本发明涉及一种壁挂式光催化空气净化装置及其应用方法，该装置包括对称的上半圆形槽体和下半圆形槽体以及它们之间的隔板(2)，所述的上半圆形槽体设有进气口(7)和紫外灯(13)，下半圆形槽体设有出气口(15)和曝气盘(20)，所述的隔板(2)上设有超声波发生器(6)和气泵(16)，所述的曝气盘(20)联通气泵(16)，所述的紫外灯(13)与隔板(2)交叉，倾斜设置于上半圆形槽体和下半圆形槽体组合形成的腔体内。与现有技术相比，本发明具有体积小巧，实用化性能强，通过超声雾化和水洗组合技术进行连续反应，高效发挥粉基光催化剂的光催化性能等优点。