等离子光催化废气净化处理一个TiO2光催化过程主要由两个步骤组成。首先光子能量被TiO2半导体光催化剂所吸收，导致价带的电子被激发到导带，并在价带留下一个空穴。然后光生电子空穴对会迁移到TiO2催化剂的表面。在这个过程中会有部分的电子和空穴复合以热或光的形式将能量释放。剩下的电子和空穴会与吸附在TiO2表面的电子受主和电子施主反应，促成整个氧化还原反应。我们通过（贵金属）掺杂、表面敏化、构造复杂结构催化剂等手段来有效的拓宽TiO2的光吸收谱的范围及提高其可见光响应效率。

等离子光催化废气净化处理光催化过程中能产生高活性氧化物（如光致空穴，羟基自由基等），但目前单一光催化技术的推广应用还存在一些技术障碍。在放电等离子体区域填充光催化剂，以放电过程产生的大量活性物质驱动光催化剂，就可以实现光降解和等离子体降解的协同。

纳米二氧化钛在低温等离子体和晕光的共同作用下可产生大量的羟基自由基。在羟基自由基、等离子体、晕光的协同作用下可以对通过间隙的空气进行杀菌消毒、降解有害有机挥发物（VOCs）和除臭除味等处理。

当等离子体放电产生的电子或光子能量大于纳米TiO2禁带宽度时，会激发纳米TiO2的电子从价带跃迁至导带，形成具有很强化学活性的电子—空穴对，并进一步诱导一系列氧化还原反应的进行。其中产生的空穴具有很强的得电子能力，可与纳米TiO2表面的OH-和H2O发生反应生成羟基自由基：

TiO2+hv →TiO2（h++e-）

h++OH-→·OH

h++H2O→·OH+H+