Các thí nghiệm đánh giá động học của quá trình xúc tác liên quan đến việc khảo sát sự thay đổi độ hấp thụ của chất phản ứng (tại một bước sóng cụ thể, thông thường tại λmax) hoặc là sự thay đổi lượng carbon tổng (được xác định dựa vào phương pháp sắc kí) theo thời gian [97].
Để kiểm tra động học của phản ứng xúc tác quang, mô hình Langmuir - Hinshelwood thường được sử dụng.
Đối với phản ứng rắn – lỏng, phương trình Langmuir - Hinshelwood được biểu diễn:
v = -
Trong đó, v là tốc độ phản ứng, k1 là hằng số tốc độ phản ứng và K là hằng số hấp phụ.
Khi nồng độ của chất phản ứng (chất nhuộm hữu cơ) bé, K.C « 1, do đó phương
trình được viết lại như sau: -
C là nồng độ của chất phản ứng (thay đổi theo thời gian) và k’ là hằng số tốc độ của phản ứng giả bậc 1 (a pseudo-first-order rate constant).
Khi nồng độ của các chất phản ứng rất lớn, K.C » 1, phương trình trở thành:
dC -
dt = k1
Đây là phương trình động học của phản ứng bậc 0 (the zero - order reaction kinetics) với hằng số tốc độ phản ứng k1.
Khi lấy tích phân phương trình, ta được: ln
Để so sánh hoạt tính xúc tác của các chất xúc tác trong các hệ phản ứng khác nhau, người ta thường sử dụng giá trị hằng số tốc độ biểu kapp. Tuy nhiên, khi dùng giá trị kapp để so sánh, có thể gặp một số hạn chế như: chưa tính đến công suất đèn sử dụng và thể tích dung dịch chất hữu cơ ô nhiễm đã dùng. Để khắc phục hạn chế này, đại lượng bổ sung cho giá trị kapp là Hiệu suất không-thời gian quang hoá (Photochemical space-time yield: PSTY, đơn vị ngày-1) được sử dụng trong luận án này và được tính cụ thể như sau: [98], [99].
Hiệu suất không-thời gian (Space-time yield: STY):
STY = k/999 [ngày-1]
Trong khi đó, Công suất đèn chuyển hoá (Lamp power: LP)
LP = P(kW).1m3/V(m3)
Với P là công suất đèn, V là thể tích dung dịch chất hữu cơ cần được xử lý Do đó,
PSTY = STY/LP (ngày-1.kW-1)