在纳米TiO2表面发生的甲醛光催化氧化分解过程中，表面羟基化可能是反应的控制步骤。在紫外光辐射条件下，吸附在纳米TiO2表面的水分和氧气被光生电子和空穴氧化或还原为羟基自由基和超氧负离子自由基，这些具有高氧化性的物质能够使甲醛发生深度氧化反应，其中羟基自由基是光催化氧化反应中的主要氧化剂。此外，光生电子的主要俘获剂则是吸附于纳米TiO2表面的氧分子，它能够抑制电子和空穴的复合，并由此产生的超氧负离子自由基，经过质子化作用后成为表面羟基的来源之一。当纳米TiO2表面的主要吸附物是水分子时，其俘获空穴而产生羟基自由基，然后对甲醛等有机污染物进行氧化分解反应，这被称为间接氧化反应。而当纳米TiO2表面的主要吸附物是甲醛等有机污染物时，光生空穴与它们的反应则被称为直接氧化反应，是甲醛分解的主要途径。此外，纳米TiO2表面积碳是其失活的主要原因，而其表面水蒸气的存在会使积碳分解为CO2，失活的纳米TiO2再生而表现出重复利用性能。

当羟基自由基（·OH）和超氧阴离子自由基（O2-·）共同对甲醛进行氧化反应时，甲醛通常首先被羟基自由基抽取其分子中的氢，生成碳氢氧自由基（·CHO）。然后其依两种路径进一步被氧化为甲酸，并且最终被降解为CO2和水。一些可能的化学反应如反应式（4-10）～式（4-14）所示。此外，甲醛光催化降解反应的主要中间产物是CO和甲酸，其中CO主要是由于甲醛不完全氧化及其自身光解反应而形成的副产物，见反应式（4-15）和式（4-16）。(www.daowen.com)