Quá trình Catazon với chất xúc tác dị thể TiO2 đã được nhiều nhà khoa học tập trung nghiên cứu, tuy nhiên cơ chế phản ứng ozon hóa trong điều kiện xúc tác dị thể chưa hoàn toàn sáng tỏ. Theo Legube và cộng sự (1999) cơ chế quá trình Cataza dị thể có thể xảy ra theo hai khả năng sau:
Thứ nhất: Chất xúc tác chỉ đóng vai trò như một chất hấp phụ ME-OH, ozon và gốc hydroxyl tạo ra từ sự phân hủy ozon sẽ là tác nhân oxi hóa. Chẳng hạn, trong trường hợp oxi hóa các axit hữu cơ AH (như xalixilic axit hoặc sucxinic axit), các hợp chất này hấp thụ rất nhanh trên bề mặt chất mang của xúc tác. Một số oxit như nhôm oxit có thể tạo ra những vòng càng cua (chelate) trên bề mặt với các phối tử là xalixilic và sucixinic axit. Kết quả dẫn đếnlà có thể xuất hiện điện tích âm rất mạnh bên trong vòng càng cu 5 hoặc 6 cạnh và ozon (hoặc gốc hydroxyl) có thể oxi hóa phức chất bề mặt để cho các bán sản phẩm oxi hóa, những bán sản phẩm này có thể hấp phụ trở lại trên bề mặt chất xúc tác, hoặc có thể giải hấp đi vào dung dịch. Những bán sản phẩm cuối cùng bị hấp thụ sẽ được giải hấp vào dung dịch và sau đó xảy ra quá trình oxi hóa bằng ozon hoặc gốc hydroxyl trong dung dịch theo các cơ chế đã khảo sát ở các phần trên.
Thứ hai: Theo giả thuyết này chất xúc tác có thể tác dụng với cả ozon và chất hữu cơ thấp phụ trên bề mặt, đúng nghĩa với bản chất của quá trình xúc tác. Bắt đầu từ chất xúc tác dưới dạng bị khử (Mekhử), ozon sẽ oxi hóa kim loại này. Phản ứng oxi hóa này có thể dẫn đến việc tạo thành gốc hydroxyl *OH như phản ứng Fe2+/O3 đã khảo sát ở trên. Các axit hữu cơ (AH) sẽ hấp thụ trên chất xúc tác kim loại đã được oxi hóa và sau đó các AH này sẽ bị oxi hóa bằng phản ứng chuyển electron làm cho chất xúc bị khử trở lại trạng thái ban đầu và tạo ra gốc hữu cơ .
31