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前者是Pt、Pd、Ru、Rh和Cu等金属原子。催化剂在使用中是处于连续变化状态，这种状态是温度、催化剂组成，吸附物种和催化环境的综合函数。据此可以认为，传统的Langmuir-Hinshelwood动力学模型，应基于溢流现象重新加以审定。因为从溢流现象中知道，催化加氢的活性物种不只是H，而应该是H0、H+、H2、H-等的平衡组成；催化氧化的活性物种不只是O，而应该是O0、O-、O=和O2等的平衡组成。溢流现象是50年代初研究H2在Pt/Al2O3上的解离吸附时发现的，现在发现O2、CO、NO和某些烃分子吸附时都可能发生这种溢流现象。溢流现象的研究是近二十多年来催化领域中有意义的进展之一。
催化剂的催化原理是降低反应所需要的条件，根据有效碰撞理论，分子之间的有效碰撞是发生化学反应的条件，而只有活化分子、原子或离子才能发生有效碰撞。因此，在发生化学反应之前，反应物需要吸收能量，由普通分子、原子、离子转变成活化分子、原子、离子，这种能量称为活化能。正催化剂可以使反应的活化能大大降低，使得一些原本需要激烈条件，如高温、高压等才能发生的反应在较温和的条件下即可发生，因此大大加快了反应速率。而负催化剂则通过提高反应的活化能使反应较难发生，降低了反应速率。
流化床催化裂化装置有多种类型，按反应器（或沉降器）和再生器布置的相对位置的不同可分为两大类:反应器和再生器分开布置的并列式；反应器和再生器架叠在一起的同轴式。并列式又由于反应器（或沉降器）和再生器位置高低的不同而分为同高并列式和高低并列式两类。同高并列式主要特点是:催化剂由U型管密相输送;反应器和再生器间的催化剂循环主要靠改变U型管两端的催化剂密度来调节；由反应器输送到再生器的催化剂，不通过再生器的分布板，直接由密相提升管送入分布板上的流化床可以减少分布板的磨蚀。
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。