多相催化臭氧催化劑在催化過程是復雜的，一方面多相臭氧催化劑的表面結構復雜、多變，臭氧催化劑表面能量不是均勻的。有許多缺陷和位錯;另一方面,在多相臭氧催化劑表面的反應是由一系列簡單反應所組成的復雜反應。每步簡單反應的臭氧催化劑反應速率是不同的，表觀臭氧催化劑反應速率也就是有效反應速率決定于強控制步驟，即反應的慢步驟。這個慢步驟(決速步驟)決定了反應級數。臭氧催化劑有效反應速率 ru受許多因素影響，包括臭氧催化劑相界面的性質、臭氧催化劑催化劑的堆積密，度臭氧催化劑孔結構和擴散

邊界層的轉移率。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,臭氧催化劑薄膜擴散阻力可通過提高臭氧催化劑反應器中，臭氧催化劑氣體流動速率來減弱。如果臭氧催化劑微孔擴散有決定性的影響，那么從外表面進人內表面的速率就會很小。在這種情況下，減小臭氧催化劑的顆粒大小可縮短擴散路徑，并且臭氧催化劑反應速率增大直至它不再依賴孔擴散。通過臭氧催化劑濃度對臭氧催化劑孔徑的變化圖可顯示出反應速率受孔徑變化的信息。

若污水反應物的本體濃度用,臭氧催化劑的表面濃度用，臭氧催化劑顆粒中心處的濃度,則多相催化反應過程中球形臭氧催化劑顆粒內外的濃度。因相間傳質是一個物理過程，反應受外擴散控制時，在邊界層厚度的范圍內。

       典型臭氧催化劑與臭氧催化技術化學反應和傳遞過程同步進行。隨著臭氧氧化化學反應的進行,越深入到臭氧催化劑顆粒內部,反應物的濃度越小。臭氧催化劑顆粒中心處的濃度對于不可逆反應，可能達到的小濃度為0,而對于可逆反應則為平衡濃度。

       多相催化反應過程中球形臭氧催化劑顆粒 在處理污水有機物中，改變溫度也可以改變反應的有效速率。在動力學區域，臭氧催化劑反應速率隨溫度升高快速增大，反應速率服從Arrhenius規律。臭氧催化劑微孔擴散區域，雖然反應速率也隨溫度升高而增大,但因存在擴散阻力臭氧,催化劑的效用減小。結果造成臭氧催化劑反應速率比在動力學區域增大得慢。在薄膜擴散區域，隨溫度升高，臭氧催化劑反應速率緩慢增大，由于臭氧催化劑擴散對溫度只有依賴，是非對數關系。實際上沒有反應阻力，反應物從臭氧催化劑外部擴散到臭氧催化劑表面時幾乎全部轉化為產物。

       臭氧催化劑反應進程的數學處理比較復雜,宏觀動力學方程需通過許多物理和化學反應步驟聯合求解。