Công nghệ xúc tác đóng vai trò là trụ cột cốt lõi trong ngành hóa chất hiện đại, chuyển đổi năng lượng và quản lý môi trường. Là lõi chức năng của chất xúc tác, vị trí hoạt động là vị trí vi mô nơi diễn ra tất cả các phản ứng xúc tác, chi phối trực tiếp hoạt động, độ chọn lọc và độ ổn định của chất xúc tác. Chất mang khối lượng lớn và khung của chất xúc tác hầu như không tham gia vào các phản ứng hóa học; chúng chủ yếu hỗ trợ các thành phần hoạt động, phân tán các hạt kim loại và tạo điều kiện chuyển khối. Chỉ các vùng vi mô cụ thể trên bề mặt hoặc bên trong các kênh lỗ chân lông mới có thể kích hoạt các chất phản ứng và tái tạo lại các liên kết hóa học, và các vùng quan trọng này được xác định là các vị trí hoạt động.
Các vị trí hoạt động là vùng chức năng duy nhất thúc đẩy các phản ứng xúc tác. Cấu trúc bề mặt và trạng thái điện tử độc đáo của chúng làm giảm năng lượng kích hoạt của các phản ứng hóa học, cho phép các phản ứng khó--kích hoạt diễn ra trong điều kiện vận hành ôn hòa. Chu trình xúc tác lặp lại liên tục: đầu tiên, các vị trí hoạt động hấp thụ các phân tử chất phản ứng và làm suy yếu các liên kết hóa học bên trong; sau đó phá vỡ các liên kết cũ và hình thành các liên kết mới để tạo ra các sản phẩm mục tiêu; cuối cùng, các sản phẩm giải hấp khỏi các vị trí, khôi phục cấu trúc ban đầu của các vị trí hoạt động cho các chu kỳ phản ứng tiếp theo.
Các chất xúc tác khác nhau có các vị trí hoạt động riêng biệt. Đối với xúc tác kim loại, vị trí hoạt động chủ yếu là các nguyên tử ở rìa và góc của hạt kim loại, được ứng dụng rộng rãi trong các phản ứng hydro hóa và Reforming. Chất xúc tác axit rắn như sàng phân tử dựa vào vị trí axit để tách dầu nặng và đồng phân hóa hydrocacbon. Chất xúc tác oxit và sunfua tập trung vào các vị trí khuyết tật và vị trí giao diện, thường được sử dụng để khử lưu huỳnh và khử nitrat khí thải trong bảo vệ môi trường.
Hiệu suất của chất xúc tác hoàn toàn được xác định bởi trạng thái của các trang đang hoạt động. Số lượng vị trí hoạt động kiểm soát hiệu suất chuyển đổi phản ứng, trong khi cường độ vị trí điều chỉnh tính chọn lọc để tạo ra các sản phẩm mục tiêu được chỉ định. Trong quá trình vận hành công nghiệp, lớp phủ lắng đọng carbon, nhiễm độc tạp chất, quá trình thiêu kết-ở nhiệt độ cao và hư hỏng cấu trúc sẽ làm vô hiệu hóa các vị trí hoạt động, về cơ bản dẫn đến sự suy giảm và hỏng hóc của chất xúc tác.
Mục tiêu cốt lõi của nghiên cứu và phát triển chất xúc tác hiện nay là điều chỉnh số lượng, cấu trúc và môi trường vi mô của các vị trí hoạt động thông qua các phương pháp chuẩn bị khoa học. Điều này tạo ra các vật liệu xúc tác có hoạt tính cao hơn, độ chọn lọc vượt trội và tuổi thọ dài hơn, mang lại các phản ứng công nghiệp-hiệu suất cao,-thân thiện với môi trường và-hiệu quả về chi phí.