均相催化反应

在均相反应中，催化剂和反应物处于同一相中，一般发生在液体状态中。催化剂可与反应物生成中间体，使反应机理转变为另一个拥用较低活化能的新机理，故反应速率得以提升。

以过二硫酸根离子（S2O8）与碘离子（I）的反应为例：

加入铁(III)离子可催化以上反应，机理如下:

又例如以Δ代表催化剂，反应过程如下：

所以最终结果为：

本来A和B之间不能直接反应或反应速度太慢，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：

扩散-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；

反应-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；

脱附-新的产物从催化剂表面解吸。

扩散-产物从催化剂表面扩散

催化剂的催化作用原理较复杂，不同的催化剂的作用原理不尽相同，酶的催化作用更为复杂，而且具有高度的选择性，只能对某种特定的反应进行催化，在食品工业和药物合成中，经常利用酶来进行催化。另外，由于d栋元素原子具有不同数目的价电子及低能阶的空电子能阶，故能使反应物吸附在d栋金属表面。因此在一些反应中，包括以哈柏法生产氨气，d栋金属可以提供一个适当的金属表面，进行多相催化反应。此外，二氧化锰催化过氧化氢分解成水之反应亦为多相催化作用。

复相催化反应

复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，致使反应速度加快数千倍。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：

既解决了空中环境堵塞，又将地面废弃物转化为能源；

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。

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

复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。

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