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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。
光催化剂的种类有很多，但是大多数光催化剂对紫外光范围具有较强的吸附性，而对可见光的吸附很差，进而对太阳能利用率很低。mno2作为一种半导体材料，具有窄的能隙和较高的比表面积，可以被可见光，而在光催化领域得到了广泛关注。。然而，纳米mno2具有较高的表面能，在催化过程中易团聚，且很难从溶液中分离出来，从而限制了其在实际废水处理中的应用。为了解决这一难题，可以将纳米mno2负载在基体上。
钌催化剂在某些氧化反应中表现出优异的催化性能，因此也用于氧化催化。钌催化剂通常催化烷烃、烯烃和醇的氧化。钌配合物作为催化剂，醇类可被氧化生成醛类或酯类化合物。例如，以RuH 2 (PPh 3 ) 4为催化剂，通过正丁醇氧化合成丁酸丁酯，同时产生氢气。四氧化钌是一种强氧化剂，可用于醇、烯烃、芳香族化合物和脂肪烃的氧化。
主要成分为硅酸铝，起催化作用的是其中的酸性活性中心（见固体酸催化剂）。移动床催化裂化采用3～5mm小球形催化剂。流化床催化裂化早期所用的是粉状催化剂，活性、稳定性和流化性能较差。40年代起，开发了微球形（40～80μm）硅铝催化剂，并在制备工艺上作了改进，70年代初期，开发了高活性含稀土元素的 X型分子筛硅铝微球催化剂。70 年代起, 又开发了活性更高的Y型分子筛微球催化剂（见石油炼制催化剂）。