许多金属都可作为催化剂，用得最普遍的是过渡金属。过渡金属具有优良的加氢脱氢特性，是工业上广泛应用的加氢脱氢催化剂。金属催化的偶联反应是有机合成中常见的形成碳碳键和碳杂键的反应，在有机合成中有着至关重要的作用。

 作用

①加快化学反应速率，提高生产能力; 

 ②对于复杂反应，可有选择地加快主反应的速率，抑制副反应，提高目的产物的收率; 

 ③改善操作条件，降低对设备的要求，改进生产条件;

 ④开发新的反应过程，扩大原料的利用途径，简化生产工艺路线; 

 ⑤消除污染，保护环境。

 分类       

 按催化反应类别，贵金属催化剂可分为均相催化用和多相催化用两大类。均相催化用催化剂通常为可溶性化合物(盐或络合物)，如氯化钯、氯化铑、醋酸钯、羰基铑、三苯膦羰基铑等。多相催化用催化剂为不溶性固体物，其主要形态为金属丝网态和多孔无机载体负载金属态。金属丝网催化剂(如铂网、银网)的应用范围及用量有限。绝大多数多相催化剂为载体负载贵金属型，如Pt/A12O3、Pd/C、Ag/Al2O3、Rh/SiO2、Pt-Pd/Al2O3、Pt-Rh/Al2O3等。在全部催化反应过程中，多相催化反应占80%～90%。按载体的形状，负载型催化剂又可分为微粒状、球状、柱状及蜂窝状。按催化剂的主要活性金属分类，常用的有：钯催化剂、银催化剂、铂催化剂和铑催化剂。

 特点

①过渡金属氧化物中的金属阳离子的d电子层容易失去电子或夺取电子，具有较强的氧化还原性能。

 ②过渡金属氧化物具有半导体性质。 ③过渡金属氧化物中金属离子的内层价轨道与外来轨道可以发生劈裂。

 ④过渡金属氧化物与过渡金属都可作为氧化还原反应催化剂，而前者由于其耐热性、抗毒性强，而且具有光敏、热敏、杂质敏感性，更有利于催化剂性能调变，因此应用更加广泛。

 金属催化剂的作用机理　　

1、金属催化剂的吸附作用 　　

吸附是非均相催化过程中重要的环节，过渡金属能吸附O等气体，强化学吸附能力与过渡金属的特性有关，是因为过渡金属最外层电子层中都具有d空轨道或不成对d电子，容易与气体分子形成化学吸附键，吸附活化能较小，能吸附大部分气体，最主要的是d轨道半充满或者全充满，较稳定，不易与气体分子形成化学吸附键。

 　　催化反应中，金属催化剂先吸附一种或多种反应物分子，从而使后者能够在金属表面上发生化学反应，金属催化剂对某一种反应活性的高低与反应物吸附在催化剂表面后生成的中间物的相对稳定性有关。 　　

一般情况下，处于中等强度的化学吸附态的分子会有最大的催化活性，因为太弱的吸附使反应物分子的化学键不能松弛或断裂，不易参与反应;而太强的吸附则会生成稳定的中间化合物将催化剂表面覆盖而不利于脱附。

 　　2、金属-载体间的相互作用　　

诱导金属-载体相互作用的两大类因素是电子相互作用和化学相互作用。对于不同金属催化剂体系，各种因素对金属-衬底相互作用的影响不同，哪种因素占主导地位主要取决于金属催化剂本身性质和反应条件。 　　

电子相互作用是指当金属与载体接触时，保持能量最低以及固体电势连续，金属/载体界面处会出现电荷的重新分布，影响范围分为局部电荷转移和长程电荷转移。局部电荷转移产生的主要因素是弱的范德华力引起的电子轨道相互极化。 　　

长程电荷转移是由于金属与氧化物接触时，两相界面处费米能级要保持一致，电荷发生了转移。在金属-载体接触的交界面上，载体有大量的表面态，它们对自由电子传递的势垒的形成有重要影响，以载体型半导体为例，若金属和载体的功函数不同，在它们形成接触时，发生电荷转移。        

在选择和设计金属催化剂时，常考虑金属组分与反应物分子间应有合适的能量适应性和空间适应性，以利于反应分子的活化。然后考虑选择合适的助催化剂和催化剂载体以及所需的制备工艺，并严格控制制备条件，以满足所需的化学组成和物理结构，包括金属晶粒大小和分布等。       

 贵金属作为 一种资源，产量少而且不易氧化。在使用过程中，贵金属催化剂会因各种因素而失去活性，一般分为中毒、烧结和热失活、结焦和堵塞三大类。因此，如何提高贵金属催化剂的使用寿命、降低贵金属载量、增加贵金属的回收率尤其重要。