Технологія каталізу є основою сучасної хімічної промисловості, перетворення енергії та екологічного управління. Будучи функціональним ядром каталізаторів, активні центри є мікролокаціями, де відбуваються всі каталітичні реакції, безпосередньо керуючи активністю, селективністю та стабільністю каталізатора. Об’ємний носій і каркас каталізатора майже не беруть участі в хімічних реакціях; вони в основному підтримують активні компоненти, диспергують металеві частинки та полегшують масообмін. Тільки певні мікрообласті на поверхні або всередині порових каналів можуть активувати реагенти та реконструювати хімічні зв’язки, і ці критичні області визначаються як активні центри.
Активні центри є єдиними функціональними зонами, які керують каталітичними реакціями. Їхня унікальна поверхнева структура та електронний стан знижують енергію активації хімічних реакцій, уможливлюючи-{2}}запуск реакцій у м’яких робочих умовах. Каталітичний цикл безперервно повторюється: спочатку активні центри адсорбують молекули реагентів і послаблюють внутрішні хімічні зв’язки; потім вони розривають старі зв’язки та утворюють нові для створення цільових продуктів; нарешті, продукти десорбуються з сайтів, відновлюючи вихідну структуру активних центрів для наступних реакційних циклів.
Різні каталізатори мають різні активні центри. Для металевих каталізаторів активними центрами є здебільшого краєві та кутові атоми на металевих частинках, які широко застосовуються в реакціях гідрування та реформінгу. Тверді кислотні каталізатори, такі як молекулярні сита, покладаються на кислотні центри для крекінгу важкої нафти та ізомеризації вуглеводнів. Оксидні та сульфідні каталізатори зосереджені на вакансіях дефектів і місцях розділу, які зазвичай використовуються для десульфурації димових газів і денітрифікації в захисті навколишнього середовища.
Продуктивність каталізатора повністю залежить від стану активних сайтів. Кількість активних центрів контролює ефективність перетворення реакції, тоді як сила сайту регулює селективність утворення призначених цільових продуктів. Під час промислової експлуатації відкладення вуглецю, отруєння домішками, високо-температурне спікання та структурні пошкодження призведуть до дезактивації активних центрів, що в основному призводить до занепаду та виходу з ладу каталізаторів.
Основною метою сучасних досліджень і розробок каталізаторів є коригування кількості, структури та мікрооточення активних центрів за допомогою наукових методів підготовки. Це створює каталітичні матеріали з вищою активністю, чудовою селективністю та довшим терміном служби, реалізуючи високо-ефективні, екологічні-та-рентабельні промислові реакції.