多相催化（催化剂与反应物及产物处于不同相）是现代化工与能源工业的支柱。绝大多数化学品和燃料均由多相催化过程生产，源于催化位点选择性加速目标化学键断裂与形成的非凡能力。尽管热能仍是现有工业催化过程的主导驱动力，电子、光子、等离激元、微波等新兴能量形式已越来越多地用于驱动多相催化。开发高活性、高选择性且耐久的催化剂是绿色、低成本工艺的核心，因此在精确调控组成与结构的前提下，催化材料的设计、合成与表征吸引了大量学术与工业研究投入。结构复杂性常使不同催化材料间的性能公平比较面临挑战。因此，在动力学区内以单位位点为基础确定并报道催化剂的内在活性，即转化频率（TOF），对催化科学的进步至关重要。

催化性能关键指标——转化率、产物分布与催化剂稳定性——的准确测定在催化研究中至关重要。反应性数据的可靠性取决于反应器构型、分析方法、反应物纯度及实验程序与条件等诸多因素。对反应体系中所有元素（最常见为碳、氢、氧）建立严格的质量平衡，是衡量反应性数据质量的重要标准；任何对完全元素平衡的显著偏离都会导致催化性能关键指标计算出错。例如，在Mo/HZSM-5上进行的甲烷脱氢芳构化反应中，若碳平衡不佳，未考虑催化剂上积炭造成的碳损失，苯的选择性将被大幅高估。

在实际操作中，碳平衡偏离的原因可能包括（但不限于）催化剂表面的积碳、离线产物收集过程中的产物损失，以及间歇式反应器反应结束后，溶液在后处理与转移过程中挥发性产物的挥发。此外，在微分转化率条件下，色谱分析的系统误差可能成为误差的主要来源。在选择性计算中，应避免假设元素平衡处于理想状态，因为这种做法会高估检出产物的选择性，进而得到虚假的理想结果。例如，在浆态床费托合成反应中，若将所有检出产物的选择性之和归一化为100%，可能会产生误导，因为存在未检出产物以及离线分析时产物在收集过程中损失的可能性。费托合成反应中实际碳平衡低于60%的情况并不少见。

在评估密闭系统（如间歇式反应器）的催化性能时，建立严谨的元素平衡同样至关重要且具有一定难度，这是因为反应可能在液（水相和有机相）、气、固多相体系中进行。因此，必须对各相产物进行定量分析，以确保较高的元素平衡水平。例如，在间歇式反应器中，以萘烷包水乳液为反应体系，5%Pd/SWNT/SiO2为催化剂催化香草醛反应时，水相中生成的产物会向有机相分配。反应结束后，需通过滤除纳米复合颗粒破乳，随后对各相产物进行分析，以实现较高的元素平衡。尽管香草醛和香草醇在水中的溶解度相对较高，但仍有约20%的物质会转移至萘烷相中。因此，对水相和有机相中的反应物及产物进行严谨分析至关重要。

提取动力学参数的数据分析方法取决于测定所用的反应器类型。值得注意的是，仅当反应在间歇反应器、连续搅拌釜式反应器（CSTR） 和活塞流反应器（PFR） 这三种理想反应器之一中进行时，实测反应速率与动力学参数之间才存在明确的关联关系。这类数学关联式通常在多数动力学或反应器工程教材中被称为设计方程。

尽管实际应用中不存在完全理想的反应器，但只要采取下述必要的防范措施，仍可选用合适的设计方程来测定动力学参数。对于流型偏离理想状态的反应器，虽偶尔可用于催化剂测试，但并不推荐将其用于动力学研究。对于催化剂需要诱导期或原位活化的反应，同样需要特殊处理，因为体系刚达到目标温度时的反应速率，可能无法代表催化剂的真实性能。此时仍需通过对照实验确定诱导期时长，并选定合适的时刻。另一种方案是，先在溶剂中对催化剂进行原位活化，再通过反应器的进料口从独立容器中通入反应物，以此降低或消除时刻的不确定性。

AC搅拌釜式反应器可采用间歇、半间歇或连续（连续搅拌釜式反应器，CSTR）操作模式，同样适用于液-固（L-S）、气-固（G-S）及气-液-固（G-L-S）反应体系。可通过搅拌实验消除相间扩散对实测速率的显著影响，具体方法为在不同搅拌速率下进行实验。此外，在气-液-固体系中，搅拌对液-固传质过程的影响弱于气-液传质过程，因此需通过改变催化剂用量，单独考察液-固传质现象。