催化劑的催化原理是什么？

催化的本質(zhì)就是：在不同的催化劑上化學(xué)反應(yīng)的速率不同。

催化劑可以促進(jìn)反應(yīng)進(jìn)行，也可以抑制反應(yīng)進(jìn)行。

催化劑的三大性質(zhì)：（1）催化活性（2）特定反應(yīng)選擇性（3）本身穩(wěn)定性。【如果你想討論任何一個催化劑，這三大性質(zhì)都是跑不掉的。全部討論清楚了才算一個比較系統(tǒng)的工作】。

電子可以作為“反應(yīng)物”，但這是電荷轉(zhuǎn)移反應(yīng)的內(nèi)容了。具體理論可以看Marcus Theory。

Oh, By the way，很多催化劑在經(jīng)過幾次“催化”之后就變得面目全非了（我們現(xiàn)在課題組正在研究這樣的一種材料，希望搞清楚里面究竟發(fā)生了什么事情）。所以催化劑并不是“壓根不變”的。而且如果反應(yīng)中有一些毒化物種（例如CO等），那么它就會毒化催化劑的表面。在納米粒子催化劑以及電催化劑當(dāng)中，表面的重構(gòu)屢見不鮮的。（不過在高中階段，以課本為主）

科學(xué)是非常精密復(fù)雜的一個機(jī)器，要抱著敬仰的心態(tài)來對待。加油！

要向搞清楚催化劑在催化反應(yīng)中的作用，就和搞清楚一個女孩子的心思一樣撲朔迷離。

不過可喜的是，經(jīng)過科學(xué)家們前仆后繼的努力，我們對于催化原理的部分有了初步的了解。

要想弄清催化劑在催化反應(yīng)中所起的作用（也就是你題目中的問題），以下幾個基礎(chǔ)必須得事先弄清楚：

（1）如何描述化學(xué)鍵/化學(xué)反應(yīng)中的相互作用（van der Waals（范德華作用），靜電作用，電場-偶極子耦合作用，etc.）【如果想從數(shù)學(xué)、物理的角度來理解這件事請，你必須先學(xué)習(xí)量子力學(xué)、再學(xué)量子化學(xué)、然后學(xué)到固體物理、能帶理論才能真正對其中的變化有所了解。在這里強(qiáng)烈推薦了解一下Anderson-Newns Model以及 

提到的d-band theory，這個理論的目的也很容易理解：就是找一個數(shù)來幫我們對催化劑的好壞進(jìn)行排序，如果按照數(shù)字大小的排序可以與實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)論一致，那么我們就可以通過計(jì)算某一個催化劑對應(yīng)的“數(shù)”，來了解它的催化活性。這當(dāng)然是很粗略的，還有很多的細(xì)節(jié)我們應(yīng)該考慮進(jìn)去。】

（2）化學(xué)反應(yīng)的機(jī)理（這個化學(xué)反應(yīng)是怎樣發(fā)生的）。【對于這塊內(nèi)容可以看看過渡態(tài)理論（Erying的），Marcus Theory（物理很重要，數(shù)學(xué)對于高中生來說也是很好理解的），以及DFT中的NEB方法，看看通過現(xiàn)在很新的理論方法可以如何探究反應(yīng)的路程（如果你感興趣可以查查這本書《Fundamentals of Heterogeneous Catalysis》）。】