Tehnologia de cataliză servește ca pilon de bază în industria chimică modernă, conversia energiei și guvernarea mediului. Ca nucleu funcțional al catalizatorilor, situsurile active sunt microlocațiile în care au loc toate reacțiile catalitice, care guvernează direct activitatea catalizatorului, selectivitatea și stabilitatea. Vrac și cadrul unui catalizator abia participă la reacțiile chimice; ele susțin în principal componente active, dispersează particulele de metal și facilitează transferul de masă. Doar microregiuni specifice de pe suprafața sau în interiorul canalelor porilor pot activa reactanții și reconstrui legăturile chimice, iar aceste regiuni critice sunt definite ca situsuri active.
Locurile active sunt singurele zone funcționale care conduc reacții catalitice. Structura lor unică de suprafață și starea lor electronică scad energia de activare a reacțiilor chimice, permițând reacțiilor greu-de-declanșate să continue în condiții de funcționare blânde. Ciclul catalitic se repetă continuu: în primul rând, locurile active adsorb moleculele reactante și slăbesc legăturile chimice interne; apoi rup vechile legături și formează altele noi pentru a genera produse țintă; în cele din urmă, produsele desorb din situsuri, restabilind structura originală a site-urilor active pentru ciclurile de reacție ulterioare.
Diferiți catalizatori prezintă situsuri active distincte. Pentru catalizatorii metalici, situsurile active sunt în mare parte atomi de margine și colț pe particulele metalice, aplicate pe scară largă în reacțiile de hidrogenare și reformare. Catalizatorii acizi solizi, cum ar fi sitele moleculare, se bazează pe locurile acide pentru a sparge uleiul greu și a izomeriza hidrocarburile. Catalizatorii de oxid și sulfuri se concentrează pe locurile vacante și pe locurile de interfață, utilizate în mod obișnuit pentru desulfurarea și denitrificarea gazelor de ardere în protecția mediului.
Performanța catalizatorului este pe deplin determinată de starea site-urilor active. Cantitatea de site-uri active controlează eficiența conversiei reacției, în timp ce puterea site-ului reglează selectivitatea pentru a produce produse țintă desemnate. În timpul funcționării industriale, acoperirea depunerilor de carbon, otrăvirea cu impurități, sinterizarea la temperatură ridicată-și deteriorarea structurală vor dezactiva locurile active, ceea ce duce în mod fundamental la declinul și eșecul catalizatorilor.
Obiectivul principal al cercetării și dezvoltării actuale a catalizatorului este de a ajusta cantitatea, structura și micromediul siturilor active prin metode de pregătire științifică. Acest lucru produce materiale catalitice cu activitate mai mare, selectivitate superioară și durată de viață mai lungă, realizând reacții industriale de înaltă-eficiență, ecologice-și rentabile-.