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光化学氧化法
该法是在光作用下进行的化学反应，需要分子吸收特定波长的电磁辐射，受激发产生分子激发态，之后才发生化学变化到另一个稳定的状态，或者变成引发热反应的中间产物。单纯紫外光辐射的分解作用较弱，通过向紫外光氧化法中引入适量的氧化剂（如H2O2、O3等），可以明显优化废水的处理效果和加快降解速率。有机物的光降解有直接光降解和间接光降解两个途径，前者是指有机物分子吸收光能后呈激发态与周围环境中的物质直接进行反应；后者是指有机物环境中存在的某些物质吸收光能呈激发态，再诱导有机物、污染物反应的过程。其中，间接光降解有机物更为重要。
光化学氧化法中可以利用的波长范围是200nm~700nm，即紫外光与可见光范围。光化学氧化在大气污染治理和废水处理方面都有应用，其根据氧化剂种类不同可分为UV/O3、UV/H2O2、UV/Fenton等系统。不管哪个系统，光化学反应一般都是通过产生羟基自由基来对有机物进行降解。
如UV/O3系统，液相臭氧在紫外光辐射下会分解产生羟基自由基，紫外线吸收率在253.7nm处达到大，可将大多数有机物氧化成CO2和水，用于处理工业废水中的铁氰酸盐，有机化合物，氮基酸，醇类，农药，含氮、硫或磷的有机化合物，以及氯代有机物等污染物。
光催化氧化法
该法是光催化剂（也称光触媒）在特定波长光源的照射下产生催化作用，使周围的水分子和氧气激发形成活性的·OH-和·O2自由离子基。光催化氧化技术使用的催化剂有TiO2、ZnO、WO3、CdS、ZnS、SnO2和Fe3O4等。
TiO2是常用的催化剂，在光催化反应中，TiO2的光催化活性主要受晶相、晶粒尺寸和比表面积的影响。当晶相确定后，晶粒尺寸和比表面积成为TiO2在光催化作用中的重要因素，粒径越小，光生电子和空穴扩散的时间越短，比表面积越大越能有效地吸附水中的污染物质，提高光催化性能。当催化剂颗粒尺寸达到纳米级时，还可以产生量子效应提高光吸收率和利用率，这是目前催化剂研究的一个重要方向。
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