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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。
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。
催化剂硫化过程要恒温。加氢催化剂预硫化的速度及程度，在其它条件一定时，与硫化温度和硫化时间有密切关系。一般说来，硫化速度随温度升高而增加，达到一个临界值，即再升高温度时硫化速度基本稳定。由于催化剂具有不同的活性中心，其硫化的难易程度是不同的，因而它们达到硫化的时间也是不一样的。在某一温度时，恒温一定时间是为了使不同的活性中心分别达到硫化比较，使不同活性中心有较强催化活性。预硫化时一般不启用冷氢，除非发生温升现象。
在有机化学中，金属配合物诱导的烯丙基取代反应是形成CC键和CO键的非常重要的反应。含活性配体的钌络合物对这类反应的催化作用最好，能催化烯丙基卤化物和酚类的芳基烯丙基基团的形成。此外，NHC配体与Cp*-Ru配合物配位形成的催化剂在烯丙基烷基化反应和酚类醚化反应中表现出非常好的催化活性。