催化剂是能够改变化学反应速度，而本身的化学性质在化学反应前后不发生变化的物质。
（一）催化剂的组成
工业用固体催化剂中，主要包含活性物质，除此之外还有助催化剂和载体。
活性物质是催化剂组成中对改变化学反应速度起作用的组分。活性物质也可以作催化剂单独使用，如将SO2氧化为SO3时所用的V2O5催化剂。表6.8列出了净化气态污染物所用的几种常见催化剂。
表6.8 净化气态污染物所用的几种常见催化剂的组成
助催化剂是存在于催化剂基本成分中的添加剂。这类物质单独存在时本身没有催化活性，当它与活性组分共存时，就能显著地增强催化剂的催化活性。如将SO2氧化为SO3时，在所用的V2O5催化剂中加入K2SO4，可以使V2O5的催化活性大大提高。
载体是承载活性物质和助催化剂的物质。其基本作用是提高活性组分的分散度，使催化剂具有较大的表面积，且可以改善催化剂的活性、选择性等催化性能。载体还能使催化剂具有一定的形状和粒度，能增强催化剂的机械强度，如图6.20所示。常用的载体材料有硅藻土、硅胶、分子筛、氧化铝等。
图6.20 不同形状的催化剂示意图
a.颗粒催化剂 b.催化剂模屉（lin=2.54cm）
（二）催化剂的性能
催化剂的性能主要是指催化剂的活性、选择性及稳定性等。
1.催化剂的活性
催化剂的活性是衡量催化剂催化性能大小的标准。活性大小的表示方法分为两类：一类是工业上用来衡量催化剂生产能力的大小；另一类是实验室里用来筛选催化剂活性物质。
工业催化剂的活性是用在一定条件下单位体积或单位质量的催化剂在单位时间内所得到的产品的产量来表示。
式中 A——催化剂的活性，kg/（h·g）
m1——产品的质量，kg
m2——催化剂的质量，kg
t——反应时间，h(www.xing528.com)
在实验室里，通常采用催化剂的比活性来表示。比活性是催化剂单位面积上所呈现的催化活性。若催化剂的表面积为S，总活性为A，则比活性A0可用下式表示：
式中 A0——催化剂的比活性，kg/（h·m2）
S——催化剂比表面积，m2/g
2.催化剂的选择性
如果化学反应可能同时向几个平行方向发生，催化剂只对其中的某个反应起加速作用的性能，称为催化剂的选择性。一般可用原料通过催化剂的床层后，得到的目标产物量与参加反应的原料量的比值来表示，可用下式计算。
式中 B——催化剂的选择性；
n1——所得到目标产物的量，mol；
n0——参加反应原料的量，mol。
3.催化剂的稳定性
催化剂在化学反应过程中保持活性的能力称为催化剂的稳定性。稳定性应包括热稳定性、机械稳定性和抗毒性，通常用使用寿命来表示催化剂的稳定性。
影响催化剂性能的因素很多，但归纳起来主要有催化剂的老化和中毒两个方面。所谓老化是指催化剂在正常工作条件下逐渐失去活性的过程。一般来说，温度越高，老化速度就越快。所谓中毒是指反应物料中少量的杂质使催化剂活性迅速下降的现象。致使催化剂中毒的物质称为催化剂的毒物。催化剂中毒分为暂时性中毒和永久性中毒，前者用通水蒸气等简单方法可以恢复其活性，后者则不能。催化剂中毒的原因是由于活性表面被破坏或其活性中心被其他物质所占据，导致催化剂的活性和选择性迅速下降。
易使催化剂中毒的毒物有HCN、CO、H2S、S、As、Hg、Pb等。如0.16%的砷可以使铂的活性降低50%；0.01%的氰氢酸可以使镍的活性完全丧失，因此在选择催化剂时要考虑其抗毒性。
（三）催化剂的选择
通常对催化剂的要求是：①具有极高的净化效率，使用过程中不产生二次污染；②具有较高的机械强度；③具有较高的耐热性和热稳定性；④抗毒性强，具有尽可能长的寿命；⑤化学稳定性好、选择性高。
一般来说，贵金属催化剂的活性较高，选择性高，不易中毒，但价格昂贵。非贵金属催化剂的活性较低，有一定的选择性，价格便宜，但易中毒，热稳定性也差。在大气污染控制中，目前使用较多的是铂、钯等贵金属，其次是含锰、铜、铬、钴、镍等金属氧化物，以及稀土元素，目前在延长使用寿命，提高活性等方面的研究有了一定的进展，有的已投入使用。
（四）催化剂的制备方法
制备催化剂的方法是将活性组分负载于载体上。目前常用的负载方法大致可以分为三种，即浸渍法、混捏法和共沉淀法，其中最常用的是浸渍法。
将活性组分制成溶液，浸渍已成型的载体，再经过干燥和灼烧制得催化剂的方法称为浸渍法。混捏法是将活性组分原材料与载体的原材料采用物理的方法混捏在起，处理成型后再制得催化剂的方法。共沉淀法是采用化学共沉淀的方法获得载体材料和活性组分的混合物，再制成催化剂的方法。
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