多相催化（英語：Heterogeneous catalysis）指催化劑自成一相的催化反應。多相催化反應是氣態或液態反應物與固態催化劑在兩相界面上進行的催化反應。般關聯催化反應速率與吸附強度的曲線，呈現“火山型”。多相催化不僅涉及固體、液體和氣體成分，還可以區分不混溶的混合物（例如油和水），或任何存在界面的地方。這種催化過程在化學和能源工業中至關重要，大約35%的全球GDP受到催化的影響，90%的化學品（按體積計）的生產得到固體催化劑的幫助。
介紹
多相催化劑參與下的化學反應。在催化反應中，催化劑與反應物發生化學作用，改變了反應途徑，從而降低了反應的活化能，這是催化劑得以提高反應速率的原因。如化學反應，所需活化能為E，加入催化劑C后，反應分兩步進行。
這兩步的活化能都比E值小得多。根據阿倫尼烏斯公式，由于催化劑參與反應使E值減小，從而使反應速率顯著提高。也有某些反應，催化劑參與反應后，活化能E值改變不大，但指前因子A值明顯增大（或解釋為活化增大），也導致反應速率加快。
類型
①均相催化。催化劑與反應物均處于同一相中的催化作用，如均相酸堿催化、均相絡合催化等。均相催化大多在液相中進行。均相催化劑的活性中心比較均一，選擇性較高，副反應較少，但催化劑難以分離、回收和再生。
②多相催化。發生在兩相界面上的催化作用。通常催化劑為多孔固體，反應物為液體或氣體。在多相催化反應中，固體催化劑對反應物分子發生化學吸附作用，使反應物分子得到活化，降低了反應的活化能，而使反應速率加快。固體催化劑表面是不均勻的，只有部分點對反應物分子發生化學吸附，稱為活性中心。工業生產中的催化作用大多屬于多相催化。
③生物催化。生物體內在酶作用下進行的催化反應。酶的催化作用具有高選擇性、高催化活性、反應條件溫和等特點，但受溫度、溶液中的pH值、離子強度等因素影響較大。
④自動催化。反應產物的自我催化作用。在一些反應中，某些反應的產物或中間體具有催化功能，使反應經過一段誘導期后速率大大加快。自催化作用是發生化學振蕩的必要條件之一。
其他還有電催化、光助催化、光電催化等。
吸附
吸附是多相催化中必不可少的步驟。吸附是氣相（或溶液）相分子（被吸附物）與固體（或液體）表面原子（吸附劑）結合的過程。吸附的逆過程是脫附 (Desorption)，吸附質從吸附劑中分離出來。在多相催化促進的反應中，催化劑是吸附劑，反應物是吸附物。在這種情況下，催化劑表面發生分子吸附、反應和脫附的循環，熱力學、傳質和傳熱會影響反應速率（動力學）。
工業實例
多相催化在工業中非常重要，因為它可以實現更快的大規模生產和選擇性產物形成。例如，哈伯-博施法 (Haber-Bosch process) 在氨的合成中使用金屬催化劑，氨是肥料的重要成分；2016年生產了1.44億噸氨。在工業中，必須考慮許多設計變量，包括跨從亞納米到幾十米的多個尺度的反應器和催化劑設計。傳統的多相催化反應器包括間歇式、連續式和流化床反應器，而最近的裝置包括固定床、微通道和多功能反應器。其他需要考慮的變量是反應器尺寸、表面積、催化劑類型、催化劑載體，以及反應器操作條件，例如溫度、壓力和反應物濃度。
參考資料 >