納米粒子獨(dú)特的晶體結(jié)構(gòu)及表面特性，使其催化活性和選擇性大大優(yōu)于傳統(tǒng)催化劑，成為富有活力的新興研究領(lǐng)域。國(guó)際上將納米粒子催化劑稱為第四代催化劑，可見其有著廣闊的發(fā)展前景。目前國(guó)內(nèi)外納米催化劑的制備和應(yīng)用已取得不少成果，并逐步應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。在中國(guó)化工學(xué)會(huì)年會(huì)納米材料制備與應(yīng)用論壇上，納米催化劑在加氫、氧化、還原、聚合、電化學(xué)、能源等方面的應(yīng)用研發(fā)非?；钴S。
 
　　合成氣甲烷化制天然氣 甲烷化工藝將煤制合成氣在高溫高壓和催化劑作用下轉(zhuǎn)化為天然氣。在該工藝過程中，積碳和燒結(jié)成為催化劑活性降低的兩個(gè)主要因素。
 
　　成熟的工業(yè)化甲烷化技術(shù)普遍采用固定床甲烷化反應(yīng)器，如何有效控制反應(yīng)區(qū)域的溫度是甲烷化工藝難點(diǎn)之一。與固定床反應(yīng)器比較，流化床反應(yīng)器特別適合應(yīng)用于強(qiáng)放熱的甲烷化反應(yīng)，可有效防止催化劑的積碳和燒結(jié)。但催化劑磨損嚴(yán)重制約了其工業(yè)化進(jìn)展。中科院過程工程研究所的科研人員通過催化劑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，制備了易流化、高分散、高催化活性和高穩(wěn)定性的甲烷化催化劑，可直接用于流化床反應(yīng)器體系，為流化床甲烷化工藝發(fā)展提供了適用的催化劑。
 
　　甘油催化氧化制DHA 由甘油選擇性催化氧化制1，3-二羥基丙酮（DHA）是廣受關(guān)注的綠色化學(xué)反應(yīng)過程，采用貴金屬鉑可以在非堿性條件下有效催化甘油的伯位羥基氧化。此前大量研究表明，摻氮碳納米管（NCNTs）是一種優(yōu)良的催化劑載體，可提高鉑催化劑分散度，而Bi作為一種重要的助劑則可促進(jìn)甘油的仲位羥基氧化，顯著提高DHA的選擇性。但由于對(duì)Bi的作用機(jī)理目前仍不清楚，阻礙了催化劑的設(shè)計(jì)。
 
　　華南理工大學(xué)針對(duì)以上問題展開研究，用Bi對(duì)鉑粒子的表面進(jìn)行修飾，通過Pt-Bi催化劑與反應(yīng)物之間的螯合作用，以及Bi作為吸附原子在鉑顆粒表面形成的結(jié)構(gòu)位阻效應(yīng)，顯著提升了DHA的選擇性。這項(xiàng)研究可以指導(dǎo)高性能甘油選擇性氧化催化劑的開發(fā)設(shè)計(jì)。
 
　　甲醇催化制芳烴 隨著甲醇來源的豐富，甲醇催化制備芳烴工藝（MTA）過程越來越受到關(guān)注。此前曾有科研人員采用離子交換法分別將Zn2+、Ga2+、Ag+引入ZSM-5分子篩，將其用于甲醇催化轉(zhuǎn)化制芳烴反應(yīng)。
 
　　分子篩催化劑的擇形性是主要特征和關(guān)鍵，如果分子篩孔口太小以至于苯環(huán)無法通過，芳烴就不能從分子篩籠中脫附出來，意味著產(chǎn)物主要是烷烴和烯烴；如果分子篩的孔徑足夠大，那么產(chǎn)物中就會(huì)存在許多大分子芳烴。上海交通大學(xué)通過對(duì)制備溫度和時(shí)間以及模板劑的跳變，開發(fā)出形貌可控且活性高、穩(wěn)定性好的甲醇催化制芳烴分子篩催化劑。通過對(duì)不同催化劑進(jìn)行考評(píng)后他們發(fā)現(xiàn)，分子篩催化劑在負(fù)載ZnO后，芳烴的選擇性明顯提高，這為高選擇性催化劑的研發(fā)指明了方向。
 
　　電催化分解水制氫 氫氣被視為最理想的能源載體。與傳統(tǒng)化石燃料制氫相比，電催化分解水制氫是可再生及環(huán)境友好的制備法。開發(fā)高效、可替代鉑的價(jià)格低廉的非貴金屬析氫電催化劑，是當(dāng)前氫能源領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
 
　　在非貴金屬電催化劑中，Ni及Ni基合金是最常用的析氫電催化劑，但和鉑相比，其性能還存在較大差距。為了提高金屬Ni催化劑的析氫電催化性能，北京化工大學(xué)結(jié)合硬軟模板技術(shù)，以聚合物膠體晶體為硬模板，溶致液晶為軟模板，并通過化學(xué)還原沉積法制備出具有三維有序大孔/介孔多級(jí)孔道結(jié)構(gòu)的金屬Ni電催化材料。物理表征和電催化析氫性能測(cè)試表明：該金屬Ni電催化材料具有起始析氫過電位低、交換電流密度高以及電荷轉(zhuǎn)移電阻小的特點(diǎn)，另外還具有良好的穩(wěn)定性，在電催化分解水制氫方面具有很好的應(yīng)用前景。
 
　　燃料電池用催化劑 在能源領(lǐng)域，鉑基材料是燃料電池技術(shù)中最主要、性能最優(yōu)越的催化劑，但鉑在地球上的探明儲(chǔ)量很少，應(yīng)用面臨成本問題。
 
　　提高鉑基催化劑性能的研究方向主要分為三大類：純鉑催化劑，主要通過調(diào)控鉑顆粒的形貌，晶面來提高材料性能；鉑合金催化劑，主要通過將鉑摻入其他金屬或其他金屬摻入鉑中制成合金來提高性能并降低鉑的用量；鉑/金屬多聚體催化劑，制備例如核/殼結(jié)構(gòu)的異二聚體，利用金屬間的作用來提高催化劑的性能并且降低鉑的用量。
 
　　為了降低鉑基材料的成本，廈門大學(xué)選擇銀為載體，合成了空心結(jié)構(gòu)的銀/鉑雙金屬納米材料，具有優(yōu)異的催化氧還原反應(yīng)的性能與更佳的催化穩(wěn)定性，可用作燃料電池陰極的催化劑。