történet
A katalízis kifejezést (a görög kata-, “le” és lyein, “oldani” szavakból) először a nagy svéd kémikus, Jöns Jacob Berzelius használta 1835-ben, hogy más kémikusok által a 18. század végén és a 19. század elején tett megfigyelések egy csoportját összefüggésbe hozza. Ezek közé tartozott a keményítő savak általi fokozott átalakulása cukorrá, amelyet először Gottlieb Sigismund Constantin Kirchhoff figyelt meg; Sir Humphry Davy megfigyelései, miszerint a platina gyorsítja a különböző gázok égését; a hidrogén-peroxid savas oldatban való stabilitásának felfedezése, de bomlása lúg és olyan fémek jelenlétében, mint a mangán, ezüst, platina és arany; valamint az a megfigyelés, hogy az alkohol ecetsavvá oxidációja finomra osztott platina jelenlétében megy végbe. Az ezeket a különböző reakciókat elősegítő szereket katalizátoroknak nevezték, és Berzelius egy különleges, ismeretlen katalitikus erőt tételezett fel, amely az ilyen folyamatokban működik.
1834-ben az angol tudós, Michael Faraday megvizsgálta, hogy egy platinalemez milyen erővel képes a gáznemű hidrogén és oxigén (a víz elektrolízisének termékei) rekombinációját megvalósítani, és ennek a rekombinációnak a késleltetését más gázok, például etilén és szén-monoxid jelenlétével. Faraday azt állította, hogy az aktivitáshoz elengedhetetlenül fontos a tökéletesen tiszta fémfelület (amelyen a lassító gázok versenyezhetnek a reagáló gázokkal, és így elnyomják az aktivitást), ez az elképzelés később általánosan fontosnak bizonyult a katalízisben.
A kezdetleges műszaki művészetek közül sokan a katalízis öntudatlan alkalmazásaival foglalkoztak. A bor ecetsavvá erjesztése és a szappan gyártása zsírokból és lúgokból jól ismert volt az ember korai történetében. A kén és nitrát (nátrium-nitrát) keverékének égetésével előállított kénsav a kénsavgyártás ólomkamrás eljárásának korai előfutára volt, amelyben a kén-dioxid oxidációját nitrogén-oxidok hozzáadásával gyorsították fel. (Az utóbbi folyamat mechanizmusát 1812-ben Sir Humphry Davy javasolta mások által végzett kísérletek alapján.)
1850-ben a nádcukor hidrolízisének, azaz inverziójának tanulmányozása során alakult ki a reakciósebesség fogalma. Az inverzió kifejezés a monokromatikus fény által a reakciórendszeren való áthaladáskor bekövetkező forgásváltozásra utal, amely paraméter könnyen mérhető, megkönnyítve ezzel a reakció tanulmányozását. Megállapították, hogy az inverzió sebessége minden pillanatban arányos az átalakuló nádcukor mennyiségével, és hogy a savak jelenléte felgyorsítja a sebességet. (Később kimutatták, hogy az inverzió sebessége egyenesen arányos a sav erősségével). Ez a munka részben előfutára volt J. H. van ‘t Hoff, Svante Arrhenius és Wilhelm Ostwald későbbi tanulmányainak a reakciósebességről és a magasabb hőmérsékletnek erre a sebességre gyakorolt gyorsító hatásáról, akik mindannyian vezető szerepet játszottak a fizikai kémia fejlődő tudományában. Ostwald a reakciósebességekkel kapcsolatos munkája vezetett oda, hogy az 1890-es években a katalizátorokat olyan anyagokként definiálja, amelyek megváltoztatják egy adott kémiai reakció sebességét anélkül, hogy a reakció energiatényezőit módosítanák.
Ostwaldnak ez a kijelentése emlékezetes előrelépés volt, mivel azt jelentette, hogy a katalizátorok nem változtatják meg az egyensúlyi helyzetet egy reakcióban. Georges Lemoine 1877-ben kimutatta, hogy a hidriósav hidrogénre és jódra történő bomlása 350 °C-on, 19 százalékban ugyanazt az egyensúlyi pontot éri el, függetlenül attól, hogy a reakciót gyorsan, platinaszivacs jelenlétében vagy lassan, gázfázisban hajtják végre. Ennek a megfigyelésnek fontos következménye van: egy reakcióban az előremenő folyamat katalizátora egyben a fordított reakció katalizátora is. P. E. M. Berthelot, a kiváló francia kémikus 1879-ben folyékony rendszerekkel megerősítette ezt a megfigyelést, amikor megállapította, hogy a szerves savak és alkoholok reakcióját, az úgynevezett észteresítést kis mennyiségű erős szervetlen sav jelenléte katalizálja, csakúgy, mint a fordított folyamatot, az észterek hidrolízisét (az észter és víz közötti reakciót).
A katalizátorok tudatos alkalmazása ipari folyamatokban a 19. században kezdődött. P. Phillips angol kémikus szabadalmaztatta a platina használatát a kén-dioxid levegővel történő kén-trioxiddá oxidálására. Eljárását egy ideig alkalmazták, de a platina katalizátor aktivitásvesztése miatt felhagytak vele. Később kiderült, hogy a reaktánsokban lévő mérgek voltak a felelősek, és az eljárás a 20. század fordulóján technikai sikert aratott. 1871-ben ipari eljárást fejlesztettek ki a sósav klórrá oxidálására agyagtéglába impregnált rézsók jelenlétében. A kapott klórt mésszel reagálva fehérítőpor (olyan száraz anyag, amely savval kezelve klórt szabadít fel) előállítására használták fel. Ennél a reakciónál is megfigyelték, hogy mindkét irányban ugyanaz az egyensúlyi állapot állt be. Továbbá megállapították, hogy minél alacsonyabb a hőmérséklet, annál nagyobb az egyensúlyi klórtartalom; 450 °C (840 °F) üzemi hőmérsékleten a legnagyobb mennyiségű klór keletkezett megfelelő idő alatt.
A 19. század vége felé a kiváló francia kémikus, Paul Sabatier klasszikus tanulmányait végezte a hidrogénnek a legkülönbözőbb szerves vegyületekkel való kölcsönhatásáról különböző fémkatalizátorok felhasználásával; e kutatások nyomán született egy német szabadalom a folyékony telítetlen zsírok szilárd telített zsírok hidrogénezésére nikkelkatalizátorokkal. Három fontos német katalitikus eljárás kifejlesztése nagy hatással volt az iparra a 19. század végén és a 20. század első évtizedeiben. Az egyik az úgynevezett kontakteljárás volt, amellyel a kohászati műveletek során keletkező kén-dioxidból katalitikus úton kénsavat lehetett előállítani. A másik az értékes színezék, az indigó szintetikus előállítására szolgáló katalitikus módszer volt. A harmadik a nitrogén és hidrogén katalitikus kombinációja volt az ammónia előállítására – a Fritz Haber és Carl Bosch vegyészek által kifejlesztett Haber-Bosch-féle nitrogénmegkötési eljárás.
A harmadik a nitrogén és hidrogén katalitikus kombinációja volt az ammónia előállítására – a Haber-Bosch-féle nitrogénmegkötési eljárás.