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{{unreferenced|time=2013-07-18T10:13:30+00:00}}
'''催化'''（catalysis）或'''催化作用'''，是利用[[催化剂]]参与，改变[[化学]][[反应速率]]而不影响[[化学平衡]]的作用。广泛发生于无机物反应、有机物反应、生物体内反应。

许多[[化学工业]]要利用催化作用来获得需要的反应速率。催化也是一种[[化工单元过程]]，催化剂本身在反应中不会被消耗，但催化剂会改变反应速率，一催化劑亦可能參與複數的催化反應。正催化劑可加速反應；負催化劑或抑制劑則會與反應物反應進而降低化學反應。可提高催化劑活性的物質稱為[[促進劑]]；降低催化劑活性者則稱為[[催化毒]]。

相較於未催化的反應，同溫度的催化反應擁有較低的[[活化能]]。催化劑可以藉由結合反應物達到極化的效果，如酸催化劑之於[[羰基]]化合物的合成；催化劑也可產生非自然的反應中間物，如以四氧化鋨催化烯烴的雙羥基化中產生的鋨酸鹽酯；催化劑亦可造成反應物的裂解，如製氫時產生的單原子氫。

很多物质都可以做催化剂，在[[无机物]]反应中，通常利用[[酸]]、[[碱]]、[[金属]]或金属化合物作为催化剂，在[[有机物]]反应中多用有性的[[蛋白质]]分子——[[酶]]作为催化剂，生物体内许多化学反应都依赖酶來进行的。

催化反应可以发生在[[均相催化]]和[[多相催化]]中，也可以发生在复相催化中：

== [[均相催化]]反应 ==
在[[均相催化]]反应中，催化剂和反应物处于同一相中，一般发生在[[液体]]状态中。催化劑可與反應物生成[[中間體]]，使[[反應機理]]轉變為另一個擁用較低[[活化能]]的新機理，故反應速率得以提升。

以[[過二硫酸]]根離子（S<sub>2</sub>O<sub>8</sub><sup>2-</sup>）與[[碘離子]]（I<sup>-</sup>）的反應為例：
:S<sub>2</sub>O<sub>8</sub><sup>2-</sup><sub>(aq)</sub> + 2 I<sup>-</sup> = 2 SO<sub>4</sub><sup>2-</sup><sub>(aq)</sub> +I<sub>2 (aq)</sub>
:<math> E^{\ominus}=+1.47 \text{V} </math>
加入鐵(III)離子可催化以上反應，機理如下:
:<math>\mathrm{2 Fe^{3+} _{(aq)} + 2 I^{-} _{(aq)}= I_{2 (aq)} + 2 Fe^{2+} _{(aq)}}</math>
:<math> E^{\ominus}=+0.23 \text{V} </math>
:<math>\mathrm{2 Fe^{2+} _{(aq)} + {{S_{2}} {O_{8}}} ^{2-} _{(aq)} = 2 Fe^{3+} _{(aq)} +2 SO_{4}^{2-}{ _{(aq)}}}</math>
:<math> E^{\ominus}=+1.24 \text{V} </math>

又例如以''Δ''代表催化剂，反应过程如下：

:<math>\left(\Alpha\right) + \left(\Delta\right) = \left(\Alpha\Delta \right)</math>
:<math>\left(\Alpha\Delta \right) + \left(\Beta\right) = \left(\Kappa\right) + \left(\Delta\right)</math>

所以最终结果为：
:<math>\left(\Alpha\right) + \left(\Beta\right) + \left(\Delta\right) = \left(\Kappa\right) + \left(\Delta\right)</math>

本来A和B之间不能直接反应或反应速率太慢，''Δ''的存在促进了A和B之间的反应，生成了新的产品K。

== [[多相催化]]反应 ==
多相反应中催化剂一般是固体，催化反应按照下列步骤进行：
#擴散-反应物扩散到催化剂的表面；
#吸附-反应物被吸附到催化剂表面；
#反應-被吸附的反应物在催化剂表面解离各键，并因此发生反应，生成新产物；
#脫附-新的产物从催化剂表面解吸。
#擴散-產物從催化剂表面擴散

催化劑的催化作用原理較複雜，不同的催化劑的作用原理不盡相同，酶的催化作用更為複雜，而且具有高度的選擇性，只能對某種特定的反應進行催化，在[[食品]]工業和藥物合成中，經常利用酶来進行催化。另外，由於[[d区元素]]原子具有不同數目的[[價電子]]及低[[能階]]的空電子[[能階]]，故能使反應物吸附在[[d区元素]]表面。因此在一些反應中，包括以[[哈柏法]]生產氨氣，[[d区元素]]可以提供一個適當的金屬表面，進行多相催化反應。此外，[[二氧化錳]]催化[[過氧化氫]]分解成水之反應亦為多相催化作用。

== 複相催化反应 ==
複相催化是一独立的化学反应。它兼有均相催化的温度和多相催化的速度。同时具有可控的方向性。对固液气均可进行催化且用量极少。在反应时，全方位的进行催化，致使反应速率加快数千倍。由于催化能力倍增，使其可从碳水化合物中移动氢氧，而这正是把工业和生物废弃物“一步法”转化为标准汽柴油的科学基础。列如：

: 二氧化碳 + 废塑料轮胎 --> 汽柴油+可燃气+炭黑

既解决了空中环境堵塞，又将地面废弃物转化为能源；

: 煤+地面农、林、牧、城市生活废弃物、城市工业废弃物 --> 汽柴油+可燃气+炭黑

既解决了地面的污染问题，地面生态通道的堵塞，和煤排出的二氧化碳问题，又将煤、地面废弃物转化为急需的汽、柴油基础油，它产生的可燃气体和天然气的低碳排放是一个水平：排出的可燃气体，碳排放量为16%，天然气的碳排放量12%

优化化石能源的产业结构。用先进的催化技术和仿生能源的工艺方法，将 
炼油工业转化为资源节约型的工业结构。

: 石油 --> 汽柴油+可燃气+炭黑

以高科技手段，打破垄断，形成资源节约型产业，把地下化石能源成本降下来。
相比于传统炼油，设备成本为（1/5） 生产成本为（1/2）且更多的产出来源于石油中的生物质

複相催化具有广泛的用途。它可替代多相和均相催化。同时，它也会从本质上改变燃烧动力，因而对动能机械影响很大，像飞机，火车，轮船及其它大型运输工具。因为它可解决加速度和长距离巡航问题。另外，它可降低多种物质的临界点。这将极大的有利于核反应炉，超临界萃取，地下油砂的开采。

== 氧化还原催化反应 ==
通过[[金属氧化物]]中[[金属元素]]的变价（氧化还原循环）来加速[[反应速率]]的催化作用。

== 参考 ==
<references/>

== 外部連結 ==
{{Wiktionary|catalysis}}
{{Commons category|Catalysis}}
{{EB1911 poster|Catalysis}}
* [https://web.archive.org/web/20080530162951/http://scienceaid.co.uk/chemistry/inorganic/catalysis.html Science Aid: Catalysts] Page for high school level science
* [http://aci.anorg.chemie.tu-muenchen.de/wah/vortraege/catalysis.pdf W.A. Herrmann Technische Universität presentation] {{Wayback|url=http://aci.anorg.chemie.tu-muenchen.de/wah/vortraege/catalysis.pdf |date=20051028140531 }}
* [http://www.tuat.ac.jp/~kameyama/ Alumite Catalyst, Kameyama-Sakurai Laboratory, Japan] {{Wayback|url=http://www.tuat.ac.jp/~kameyama/ |date=20090411061852 }}
* [http://www.inorganic-chemistry-and-catalysis.eu/ Inorganic Chemistry and Catalysis Group, Utrecht University, The Netherlands] {{Wayback|url=http://www.inorganic-chemistry-and-catalysis.eu/ |date=20081008164207 }}
* [http://www.biw.kuleuven.be/ifc/cok/home.htm Centre for Surface Chemistry and Catalysis] {{Wayback|url=http://www.biw.kuleuven.be/ifc/cok/home.htm |date=20081005045005 }}
* [http://www.udec.cl/~carbocat Carbons & Catalysts Group, University of Concepcion, Chile] {{Wayback|url=http://www.udec.cl/~carbocat |date=20071227104511 }}
* [http://www.nsfcentc.org Center for Enabling New Technologies Through Catalysis, An NSF Center for Chemical Innovation, USA] {{Wayback|url=http://www.nsfcentc.org/ |date=20080907165055 }}
* [http://www.sciencenews.org/view/generic/id/42507/title/Bubbles_turn_on_chemical_catalysts "Bubbles turn on chemical catalysts"] {{Wayback|url=http://www.sciencenews.org/view/generic/id/42507/title/Bubbles_turn_on_chemical_catalysts |date=20120722092341 }}, Science News magazine online, April 6, 2009.

{{Reaction mechanisms}}
{{電池}}
{{化学分支}}
{{Authority control}}

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[[Category:化学工业]]
[[Category:催化剂]]
[[Category:化学反应|C]]