金属催化剂是一类重要的工业催化剂。以金属为主要活性组分的固体催化剂。主要是贵金属及铁、钴、镍等过渡元素。金属催化剂主要包括块状催化剂（如电解银催化剂、融铁催化剂、铂网催化剂等）;分散或者负载型的金属催化剂;金属互化物催化剂;合金催化剂（如Cu-Ni合金加氢催化剂）;金属簇状物催化剂

一、金属催化剂的分类

1、按催化剂的活性组分是否负载在载体上分类

（1）非负载型金属催化剂

指不含载体的金属催化剂，按组成又可分单金属和合金两类。通常以骨架金属催化剂金属、金属丝网、金属粉末、金属颗粒、金属屑片和金属蒸发膜等形式应用。骨架金属催化剂，是将具催化活性的金属和铝或硅制成合金，再用氢氧化钠溶液将铝或硅溶解掉，形成金属骨架。工业上最常用的骨架催化剂是骨架镍,年由美国的M.雷尼发明,故又称雷尼镍。骨架镍催化剂广泛应用于加氢反应中。其他骨架催化剂还有骨架钴、骨架铜和骨架铁等。典型的金属丝网催化剂为铂网（见图）和铂-铑合金网,应用在氨化氧化生产硝化的工艺上。

（2）负载型金属催化剂

金属组分负载在载体上的催化剂，用以提高金属组分的分散度和热稳定性，使催化剂有合适的孔结构、形状和机械强度。大多数负载型金属催化剂是将金属盐类溶液浸渍在载体上，经沉淀转化或热分解后还原制得。制备负载型金属催化剂的关键之一是控制热处理和还原条件

2、按催化剂活性组分是一种或多种金属元素分类

（1）单金属催化剂

单金属催化剂指只有一种金属组分的催化剂。例如年工业上首先应用的铂重整催化剂，活性组分为单一的金属铂负载在含氟或氯的η-氧化铝上。用途如：铑做催化剂用于汽车工业的废气排放的控制和对于磷配合物的合成，加氢反应和加氢甲酰化（即羰基化）。铂为催化剂的接触法制造硫酸，铂网催化剂用于氨氧化制硝酸等。

（2）多金属催化剂

催化剂中的组分由两种或两种以上的金属组成。例如负载在含氯的γ-氧化铝上的铂-铼等双(多)金属重整催化剂。它们比前述仅含铂的重整催化剂有更优越的性能，在这类催化剂中，负载在载体上的多种金属可形成二元或多元的金属原子簇，使活性组分的有效分散度大大提高。金属原子簇化合物的概念最早是从络合催化剂中来的，将其应用到固体金属催化剂中，可以认为金属表面也有几个、几十个或更多个金属原子聚集成簇。

二、金属催化剂催化哪些类型的反应呢?

1、加氢：合成氨的熔铁催化剂（Fe-K2O-CaO-Al2O3）、不饱和碳碳键还原的雷尼镍、Ni/Al2O3、Ni-Cu或Ni-Cr合金的腈基还原；

2、氧化：铂网氨催化氧化、电解银醇氧化；

3、甲烷化：Ni/Al2O3还原CO；

4、环氧化：Ag-刚玉；

5、氢醛化：Fe3（CO）12铁簇化物。

三、金属催化剂催化活性的经验规则

1、d带空穴与催化剂活性

金属能带模型提供了d带空穴概念，并将它与催化活性关联起来。d空穴越多，d能带中未占用的d电子或空轨道越多，磁化率会越大。磁化率与金属催化活性有一定关系，随金属和合金的结构以及负载情况而不同。从催化反应的角度看，d带空穴的存在，使之有从外界接受电子和吸附物种并与之成键的能力。但也不是d带空穴越多，其催化活性就越大。因为过多可能造成吸附太强，不利于催化反应。

例如，Ni催化苯加氢制环己烷，催化活性很高。Ni的d带空穴为0.6（与磁矩对应的数值，不是与电子对应的数值）。若用Ni-Cu合金则催化活性明显下降，因为Cu的d带空穴为零，形成合金时d电子从Cu流向Ni，使Ni的d空穴减少，造成加氢活性下降。又如Ni催化氢化苯乙烯制备乙苯，有较好的催化活性。如用Ni-Fe合金代替金属Ni，加氢活性下降。但Fe是d空穴较多的金属，为2.2。形成合金时，d电子从Ni流向Fe，增加Ni的d带空穴。这说明d带空穴不是越多越好。

2、d%与催化活性

金属的价键模型提供了d%的概念。d%与金属催化活性的关系，实验研究得出，各种不同金属催化同位素（H2和D2）交换反应的速率常数，与对应的d%有较好的线性关系。但尽管如此，d%主要是一个经验参量。

d%不仅以电子因素关系金属催化剂的活性，而且还可以控制原子间距或格子空间的几何因素去关联。因为金属晶格的单键原子半径与d%有直接的关系，电子因素不仅影响到原子间距，还会影响到其他性质。一般d%可用于解释多晶催化剂的活性大小，而不能说明不同晶面上的活性差别。