即使在过去至少100年的商业活动之后，对(异质)催化领域的研究仍然活跃，无论是在学术界还是在工业界。其中一个原因是，在日常生活中使用的所有化学物质和材料中，大约90%是使用催化生产的。2020年，全球催化剂市场规模达到350亿美元，并仍在逐年稳步增长。此外，催化剂将成为向可持续能源过渡的驱动力。然而，即使经过了100年的研究，仍然没有达到从理性设计而不是从试验和错误来开发催化剂的圣杯。这主要有两个原因，即学术研究和实际催化之间的两个所谓“差距”。 第一个是“压力差距”，表示超高真空实验室条件与工业催化大气压（及更高）之间的压力差为 13 个数量级。第二个是“材料差距”，表明学术研究的单晶模型催化剂与真实催化剂之间的复杂性差异，真实催化剂由载体、促进剂、填料和粘合剂上的金属纳米粒子组成。

有鉴于此，莱顿大学Irene M. N. Groot等人，讨论了莱顿大学最近的进展，以进一步加深对（近）原子尺度的多相催化的基本理解，专注于弥合压力差距，缩小材料差距。

本文要点

1）在过去的几年里，开发了最先进的设备，能够研究化学反应过程中催化剂表面的(近)原子尺度的结构，使用了一些基于表面科学的技术，如扫描隧道显微镜，原子力显微镜，光学显微镜，以及基于x射线的技术(与ESRF合作的表面x射线衍射、掠入射小角度x射线散射和x射线反射率)。

2）在对表面进行成像的同时，可以通过质谱法研究催化剂的性能，能够将催化剂结构的变化与其活性、选择性或稳定性联系起来。虽然目前正在研究许多与工业相关的催化系统，但重点讨论了铂在例如 CO 和 NO 氧化过程中的氧化、铂上的 NO 还原反应以及石墨烯在液态（熔融）铜上的生长。

参考文献：

Irene M. N. Groot et al. Investigation of Active Catalysts at Work. Acc. Chem. Res., 2021.

DOI: 10.1021/acs.accounts.1c00429

https://doi.org/10.1021/acs.accounts.1c00429