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金属分散和活性相结构 加氢裂化催化剂的加氢活性随加氢金属面积的增大而增加，要使较少的金属发挥更高的活性，在于催化剂上的金属组分尽量分散得好，促使多生成加氢活性相，至于加氢活性相的结构是什么，也是许多研究者所关注的问题。常用的测定方法有XPS、XRD、透射电镜（TEM）、扫描透射（STEM）等，此外用电子能谱（ESCA）可以测定在使用状态下的物种、沸石分子筛中离子的位置和性质；用延伸X射线吸收精细结构（EXAFS）可以测定原子的配位、原子间距离、原子离子均方位移、催化剂的结构及该结构对活性的影响，它不仅适用于无定形和晶形载体，也适用与金属，是较为有用的表征催化剂活性相结构的方法。
借用络合物化学中键合处理的配位场概念。在孤立的金属原子中，5个d轨道能级简并，引入面心立方的正八面体对称配位场后，简并能级发生分裂，分成t2g轨道和eg轨道。前者包括dxy、dxz和dyz，后者包括和。d能带以类似的形式在配位场中分裂成t2g能带和eg能带。eg能带高，t2g能带低。因为它们具有空间指向性，所以表面金属原子的成键具有明显的定域性。这些轨道以不同的角度与表面相交，这种差别会影响到轨道健合的有效性。用这种模型，原则上可以解释金属表面的化学吸附。不仅如此，它还能解释不同晶面之间化学活性的差别；不同金属间的模式差别和合金效应。如吸附热随覆盖度增加而下降，满意的解释是吸附位的非均一性，这与定域键合模型的观点一致。Fe催化剂的不同晶面对NH3合成的活性不同，如以[110]晶面的活性为1，则[100]晶面的活性为它的21倍；而[111]晶面的活性更高，为它的440倍。这已为实验所实。
钌加氢催化剂的研究与开发一直是有机领域的热点之一。钌催化剂催化的加氢反应具有反应条件温和、收率高的特点。钌催化剂可以催化许多无机或有机材料的加氢反应。由于其双键活性高，环己烯可用作医药、食品、农药化学品等精细化学品的中间体。
金属和金属表面的化学键研究金属化学键的理论方法有三:能带理论、价键理论和配位场理论，各自同的角度来说明金属化学键的特征，每一种理论都提供了一些有用的概念。三种理论，都可用特定的参量与金属的化学吸附和催化性能相关联，它们是相辅相成的。金属电子结构的能带模型和“d带空穴”概念金属晶格中每一个电子占用一个“金属轨道”。每个轨道在金属晶体场内有自己的能级。由于有N个轨道，且N很大，因此这些能级是连续的。由于轨道相互作用，能级一分为二，故N个金属轨道会形成2N个能级。电子占用能级时遵从能量原则和Pauli原则（即电子配对占用）。故在对零度下，电子成对从能级开始一直向上填充，只有一半的能级有电子，称为满带，能级高的一半能级没有电子，叫空带。空带和满带的分界处，即电子占用的高能级称为费米（Fermi）能级。