钯碳及氧化钯等催化剂
在氢氧直接合成H2O的研究中，氧化态Pd(PdO)、金属态Pd(Pd0)或者胶体Pd(PdCl42-)具有催化活性一直在术界存在争议。
(1)PdO是活性组分
氧化态Pd(PdO)被普遍认为是Pd基催化剂的活性组分，其活性比金属态Pd(Pd0)要高。如GAIKWAD AG等以肼作为还原剂对Pd基催化剂进行预处理，考察了在反应温度为22℃，常压条件下，0.02mol/LH2SO4介质中，还原前后催化剂的催化性能。研究发现，催化剂经肼还原后，其催化氢氧直接合成H2O2的选择性降低，经过氧化氢分解动力学实验分析，发现还原后的催化剂提高了H2O2的分解速率，故降低了H2O2的选择性。
CHOUDHARY VR等考察了在反应温度为25℃，常压条件下，0.03mol/LH3PO4介质中，用肼为还原剂对系列Pd基催化剂进行预处理，也得到类似的结论，作者从另一方面来阐述该现象，认为这主要是由于H2O2比较容易吸附在金属Pd位上，从而导致其容易分解。在另一研究中CHOUDHARY VR等同也认为PdO是Pd基催化剂的活性组分，PdO提高了H2O2的分解速率，从而降低了选择性。
此外MELADAS等对PdO/ZrO2催化剂首先通过H2还原，然后再通过O2进行氧化，得到的催化剂活性明显提高，其中H2O2产率达到550mmol H2O2/(g·h)Pd。
(2)Pd0是活性组分
与上述研究者的观点相反，部分研究者认为Pd0是催化剂的活性中心，而氧化态Pd(PdO)则促进反应中水的生成，降低H2O2的选择性或收率。如BURCH R等指出在H2O2生成前，通入反应体系的H2还原了Pd催化剂表面的PdO，得到了Pd0，由于该过程消耗了H2，降低了H2O2的收率；而预先经过H2还原预处理的Pd催化剂则不存在这样的现象，据此他们认为Pd0是催化剂的活性中心。得到的结论为催化剂在参与反应前经H2还原处理后，其催化活性增大，表现在H2O2的选择性明显提高。FAN SS等也得到类似的结论，即催化剂经还原后，H2O2的产率增大。
(3)胶体Pd(PdCl42-)是活性组分
还有部分研究者认为，Pd催化剂放入酸性反应介质中会发生溶解，对反应具有催化活性的不是固体催化剂上的Pd或PdO，而是Pd组分溶解在溶液里形成的胶体Pd(PdCl42-)。在胶体态Pd对氢氧直接合成H2O2中的作用进行了深入研究的主要有LUNSFORD JH等，其以0.01mol/L、0.1mol/L、lmol/L的HCI水溶液为反应介质，Pd/SiO2为催化剂进行氢氧直接合成H2O2的反应，将反应一段时间后的固体催化剂移出反应体系，相同条件下利用液相继续进行H2O2的合成反应。研究发现，0.1mol/L、lmol/L的HCI反应介质中，移出固体催化剂后，H2O2的合成速率几乎没有改变，这种现象说明了液相中某种非固态形式的Pd起催化作用。经电子显微镜观察证实，液相中有胶体态Pd存在。与此相反，而以微量0.01mol/L的HCl水溶液为反应介质时，当从反应体系中移出固体催化剂后，H2O2的合成速率明显降低。因此，其认为氢氧合成反应中，当反应介质中HCl浓度较高时，Pd会与其反应，溶解到里面，形成胶体状的Pd(PdCl42-)，使得固体催化剂移出后，反应体系仍具有催化活性，该活性物种即胶体状的Pd(PdCl42-)。由此可见，HCl对Pd(PdCl42-)的形成有重要的作用。此外，其还以等量固体PdCl2代替固体Pd/SiO2作催化剂，结果发现，相同条件下，PdCl2对H2O2的合成速率较Pd/SiO2催化剂高。原因在于Pd(PdCl42-)为催化剂的体系中，活性组分Pd(PdCl42-)的含量高于在Pd/SiO2为催化剂的体系。
从以上分析发现，不同研究者所得的结论不同，可能是反应体系中同时存在氢气和氧气，氢气将PdO还原为Pd0，而氧气可将Pd0氧化为PdO。反应过程中，PdO和Pd0共存，所以催化剂活性组分难以确定；而胶体态Pd理论适用于以水为溶剂的催化体系。