第4章_金属催化剂及其催化作用
第4章3过渡金属氧化物催化剂及其催化作用
第4章3过渡金属氧化物催化剂及其催化作用过渡金属氧(硫)化物催化剂是一类广泛应用于化学反应中的催化剂。
它们由过渡金属和氧(硫)等原子组成，具有独特的结构和催化性能。
在本文中，我们将重点介绍过渡金属氧(硫)化物催化剂的种类、结构和催化作用，以及其在化学合成和能源转化等领域的应用。
过渡金属氧(硫)化物催化剂主要有负载型和非负载型两种形式。
负载型催化剂是将过渡金属氧(硫)化物负载在二氧化硅、活性炭等载体上，以增加其表面积和催化活性。
非负载型催化剂则是纯粹由过渡金属氧(硫)化物构成的颗粒或薄膜，具有较高的比表面积和催化活性。
这两种形式的催化剂在不同的反应中具有不同的催化机理和催化性能。
过渡金属氧(硫)化物催化剂的结构是其催化性能的关键因素。
大多数过渡金属氧(硫)化物催化剂具有复杂的晶体结构，如层状结构、中空球状结构等。
这些结构可以提供丰富的活性位点，并且具有调节反应中间体吸附和反应通道的能力。
此外，过渡金属氧(硫)化物催化剂还可以通过改变晶体结构或添加协同剂来调节其催化性能，提高催化活性和选择性。
过渡金属氧(硫)化物催化剂在化学反应中具有广泛的应用。
例如，通过调节过渡金属氧(硫)化物催化剂的结构和成分，可以实现氧化反应、氢化反应、催化裂解等各种化学转化。
特别是在有机合成中，过渡金属氧(硫)化物催化剂可以催化氧化还原反应、催化偶联反应、催化环化反应等，为合成高附加值化合物提供了重要的技术手段。
另外，过渡金属氧(硫)化物催化剂还可以催化电化学反应、光化学反应等非常规化学反应，为能源转化和环境保护等领域提供了新的解决方案。
总之，过渡金属氧(硫)化物催化剂是一类重要的催化剂，在化学合成和能源转化等领域具有广泛的应用。
通过调节其结构和成分，可以实现多种化学反应的高效催化。
随着新材料合成和催化机理的深入研究，过渡金属氧(硫)化物催化剂的催化性能有望进一步提高，为社会经济的可持续发展作出更大的贡献。
工业催化3.3 金属及合金催化剂及其催化作用
团簇在化学特征上表现出随团簇的原子或分子个 数n的增大而产生的奇偶振荡性（even－odd oscillation）和幻数（magic number）特征。金属原子 簇在不同n值时反应速率常数的差别可达103 。化学反 应性、平衡常数等也出现了奇偶振荡性特征。
2.金属和载体的相互作用
金属和载体的相互作用有三种类型：
① 金属颗粒和载体的接触位置在界面部位处，分 散的金属可保持阳离子性质。
② 分散的金属原子溶于氧化物载体晶格中或与载 体生成混合氧化物，其中CeO2 、MoO2、WO3或其混 合物对金属分散相的改进效果最佳。
③ 金属颗粒表面被来自载体氧化物涂饰。
一. 金属表面的化学键
研究金属表面化学键的理论有：
能带理论 价键理论 配位场理论
1.能带理论
s 轨道、d 轨道组合成 s 带、d 带。 s 轨道相互作用强， s 带较宽，一般有（6~7）~20 ev ； d 带较窄，约为（3~4）ev. 即s 带能级密度比 d 带能级密度小，具体表现如下：
V(E)
对C-H，H-H，H-O键的断裂反应，只需要较小的能量，因此 可在少数一两个原子组成的活性中心上或在弱吸附中心上进行反应。 它们对催化剂表面的微细结构如晶粒大小，原子在表面上所处的部 位，以及活性中心原子组合等皆不敏感。
对C-C，N-N，C-O键的断裂或生成的反应，需提供较大量的能 量，反应是在强吸附中心上进行的。这些中心或是多个原子组成的 集团，或是表面上的扭曲，折皱处的原子，因而反应对催化剂表面 上的微细结构十分敏感。
3.3金属催化剂及其催化作用
金属催化剂是重要的工业催化剂。
金属的催化作用
金属催化作用---化学吸附
第四章金属催化剂及其催化剂作用 2
第四章金属催化剂及其催化作用4.1 金属催化剂的应用及其特性4.1.1 金属催化剂概述及应用金属催化剂是一类重要的工业催化剂。
主要包括块状催化剂，如电解银催化剂、融铁催化剂、铂网催化剂等；分散或者负载型的金属催化剂，如Pt-Re/-Al2O3重整催化剂，Ni/Al2O3加氢催化剂等；4.1.2 金属催化剂的特性几乎所有的金属催化剂都是过渡金属，这与金属的结构、表面化学键有关。
过渡金属能级中都含有未成对电子，在物理性质中表现出具有强的顺磁性或铁磁性，在化学吸附过程中，这些d电子可与被吸附物中的s电子或p电子配对，发生化学吸附，生成表面中间物种，从而使吸附分子活化。
金属适合于作哪种类型的催化剂，要看其对反应物的相容性。
发生催化反应时，催化剂与反应物要相互作用。
除表面外，不深入到体内，此即相容性。
如过渡金属是很好的加氢、脱氢催化剂，因为H2很容易在其表面吸附，反应不进行到表层以下。
但只有“贵金属”（Pd、Pt，也有Ag）可作氧化反应催化剂，因为它们在相应温度下能抗拒氧化。
故对金属催化剂的深入认识，要了解其吸附性能和化学键特性。
4.2 金属催化剂的化学吸附4.2.1 金属的电子组态与气体吸附能力间的关系不同的金属催化剂的化学吸附能力取决于各种因素，包括金属化学性质、气体化学性质、金属结构、吸附条件等等，见表4－3。
1 具有未结合d电子的金属催化剂容易产生化学吸附2 电子云重叠少，吸附弱；电子云重叠多，吸附强。
3 气体的化学性质越活泼，化学吸附越容易。
4 吸附条件也有一定影响。
低温有利于物理吸附，高温有利于化学吸附（但不能太高，否则TPD怎么做？）。
压力增加对物理吸附和化学吸附都有利。
4.2.2 金属催化剂的化学吸附与催化性能的关系金属催化剂催化活化的过程可以看成是化学吸附的过程，化学吸附的状态与金属催化剂的逸出功及反应物气体的电离势有关。
1 电子逸出功：将电子从金属催化剂中移到外界所需的最小功，或电子脱离金属表面所需的最低能量。
金属催化剂及其催化作用
金属催化剂及其催化作用引言催化是一种重要的化学过程，它可以通过降低能量势垒的方式加速化学反应的速率。
金属催化剂作为一类常用的催化剂，广泛应用于有机合成、能源转化等领域。
本文将介绍金属催化剂的定义、分类以及其在化学反应中的催化作用。
金属催化剂的定义与分类金属催化剂是指能够在化学反应中加速反应速率，且在反应结束时保持不变的金属物质。
金属催化剂能够通过提供活性位点、调控反应的能垒、吸附反应物等方式实现催化作用。
根据催化剂的组成，金属催化剂可以分为两类：一类是纯金属催化剂，即单一金属元素或金属合金；另一类是负载型金属催化剂，即将金属颗粒负载于支撑物上。
负载型金属催化剂具有较大的比表面积和较高的催化活性，常用的负载物包括二氧化硅、氧化铝等。
金属催化剂还可以根据金属的化学性质进行分类。
常见的金属催化剂包括贵金属催化剂（如铂、钯、铑等）、过渡金属催化剂（如铁、铜、镍等）以及稀土金属催化剂（如钕、镧等）。
不同类型的金属催化剂具有不同的催化特性，适用于不同类型的化学反应。
金属催化剂的催化作用金属催化剂在化学反应中主要通过以下几个方面发挥作用：1.提供活性位点：金属催化剂上的金属离子或金属表面可以提供活性位点，吸附并激活反应物。
活性位点能够有效降低化学反应的活化能，加速反应速率。
2.调控反应的能垒：金属催化剂可以通过调整反应物与催化剂间的作用力，改变反应的活化能。
例如，在氢气化反应中，贵金属催化剂能够吸附氢气并削弱键合，从而降低氢与反应物之间的能垒，促进反应进行。
3.提供电子转移：金属催化剂可以通过提供或接收电子的方式参与反应。
贵金属催化剂常常参与电子转移反应，如氧化还原反应，通过调控电子转移过程来加速反应速率。
4.分子催化：金属催化剂中的金属离子或金属表面可以与反应物发生直接的化学反应，形成中间体，进而促进反应进行。
这种分子催化机制在有机合成中具有重要的应用价值。
金属催化剂的应用金属催化剂在化学合成、能源转化等领域具有广泛的应用。
改.第4章 金属催化剂及其催化作用
多位理论的几何适应性
由计算可以看出： 乙烯在Ni-Ni间距离为0.35l nm晶面上吸附形成的 键造成分子内的张力较大，是一种弱吸附。 在Ni-Ni间距离为0.2489 nm时乙烯吸附较容易，是 一种强吸附。
实验发现，仅有(110)晶面的Ni，比混合晶 面[(110)，(100)，(111)各占1/3的Ni的活性 大5倍。(110)晶面上Ni原子间距0.351nm的 数目是最多的。
C=0.154 nm
多位理论的几何适应性
反过来以＝109o28’倒算出的a＝0.273nm， 也就是说在a＝0.273nm的晶格上吸附时， 分子内完全没有张力。 于是预测a在0.24nm-0.28nm之间的Re， Ni，Co，Cu，Pt，V，Pd，Mo，W等均可 吸附乙烯，实验证实了这个预言。 几何对应理论从某一方面反映了吸附的 本质。
第4章 金属催化剂及其催化作用
金属
金属催化剂的类型
金属催化剂是一类重要的工业催化剂,主要类型有： 块状金属催化剂：如电解银、熔铁、铂网等催化 剂； 负载型金属催化剂：如Ni/Al2O3，Pd/C等催化剂； 合金催化剂：指活性组分是二种或两种以上金属 原子组成，如Ni-Cu合金加氢催化剂、LaNi5加氢 催化剂； 金属簇状物催化剂：如Fe3(CO)12催化剂等。
一个金属原子缺位，原来的金属原 子跑到金属表面上去了。
弗兰克尔点缺陷
由一个金属原子缺位，和一个间隙原子组 成。
点缺陷引起晶格的畸变
内部缺陷的存在引起晶格的畸变（1）空 位；（2）间隙质点；（3）杂质。
见教材p101 图4-20
4.5 负载型金属催化剂及其催化作用
各种催化剂及其催化作用
酸中心的强度
5、固体酸、碱的催化作用
酸位的性质与催化作用关系
大多数的酸催化反应是在B酸位上进行的，并且催 化活性与B酸位的浓度有良好的关联
烃的骨架异构化、二甲苯的异构化，甲苯和乙苯的歧化， 异丙苯的烷基化以及正己烷的裂化等，单独的L酸位没有 催化活性 常用AlCl3,FeCl3等 r－Al2O3
软酸 交界酸, 介于两者之间
软酸硬酸理论
硬碱
给电子原子极化率低，电负性高，难氧化， 不易变形，即对外层电子吸引力强； 难于失去电子对的碱
软碱 交界碱, 介于两者之间
软酸硬酸理论
苯的烷基化可用三氯化铝催化，因为三氯化铝 是硬酸，可与氯代烷中的硬碱cl-配合使其中软 酸烷基成为正离子r+，从而对软碱苯核的反应 性增大。
1、催化剂的分类
固体碱
担载碱：NaOH、KOH载于氧化硅或氧化铝上；碱金属或者碱土金属分散于氧 化硅或氧化铝上；K2CO3、Li2CO3在于氧化硅上等 阴离子交换树脂 焦碳于1173K下热处理，或用NH3、ZnCl2-NH4Cl-CO2活化 金属氧化物：Na2O、K2O、Cs2O、BeO、MgO、CaO、SrO、BaO、ZnO、 La2O3、CeO4等 氧化物混合物 金属盐：Na2CO3、K2CO3、CaCO3、SrCO3、BaCO3、（NH4）2CO3、KCN 等 经碱金属或者碱土金属改性的各种沸石分子筛 H2SO4、H3PO4、HCl水溶液、醋酸等 NaOH水溶液、KOH水溶液
P－水的物质的量
6、沸石分子筛催化剂
结构单元
一级结构
工业催化3.3-金属及合金催化剂及其催化作用ppt课件
一般 d%可用于解释多晶催化剂的活性大小，但 不能说明晶面上的活性差别。
烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的 健康皮 肤进行 自体移 植，但 对于大 面积烧 伤病人 来讲， 健康皮 肤很有 限，请 同学们 想一想 如何来 治疗该 病人
金属晶格间距与乙烯加氢活性的关系
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4.表面原子水平的不均匀性和催化活性
金属催化剂的表面是不均匀的，存在着各种不同 类型的表面位。可用原子表面的TSK模型：即台阶 （Terrace）、梯阶（Step）、和拐折（Kink）模型。 在表面上存在的拐折、梯阶、空位、附加原子等表面 位，对催化反应而言，都是活性较高的部位。
Fcc 面心立方
Bcc 体心立方
Hcp密排六方
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头二类为主要的金属催化剂。几乎所有的金属催化剂都是过 渡金属。而过渡金属催化剂的活性组分是第Ⅷ族和第ⅠB族金属。
金属催化剂及其催化作用
发展高效、绿色的金属催化剂制备技术
总结词
发展高效、绿色的金属催化剂制备技术 ，是实现可持续发展的重要途径。
VS
详细描述
传统的金属催化剂制备方法往往需要高温 、高压等苛刻条件，且产率较低。因此， 发展高效、绿色的金属催化剂制备技术成 为当前研究的重点。通过探索新的合成方 法和优化现有工艺，可以降低能耗和减少 废弃物排放，同时提高金属催化剂的产率 和性能，为绿色化学的发展做出贡献。
金属催化剂如铂、钯和铑等在燃料电池中发挥关键作用，能 够加速燃料和氧化剂之间的反应，提高燃料电池的效率和性 能。
太阳能光解水制氢
金属催化剂如钛、锆和镍等可用于太阳能光解水制氢过程中 ，能够加速水分子分解成氢气和氧气，为可再生能源的生产 提供支持。
05
金属催化剂的发展趋势与挑 战
新材料与新技术的研发
选择性评价
测定反应产物中目标产物的比例，评价金属 催化剂的选择性。
稳定性评价
考察金属催化剂在多次使用或长时间使用过 程中的性能变化。
经济性评价
综合考虑金属催化剂的制备成本、使用成本 等因素，评估其经济价值。
04
金属催化剂在工业生产中的 应用
石油化工领域
石油裂化
烯烃聚合
金属催化剂如镍、铂和钯等广泛应用 于石油裂化过程中，能够将重质油裂 解成轻质油，提高石油的利用效率。
金属催化剂如钛、锆和镍等在烯烃聚 合过程中起关键作用，能够控制聚合 物的分子结构和性能，广泛应用于塑 料、纤维和橡胶等生产。
合成氨
金属催化剂如铁、钴和镍等在合成氨 工业中发挥重要作用，能够加速氮和 氢反应生成氨的过程，提高合成氨的 产量。
环保领域
汽车尾气处理
金属催化剂如铂和钯等用于处理 汽车尾气中的有害物质，能够加 速有害物质的氧化还原反应，降
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控制步骤与化学吸附：
1）生成负离子吸附态是反应的控制步骤，要求金属表 面容易给出电子，Φ小 2）生成正离子吸附态是反应的控制步骤，要求金属表 面容易得到电子，Φ大 3）生成共价吸附态是反应的控制步骤，要求Φ≈I
为达到合适的Φ值，可以向金属催化剂中加入助催
化剂，形成合适吸附态，提高催化剂活性和选择性
原子轨道发生重叠，分立的电子能级扩展成为
能带。
电子共有化：电子能在金属晶体中自由往来的
特征，电子不属于某一个原子，属于整个晶体。
能带的形成
最外层或次外层电子存在显著的共有化特征， 内层电子的状态没有明显区别； 金属晶体中的电子兼有原子运动和共有化运动；
共有化的规律：只能在能量相近的能级上发生
在TiO2载体上 金属的化学吸附性质
为什么在高温还原的负载型催化剂上，H2和CO 的化学吸附会大幅度下降到几乎为零呢? 会不 会是由于高温还原引起表面上金属粒子的聚集 呢？x射线衍射分析表明，经高温还原的2％Pt ／TiO2催化剂的Pt峰极度宽化，表明金属粒度 不会大于25 nm。 电子显微镜的观察也证实500℃还原后的金属粒 度均小于5nm。由此可见，化学吸附变化的原因 不在于金属粒子的高温聚集。
空穴，相当0.6个不成对电子。
某些能级未被充满，可以看成是d带中的空穴，
称为“d带空穴”。
Cu的d能带和s能带填充
d能带电子
充满；s能
带电子填充 一半 Co: 3d8.3 4s0.7 Fe: 3d7.8 4s0.2 规律：同一周期中随着原子序数增加，空穴数降低
“d带空穴”与催化活性
有 d带空穴就能与被吸附的气体分子形成化学吸
d轨道称为原子d轨道。
d%即为d轨道参与金属键的百分数。
金属Ni成键时的杂化方式
Ni-A：杂化轨道d2sp3中，d轨道成分为2／6； Ni-B：杂化轨道d3SP2和一个空轨道中，d轨道成分占3／7；
Ni原子d轨道对成键贡献：30％×2/6+70％×3/7＝40％，
称作为d％（d百分数）
不是所有催化剂都要求制成高分散度，对于 热效应较大/本身活性很高的不要求高分散度
金属-载体间的相互作用 (有三种类型)
第一类相互作用 金属颗粒和载体接触位置处在界面部位 处，分散的金属可保持阳离子的性质。
第二类相互作用
分散的金属原子溶于氧化物载体晶 格中或生成混合氧化物。
第三类相互作用
结构敏感与结构非敏感反应
金属催化剂另一重要的特性：催化反应体系 对于金属表面相的结构具有敏感性； 当实验测量的转换频率与金属颗粒大小或晶 面无关时，该反应就称为结构非敏感反应， 反之则称为结构敏感反应。
结构敏感的本质原因
不同反应对在催化剂表面形成的吸附中 间物的空间要求不同； 分子越复杂，催化剂的表面特性影响就 越大。
纯金属催化剂：银、熔铁、铂网等；
负载型金属催化剂：Ni/Al2O3，Pd/C等；
合金催化剂：指活性组分是两种或两种以上金
属原子组成，Ni-Cu、Pt-Re；
金属簇状物催化剂：Fe3(CO)12等。
金属催化剂催化的反应
加氢反应：Ni、 Pt上，烯烃、苯加氢； 氧化反应：Ag、Au、Pt上，甲醇氧化制甲 醛；烯烃环氧化； 重整反应：负载型的Pt、Pt-Re 上，烷基异 构化；环化脱氢；加氢裂化； 氢醛化反应： Fe3(CO)12上，烯烃氢醛化反 应制醇。
电子 共有化 共有化能级
过渡金属晶体的能带结构
单一镍原子的电子 组 态 3 d84s2， 组 成 晶体后，由于 3d 和 4s 能带的重叠，电 子组态为3d9.44s0.6
Ni的d能带和s能带填充
Ni的3d能带中每个原子填充9.4个电子，4s中填 充0.6个电子。Ni的d能带中每个原子含有0.6个
会不会是由于高温改变了催化剂的表面 结构呢? 对经500℃还原的样品再氧化处理然后测 定低温还原(LTR)和高温还原(HTR)的化 学吸附数据； 氧化后化学吸附的性质是可逆的，排除 了结构发生变化的可能性。
2%Pd/TiO2在不同条件下的化学吸附
不同载体负载的Ni催化剂 对F-T反应的作用
3.化学吸附键和吸附状态
1） Φ I 2） Φ I 3） Φ I 电子从反应物分子向金属表面转移，反 应物分子变成正离子，形成离子键 电子从金属表面向反应物分子转移，反应 物分子变成负离子，形成离子键 两者各自提供一个电子共享，形成共价键
4） 反应物带有孤对电子，金属催化剂有接受电子对的部 位，形成配位键，产生 L 酸中心
4.2 金属催化剂的化学吸附
4.2.1 金属的电子组态与气体吸 附能力的关系
铜原子价层电子组态：[Cu](3d10)(4S1);镍原子价层 电子组态：[Ni](3d8)(4S2)
过渡金属原子电子组态特点：最外层有1~2个S电
子，次外层有1~10个d电子。特别是次外层d电子
层没有填满。
4.2.1 金属电子组态与气体吸附
涉及N—N、C—C键断裂的反应，需要提 供大量的热量．反应是在强吸附中心上 进行的，这些中心或是多个原子组成的 集团，或是表面上顶或棱上的原子，它 们对表面的细微结构十分敏感。
环丙烷在金属铂上加氢 开环反应上结构非敏感反应
环丙烷在金属铂上加氢开环生成丙烷的 反应：
当所用的催化剂为纳米级大小的金属颗粒 (负载型)； 或是大的单晶(不同晶面)；
Pt/WZ催化剂性能
90
250 C Reduced
n-hexane conversion (%)
o
400 C Reduced
o
250 C Reversed
o
85
80
75
70 0 100 200 300 0 100 200 300 0 100 200 300 400
TOS (min) TOS (min) TOS (min)
将电子从金属催化剂中移到外界所需的最小功； 电子脱离金属表面所需最低能量； 代表金属失去电子难易，电子脱离金属表面的难易 Φ越小电子越易脱离；
2.反应物分子的电离势 I
反应物分子将电子从反应物中移到外界所需最小功 反应物分子失去电子的难易程度 与无机化学中的电离能意义相同 不同反应物具有不同的I值
4）金属催化剂化学吸附强弱与催化活性关系
化学吸附为中等，即中间物种的稳定性适中， 这样的金属催化剂具有最好的催化活性
4.3 金属催化剂电子因素与催化 作用的关系
能带理论与价键理论
4.3.1 能带理论
能带的形成
金属元素以单个原子存在，电子层结构存在着 分立的能级，电子属于一个原子。
金属元素以晶体形式存在，金属原子紧密堆积，
晶格参数：原子间的距离和轴角；
晶面花样：原子在镜面上的几何排列
体心立方的-铁晶体的几个晶面
铁为体心立方晶格，[100]面；[110]面；[111]面。 数字表示晶面分别与三个晶轴截距的倒数之比；
不同晶面上原子的几何排布不相同，原子间距不等
4.4.2 晶体结构对催化的影响
晶体结构对催化的影响主要是几何因素与能量因素
百分数，它和晶粒大小直接相关。
分散度影响催化剂活性的主要原因： 在于催化剂在一定粒度下给出最大有效表面积 使用负载型催化剂的原因： 为提高催化剂活性（金属原子的利用率）和 节省贵金属的使用量。
负载型催化剂的特殊组成要求： 添加结构型助催化剂，或合金型催化剂， 保证金属小颗粒不熔聚
催化剂对分散度的要求：
d%与吸附热、催化性能的关系
d%越大，d能带中的电子越多，d带空穴越少， 吸附越弱，吸附热越低
d%与催化活性的关系不完善
4.4 金属催化剂晶体结构与 催化作用关系
4.4.1 金属催化剂的晶体结构
晶体结构：金属原子在晶体中的空间排列方式。 晶格：原子在晶体中的空间排布，面心立方晶 格、体心立方晶格、六方密堆晶格；
但不是愈多愈好。
当d带空穴数目=反应物分子需要电子转移的数目，
产生的化学吸附中等，才能给出好催化活性
合成氨反应
4.3.2 金属电子结构的价键理论
金属电子结构的价键理论
金属晶体是单个原子通过价电子之间形成共价键结 合而成，其共价键是由nd、（n+1)s、（n+1)p轨道
参与的杂化轨道。
参与杂化的d轨道称为成键d轨道，没有参与杂化的
Boudart等人总结归纳 (I)
一类是涉及 H—H、C－H 或 O—H 键断裂 或生成的反应，对结构的变化敏感性不 大，称之为结构非敏感性反应。 另一类是涉及 C—C、N—N 或 C—O 键的 断裂或生成的反应．对结构的变化、合 金化的变化或金属性质的变化敏感性较 大，称之为结构敏感反应。
Boudart等人总结归纳 (II)
第四章 金属催化剂及其催化作用
本章主要内容
金属催化剂的特性
金属表面的几何构造
晶格缺陷与多相催化
金属催化剂催化活性的经验规则
负载型金属催化剂的催化活性
金属—载体间的相互作用 结构敏感与非敏感反应 溢流现象
4.1金属催化剂的应用及特性
4.1.1 金属催化剂的应用
金属催化剂的类型：
4.1.2 金属催化剂的特性
金属催化剂主要是过渡金属； 能级含有未成对电子，与被吸附物的s/p电子配对， 发生化学吸附，生成中间物种； 金属晶体表面裸露的原子可以提供高密度的吸附 反应中心，被吸附分子可以同时和几个金属原子 形成吸附键； 将双原子分子解离为原子，然后将原子提供给另 外的反应物，进行化学反应。