多相催化臭氧催化劑在催化過(guò)程是復(fù)雜的，一方面多相臭氧催化劑的表面結(jié)構(gòu)復(fù)雜、多變，臭氧催化劑表面能量不是均勻的。有許多缺陷和位錯(cuò);另一方面,在多相臭氧催化劑表面的反應(yīng)是由一系列簡(jiǎn)單反應(yīng)所組成的復(fù)雜反應(yīng)。每步簡(jiǎn)單反應(yīng)的臭氧催化劑反應(yīng)速率是不同的，表觀臭氧催化劑反應(yīng)速率也就是有效反應(yīng)速率決定于強(qiáng)控制步驟，即反應(yīng)的慢步驟。這個(gè)慢步驟(決速步驟)決定了反應(yīng)級(jí)數(shù)。臭氧催化劑有效反應(yīng)速率 ru受許多因素影響，包括臭氧催化劑相界面的性質(zhì)、臭氧催化劑催化劑的堆積密，度臭氧催化劑孔結(jié)構(gòu)和擴(kuò)散

邊界層的轉(zhuǎn)移率。如果臭氧催化劑物理步驟是決速步驟，那么臭氧催化劑的能力就沒有被

完全利用。例如,臭氧催化劑薄膜擴(kuò)散阻力可通過(guò)提高臭氧催化劑反應(yīng)器中，臭氧催化劑氣體流動(dòng)速率來(lái)減弱。如果臭氧催化劑微孔擴(kuò)散有決定性的影響，那么從外表面進(jìn)人內(nèi)表面的速率就會(huì)很小。在這種情況下，減小臭氧催化劑的顆粒大小可縮短擴(kuò)散路徑，并且臭氧催化劑反應(yīng)速率增大直至它不再依賴孔擴(kuò)散。通過(guò)臭氧催化劑濃度對(duì)臭氧催化劑孔徑的變化圖可顯示出反應(yīng)速率受孔徑變化的信息。

若污水反應(yīng)物的本體濃度用,臭氧催化劑的表面濃度用，臭氧催化劑顆粒中心處的濃度,則多相催化反應(yīng)過(guò)程中球形臭氧催化劑顆粒內(nèi)外的濃度。因相間傳質(zhì)是一個(gè)物理過(guò)程，反應(yīng)受外擴(kuò)散控制時(shí)，在邊界層厚度的范圍內(nèi)。

       典型臭氧催化劑與臭氧催化技術(shù)化學(xué)反應(yīng)和傳遞過(guò)程同步進(jìn)行。隨著臭氧氧化化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行,越深入到臭氧催化劑顆粒內(nèi)部,反應(yīng)物的濃度越小。臭氧催化劑顆粒中心處的濃度對(duì)于不可逆反應(yīng)，可能達(dá)到的小濃度為0,而對(duì)于可逆反應(yīng)則為平衡濃度。

       多相催化反應(yīng)過(guò)程中球形臭氧催化劑顆粒 在處理污水有機(jī)物中，改變溫度也可以改變反應(yīng)的有效速率。在動(dòng)力學(xué)區(qū)域，臭氧催化劑反應(yīng)速率隨溫度升高快速增大，反應(yīng)速率服從Arrhenius規(guī)律。臭氧催化劑微孔擴(kuò)散區(qū)域，雖然反應(yīng)速率也隨溫度升高而增大,但因存在擴(kuò)散阻力臭氧,催化劑的效用減小。結(jié)果造成臭氧催化劑反應(yīng)速率比在動(dòng)力學(xué)區(qū)域增大得慢。在薄膜擴(kuò)散區(qū)域，隨溫度升高，臭氧催化劑反應(yīng)速率緩慢增大，由于臭氧催化劑擴(kuò)散對(duì)溫度只有依賴，是非對(duì)數(shù)關(guān)系。實(shí)際上沒有反應(yīng)阻力，反應(yīng)物從臭氧催化劑外部擴(kuò)散到臭氧催化劑表面時(shí)幾乎全部轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物。

       臭氧催化劑反應(yīng)進(jìn)程的數(shù)學(xué)處理比較復(fù)雜,宏觀動(dòng)力學(xué)方程需通過(guò)許多物理和化學(xué)反應(yīng)步驟聯(lián)合求解。