光催化剂在受到光照后能够产生活性氧物种(reactive oxygen species，ROS)，可以部分或完全分解空气中的有毒化合物。ROS包括羟基自由基 (•OH)、超氧自由基 (•O2-)、HO2 - 和过氧化氢等，它们能够将有机化合物分解为 CO2 和水，并将无机化合物转化为N2和稀释酸 ( 例如：碳酸、硝酸和硫酸 )。光催化过程中 ROS 的产生过程如图所示，图中：hv 为光子能量。

　  2019 年，Dou 等 发现使用二氧化钛纳米线作为光催化剂，在紫外线照射下可以分解甲醛，在仅 8.6 min 的光照时间内，甲醛被完全分解。Yang 等 采用了氧化铜纳米线 / 铜网 (Cu2ONWs/Cu mesh) 作为高效的光催化剂，以正午时分的太阳光为光源，在甲苯浓度为 30 mg/L 的条件下，经过 120 min 光照，甲苯降解率高达99.9%，过程示意图如图 4所示。除此之外，光催化技术在去除大气中的其他挥发性有机化合物及脂肪烃方面，也展现出了高效的去除能力 。

     光催化技术在氮氧化物 (NOx) 和硫氧化物(SOx) 的转化中发挥着重要作用，能够将这些有害气体转化为无害的氮气、硝酸盐和硫酸盐等物质，进而减少有害气体对环境的破坏。Li 等在 2019 年成功制备出 Bi/BiOSi 纳米片，其在 ppb 级别对 NO 的处理展现出优异的性能，这一复合光催化剂可以高效生成超氧物种 (•O2 - ) 和•OH( 如图所示 )，有助于生成硝酸盐等最终产物。Wang 等采用湿涂层法将碳酸钠添加到二氧化钛中，当碳酸钠浓度为约 0.2 mol/L 时，负载碳酸钠的二氧化钛去除效率可提升 10.6 倍。