催化剂在中学化学中经常出现，而且种类较多，涉及的化学反应也很多，很多同学在解决有关催化剂问题时往往表现出概念不清，分类不清，使用混淆等诸多问题。因此，有必要对催化剂的知识做一个较为全面的探讨。
一、催化剂的概念
所谓催化剂指的是在化学反应中能改变其它化学反应的速率（提高或降低），而自身的质量和化学性质在反应前后不变的物质。
催化剂所起的作用称为催化作用。固体催化剂在工业上也称为触媒。
催化剂从催化作用上可分为正催化剂和负催化剂。
正催化剂能加快化学反应速率，负催化剂能减慢化学反应速率。
负催化剂的研究意义远不及正催化剂，因此，如没有特别说明，一般都指的是正催化剂。
例如，酯和多糖的水解，常用无机酸作正催化剂；二氧化硫氧化为三氧化硫，常用五氧化二钒作正催化剂；食用油脂里加入0.01%-0.02%没食子酸正丙酯，就可以有效地防止酸败，在这里，没食子酸正丙酯是一种负催化剂(也叫做抑制剂)。
二、催化剂的发现
催化剂最早由瑞典化学家贝采里乌斯发现。
100多年前的一天，瑞典化学家贝采里乌斯在化学实验室忙碌地进行着实验，傍晚，他的妻子玛利亚准备了酒菜宴请亲友，祝贺他的生日。贝采里乌斯沉浸在实验中，把这件事全忘了，直到玛丽亚把他从实验室拉出来，他才恍然大悟，匆忙地赶回家。一进屋，客人们纷纷举杯向他祝贺，他顾不上洗手就接过一杯蜜桃酒一饮而尽。当他自己斟满第二杯酒干杯时，却皱起眉头喊道：“玛利亚，你怎么把醋拿给我喝!”玛利亚和客人都愣住了。玛丽亚仔细瞧着那瓶子，还倒出一杯来品尝，一点儿都没错，确实是香醇的蜜桃酒啊!贝采里乌斯随手把自己倒的那杯酒递过去，玛丽亚喝了一口，几乎全吐了出来，也说：“甜酒怎么一下子变成醋酸啦?”
客人们纷纷凑近来，观察着，猜测着这“神杯”发生的怪事。
贝采里乌斯发现，原来酒杯里有少量黑色粉末。他瞧瞧自己的手，发现手上沾满了在实验室研磨白金时给沾上的铂黑。他兴奋地把那杯酸酒一饮而尽。原来，把酒变成醋酸的魔力是来源于白金粉末，是它加快了乙醇(酒精)和空气中的氧气发生化学反应，生成了醋酸。
1836年，他首次提出“催化”与“催化剂”概念。
三、催化剂的主要分类
催化剂种类繁多，按状态可分为液体催化剂和固体催化剂；
按反应体系的相态分为均相催化剂和多相催化剂；
按照反应类型又分为聚合、缩聚、酯化、缩醛化、加氢、脱氢、氧化、还原、烷基化、异构化等催化剂；
按照作用大小还分为主催化剂和助催化剂。
⒈ 均相催化
催化剂与反应物均处于同一相中的催化作用，没有相界存在而进行的反应，称为均相催化作用，能起均相催化作用的催化剂为均相催化剂。如均相酸碱催化、均相络合催化、可溶性过渡金属化合物和过氧化物催化。均相催化大多在液相中进行。均相催化剂以分子或离子独立起作用，活性中心均一，具有高活性和高选择性，副反应较少，但催化剂难以分离、回收和再生。
⒉ 多相催化
多相催化剂又称非均相催化剂，发生在两相界面上的催化作用。多相催化剂有固体酸催化剂、有机碱催化剂、金属催化剂、金属氧化物催化剂、络合物催化剂、稀土催化剂、分子筛催化剂、生物催化剂、纳米催化剂等；通常催化剂为多孔固体，反应物为液体或气体。固体催化剂表面是不均匀的，只有部分点对反应物分子发生化学吸附，称为活性中心。工业生产中的催化作用大多属于多相催化。
例如：在生产人造黄油时，通过固态镍(是一种多相催化剂)，能够把不饱和的植物油和氢气转变成饱和的脂肪。
⒊ 生物催化
生物体内在酶作用下进行的催化反应。其主要特点有三个：反应条件温和，具有高度专一性，具有高效催化活性。但受温度、溶液中的pH值、离子强度等因素影响较大。
酶作为催化剂主要在动物体内新陈代谢中起作用，活的生物体利用它们来加速体内的化学反应。如果没有酶，生物体内的许多化学反应就会进行得很慢，难以维持生命。
例如：酶催化淀粉水解为糊精和麦芽糖，蛋白酶催化蛋白质水解成肽等。
大约在37℃的温度中(人体的温度)，酶的工作状态是最佳的。如果温度高于50℃或60℃，酶就会被破坏掉而不能再发生作用。因此，利用酶来分解衣物上的污渍的生物洗涤剂，在低温下使用最有效。
酶在生理学、医学、农业、工业等方面，都有重大意义。当前，酶制剂的应用日益广泛，某些酶还是珍贵的药物。
⒋ 自动催化
反应产物的自我催化作用。在一些反应中，某些反应的产物或中间体具有催化功能，使反应经过一段诱导期后速率大大加快。自催化作用是发生化学振荡的必要条件之一。
⒌ 其他
还有电催化、光助催化、光电催化等.....
四、催化剂的催化原理
当前，对催化剂的作用还没有完全弄清楚。在大多数情况下，人们认为催化剂本身和反应物一起参加了化学反应，降低了反应所需要的活化能。这样就会使更多的反应物分子成为活化分子，大大增加单位体积内反应物分子中活化分子所占的百分数，从而成千成万倍地增大化学反应速率。
⒈ 吸附作用理论 在多相催化反应中，固体催化剂对反应物分子发生化学吸附作用，使反应物分子得到活化，降低了反应的活化能，而使反应速率加快。吸附作用仅能在催化剂表面最活泼的区域(叫做活性中心)进行。活性中心的区域越大或越多，催化剂的活性就越强。
其催化反应按照下列步骤进行：
扩散—反应物扩散到催化剂的表面；
吸附—反应物被吸附到催化剂表面；
反应—被吸附的反应物在催化剂表面解离各键，并因此发生反应，生成新产物；
脱附—新的产物从催化剂表面解吸；
扩散—产物从催化剂表面扩散。
⒉ 中间产物理论 在均相催化反应中，由于催化剂与反应物形成了很容易分解的“中间产物”，使反应机理转变为另一个拥用较低活化能的新机理，故反应速率得以提升。分解时催化剂恢复了原来的化学组成，原反应物就变成了生成物。催化剂只是作为一个反应中介，本身在反应中不会被消耗，不管是反应前还是反应后，它们都能够从反应物中分离出来。不过，它们有可能会在反应的某一个阶段中被消耗，然后在整个反应结束之前又重新产生。
其催化原理为：
A C→AC
AC B→AB C
这两步的活化能都比E值小得多。根据阿伦尼乌斯公式k=Ae-E/RT，由于催化剂参与反应使E值减小，从而使反应速率显著提高。
也有某些反应，催化剂参与反应后，活化能E值改变不大，但指前因子A值明显增大(或解释为活化熵增大)，也导致反应速率加快。
