并且对反应物几乎无选择性，因而在光催化氧化中起着决定性的作用。
污染物分子由引风机引入光催化区，大体要经历紫外线光解、臭氧氧化、电子轰击、强氧化剂-OH、正氧离子氧化等结构，从结构空间上讲，污染物依次经过光触媒催化区、紫外灯光解区、光触媒催化区、氧化区，设计停留时间2s，双层催化剂结构不但保证了催化比表面积，同时发挥了均布导流的高能，在有限的空间较大限度保证空间上和紫外线无极灯的充分接触，增加和提高活性粒子和污染物的接触机会和时间。
由于废气中的成分多样，光催化氧化区域主要氧化非甲烷总烃，形成二氧化碳、水以及对应的氧化产物。 
催化氧化
在清洁的空气中SO2氧化转化为SO3的速度非常缓慢
2SO2+O2→2SO3
(1-22)
但若在大气中存在某些过渡金属离子,则SO2的氧化速度为在清洁空气中的10~100
倍,其反应与有催化剂时SO2在水溶液中的氧化相类似
2SO2+2H20+O2
催化剂
2H2 SO,
(1-23)
反应中,起催化剂作用的过渡金属离子(如Fe3+、Mn2+、Cu2+和Co2+等)以微粒形
式悬浮于空气中,当浓度很高时,这些微粒成为凝聚核或水合成液滴,SO2和O2被这些液
态气溶胶吸收,并在液相中发生反应
影响SO2催化氧化的主要因素如下。
(1)催化剂的种类不同催化剂的催化效率次序为
MnSO4>MnCl2>CuSO,>NaCl
(1-24)
几种氯化物的催化效率次序为
MnCl2>CuCl2>FeCl2>CaCI
(1
25)
结果表明,锰盐催化效率较高,而硫酸盐比氯化物好。
(2)液滴酸度当液滴的酸度较高时,能降低SO2的溶解度,SO2的氧化显着变慢。
然而大气中存在NH3时,则能大大加快SO2的氧化过程
(3)相对湿度提高能增加转化率