納米粒子獨特的晶體結構及表面特性，使其催化活性和選擇性大大優于傳統催化劑，成為富有活力的新興研究領域。國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展前景。目前國內外納米催化劑的制備和應用已取得不少成果，并逐步應用于工業生產。在中國化工學會年會納米材料制備與應用論壇上，納米催化劑在加氫、氧化、還原、聚合、電化學、能源等方面的應用研發非常活躍。
 
　　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化為天然氣。在該工藝過程中，積碳和燒結成為催化劑活性降低的兩個主要因素。
 
　　成熟的工業化甲烷化技術普遍采用固定床甲烷化反應器，如何有效控制反應區域的溫度是甲烷化工藝難點之一。與固定床反應器比較，流化床反應器特別適合應用于強放熱的甲烷化反應，可有效防止催化劑的積碳和燒結。但催化劑磨損嚴重制約了其工業化進展。中科院過程工程研究所的科研人員通過催化劑結構設計，制備了易流化、高分散、高催化活性和高穩定性的甲烷化催化劑，可直接用于流化床反應器體系，為流化床甲烷化工藝發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）是廣受關注的綠色化學反應過程，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甘油的仲位羥基氧化，顯著提高DHA的選擇性。但由于對Bi的作用機理目前仍不清楚，阻礙了催化劑的設計。
 
　　華南理工大學針對以上問題展開研究，用Bi對鉑粒子的表面進行修飾，通過Pt-Bi催化劑與反應物之間的螯合作用，以及Bi作為吸附原子在鉑顆粒表面形成的結構位阻效應，顯著提升了DHA的選擇性。這項研究可以指導高性能甘油選擇性氧化催化劑的開發設計。
 
　　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化制芳烴反應。
 
　　分子篩催化劑的擇形性是主要特征和關鍵，如果分子篩孔口太小以至于苯環無法通過，芳烴就不能從分子篩籠中脫附出來，意味著產物主要是烷烴和烯烴；如果分子篩的孔徑足夠大，那么產物中就會存在許多大分子芳烴。上海交通大學通過對制備溫度和時間以及模板劑的跳變，開發出形貌可控且活性高、穩定性好的甲醇催化制芳烴分子篩催化劑。通過對不同催化劑進行考評后他們發現，分子篩催化劑在負載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。與傳統化石燃料制氫相比，電催化分解水制氫是可再生及環境友好的制備法。開發高效、可替代鉑的價格低廉的非貴金屬析氫電催化劑，是當前氫能源領域的研究熱點。
 
　　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，北京化工大學結合硬軟模板技術，以聚合物膠體晶體為硬模板，溶致液晶為軟模板，并通過化學還原沉積法制備出具有三維有序大孔/介孔多級孔道結構的金屬Ni電催化材料。物理表征和電催化析氫性能測試表明：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移電阻小的特點，另外還具有良好的穩定性，在電催化分解水制氫方面具有很好的應用前景。
 
　　燃料電池用催化劑 在能源領域，鉑基材料是燃料電池技術中最主要、性能最優越的催化劑，但鉑在地球上的探明儲量很少，應用面臨成本問題。
 
　　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/殼結構的異二聚體，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，廈門大學選擇銀為載體，合成了空心結構的銀/鉑雙金屬納米材料，具有優異的催化氧還原反應的性能與更佳的催化穩定性，可用作燃料電池陰極的催化劑。