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氧在催化剂表面上的吸附其复杂，有分子形式吸附的缔合吸附和解离吸附，且氧原子可以进入金属晶格内部，生成表面氧化物。一般在氧化物上主要存在的氧物种有:分子氧O2、分子吸附氧O2-、原子吸附氧O-、表面晶格氧O2-以及体相晶格氧O2-。相互转化关系:分子氧O2分子吸附氧O2-原子吸附氧O-表面晶格氧O2-O2(g) O2(s) O2-(s) O22-(s) 2O-(s) 2 O2-(s)
价键模型和d特性百分数（d%）的概念价键理论认为，过渡金属原子以杂化轨道相结合。杂化轨道通常为s、p、d等原子轨道的线性组合，称之为spd或dsp杂化。杂化轨道中d原子轨道所占的百分数称为d特性百分数，用符号d%表示。它是价键理论用以关联金属催化活性和其他物性的一个特性参数。金属d%越大，相应的d能带中的电子填充越多，d空穴就越少。d%和d空穴是同角度反映金属电子结构的参量，且是相反的电子结构表征。它们分别与金属催化剂的化学吸附和催化活性有某种关联。就广为应用的金属加氢催化剂来说，d%在40~50%为宜。
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。
金属催化剂:指催化剂的活性组分是纯金属或者合金。纯金属催化剂:指活性组分只由一种金属原子组成，这种催化剂可单独使用，也可负载在载体上。合金催化剂:指活性组分由两种或两种以上金属原子组成。金属催化剂的特性。常用的金属催化剂的元素是 d 区元素，即过渡元素（ⅠB、ⅥB、ⅦB、Ⅷ族元素）。金属催化剂可提供的各种各样的高密度吸附反应中心。金属催化剂的化学吸附。金属的电子组态与气体吸附能力间的关系。