本论文重点关注催化反应过程的模型设计。通过催化模型的建立、活性提升规律的总结与分析，从而推导出催化剂性能提升的改性方法。通过改性方法的实施，进而达到催化剂性能提升的目的。论文中，依照催化材料的本征活性，将催化材料分为贵金属替代物催化材料及贵金属催化材料。基于催化材料的种类，设计了两类催化反应过程的模型，产生了两类催化剂性能提升的改性方法：活性位点性质调控法及活性位点数量调控法。其中活性位点性质调控法为对催化剂晶体或表面进行化学改性，以改变活性组分的化学组成，最终达到调节催化材料本征催化活性的方法。活性位点数量调控法为在不改变活性组分化学组成的基础上，通过活性位点数目的调节，达到调控催化材料性能的方法。由于贵金属替代物催化剂的催化活性有进一步提升的空间，因此选用活性位点性质调控法提升催化剂的本征活性。贵金属催化剂由于其本征活性较高，选用活性位点数量调控法改变催化剂的催化性能。在本文中，我们选取Ni2P催化剂作为贵金属替代物催化剂的代表，AuCl3催化剂作为贵金属催化剂的代表，分别对以上两种催化剂建立催化模型，进而对催化剂进行活性位点性质及数量的调控。最终，分别通过催化加氢及乙炔氢氯化反应验证催化模型的真实性及调控方法的可行性。　　在 Ni2P催化剂的研究中，重点设计催化剂在催化加氢领域的模型。首先，通过理论建模，将催化剂的氢化能力归结为氢元素从氢分子转变为活性氢原子的能力。根据理论计算结果可知：催化剂的氢化活性与氢原子吸附在催化剂表面时两者之间的相互作用力密切相关。根据此理论结果，推导出一种能够使得催化剂氢化活性提升的方法，该方法为：在保持催化剂金属性的前提下，在催化剂晶体内部或晶体表面引入与活性位点相比电负性较高的元素，以改变催化剂活性位点的性质，从而提高催化剂的氢化能力。通过方法的实施，制得了晶体改性及表面改性的Ni2P催化剂。根据材料表征，验证制备的材料为拟合成的催化剂后，将材料进行催化加氢反应活性评价。在以水合反应为氢化反应的评价中，晶体改性的Ni2P催化剂具有在常温常压下水合氢气与氧气的能力。在以加氢脱硫为氢化反应的评价中，表面改性Ni2P催化剂的氢化活性提升至原Ni2P催化剂的22.1倍。以上氢化活性的提升，证实了Ni2P催化剂模型的真实性以及活性位点性质调控法的可行性。　　在AuCl3催化剂的模型设计中，重点关注改性前后AuCl3催化剂活性位点数目的变化以及催化反应中活性位点数目的稳定性。首先，以文献报道的数据为基础，对AuCl3在载体表面的组成与存在状态进行理论推导，确立并验证了“被载体锚定的Au3+”以及“金团簇”的组成与存在形式。根据以上结论，建立了AuCl3催化剂的制备过程以及失活过程模型，并以公式的形式描述两个过程中涉及的反应。明确了“被载体锚定的Au3+”为催化剂的活性中心；“金团簇”为催化剂的惰性组分；惰性组分与活性中心的相互作用导致活性中心数量减少，惰性组分颗粒度增大。由此，推导出一种使得催化剂活性提升以及一种使得催化剂失活速率降低的方法。具体方法为：降低催化剂的负载量有助于活性中心数量的增加，从而提高催化剂的反应活性；催化剂载体改性有助于调控惰性组分与活性中心的作用几率，从而调节催化剂的失活速率。在乙炔氢氯化评价反应中，验证了活性位点数量调控法的可行性，证实了催化剂模型的真实性。