光催化氧化法是一项新兴的高级氧化技术，它能够在充足的反应时间内简单而又高效将有机物彻底氧化为二氧化碳和水等简单的物质，具有广阔的应用前景。光催化氧化一般采用二氧化钛等。由于二氧化钛稳定性好、而且耐腐蚀,使其被研究和利用的最多最广。EmamEA[5]试图通过光催化氧化过程除去油在水和海水中的乳液。通过在蒸馏水或人造海水中乳化柴油来研究合成废水样品，以研究以下效果：(i)初始油浓度;(ii)催化剂浓度;(iii)照射时间;(iv)pH。使用人工UV源将三种商业TiO2类型的光催化活性与两种制备的TiO2样品进行比较：DegussaP25，HombikatUV-100和MillenniumPC50。发现油的降解速率受所有上述参数的强烈影响。结果表明，在蒸馏水和人工海水中，所研究的光催化剂中的DegussaP25光催化剂和TiO2-SG是最活跃的。油乳剂的光催化降解在人造海水中受到强烈阻碍。在蒸汽水和人造海水中分别通过DegussaP25在3h辐射后除去92%和43%的油。并得到实验最佳条件为TiO2浓度为2g/L，pH4.5。具体联系污水宝或参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。
KhanWZ等人使用TiO2，ZnO和H2O2。对炼油厂流出物进行预处理.。在32~37℃下，在搅拌器浴反应器中对样品进行预处理。利用初始化学需氧量(COD)的随时间的变化为依据来测量废水降解率。在光照条件下120min内，37℃和pH为4的条件下单独使用TiO2的COD去除率为40.68%。当TiO2与H2O2结合后COD降解率降至25.35%。结果表明对于实际的炼油废水，单独使用TiO2作为催化剂比ZnO和H2O2更有效。光催化氧化目前存在的问题是光量子产率低，对废水的色度有一定的要求，目前还无法做到大规模利用与实际工业用水处理中。