催化剂的作用

中学化学认为，在化学反应里能改变反应物化学反应速率（提高或降低）而不改变化学平衡，且本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生改变的物质叫催化剂（固体催化剂也叫触媒）。然而在这些中学课本中，催化剂的另一特性并没有被详细解释——选择性。

催化剂选择性，简称催化选择性，催化剂的重要性质之一，指在能发生多种反应的反应系统中，同一催化剂促进不同反应的程度的比较。如乙醇在高温时可脱氢转变成乙醛，亦可脱水转变成乙烯，银催化剂能促进前一反应，氧化铝催化剂则促进后一反应。人体中的酶即为高选择性的催化剂（见酶催化剂），不同的酶使许多生化过程有条不紊地进行，形成正常的生理活动；如酶遭到破坏则导致疾病或死亡。

在工业上则利用催化选择性使原料向指定的方向转化，减少副反应。（这就是为什么老白在制毒的过程中严格控制催化剂的种类与剂量的原因）当催化剂的活性与选择性不能同时满足时，应根据工业生产过程的要求综合考虑。如果反应原料昂贵与副产物很难分离，最好选用高选择性催化剂，反之，如果原料价廉且与产物易于分离，则宜采用高活性（即高转化率）的催化剂。

选择性实质上是反应系统中目的反应与副反应间反应速度竞争的表现，它们与这些反应的特性、促成这些反应的活性中心的活性、反应条件等有关。例如：加入某种毒质，以毒化引起副反应的活性中心，可以提高选择性；降低反应温度可以使活化能低的反应的选择性提高；改变催化剂的孔结构，如细孔催化剂将增加孔隙内部的浓度梯度，有利于动力学级数较低的反应的选择性。对于具有规整孔结构的分子筛催化剂，可利用孔口的大小改变选择性(称为形状选择性)，只容许尺寸小于孔口尺寸的反应物进入催化剂孔隙内部起催化作用（见分子筛）。但是从宏观角度来看，在有机合成工业中，催化剂的确是可以控制某个反应产物的一类物质。

因此对于什么是催化剂，最正确的解释应该是这样的：催化剂是一种改变反应速率但不改变反应总标准吉布斯自由能的物质。这种作用称为催化作用，涉及催化剂的反应可被称为催化反应。

催化剂在有机合成行业的应用实例

α,β-不饱和醛是重要的化工原料及中间体,而它的半加氢产物中,如C=O键选择性加氢而得到的不饱和醇更是医药、香料等的重要原料及中问体,C=C键选择性加氢得到的饱和醛是制备HIV等药物的重要中间体。由于α,β-不饱和醛中C=C和C=O形成共轭体系,使得它们的加氢有别于单C=C或C=O的加氢。

因此,对α,β-不饱和醛的选择性加氢研究具有重要的理论意义和工业应用前景。 肉桂醛(CMA)是α,β-不饱和醛化合物中的一种。肉桂醛分子中的C=O极性键较C=C键的加氢难。但可以通过调节吸附氢的数目和活性使催化剂表面有更多的与C=C及C=O等不饱和键加氢相适应的活性中心,从而实现肉桂醛的高效选择性加氢。

化学与催化剂共存

据统计，约有90%以上的工业过程中使用催化剂，如化工、石化、生化、环保等。我国为发展有机化学工业，50年代末至60年代初开始制造乙苯脱氢用的铁系催化剂，乙炔加氯化氢制氯乙烯的氯化汞/活性炭催化剂，流化床中萘氧化制苯酐用的氧化钒催化剂，以及加氢用的骨架镍催化剂等。60年代中期为适应中国石油化工发展的需要，新生产的催化剂品种迅速增多，至80年代已生产多种精制烯烃的选择性加氢催化剂，并开始生产丙烯氨化氧化用的微球型氧化物催化剂，乙烯与醋酸氧化制醋酸乙烯酯的负载型金属催化剂，高效烯烃聚合催化剂以及治理工业废气的蜂窝状催化剂等。

催化剂在全球各行各业广泛使用，未来无论在催化剂的科学理论研究、清洁能源的开发与利用，环境保护与提高经济效益以及人类的生存环境的治理与保护都有极大的发展前景。简言之，人类的生存发展，吃穿住行离不开催化剂及其发展。