催化反应在化学工业产品的生产中占有重要地位,而催化剂可以显著提升催化反应效率。因此,构筑活性组分均匀分散、稳定分散的催化材料一直是催化领域的研究热点和难点。发展高效多相催化材料的关键在于:（1）如何认识催化活性位结构;（2）如何调控催化剂活性位缺陷结构的充分暴露、高分散和稳定分散;（3）如何强化催化剂的活性和稳定性。目前传统的催化剂设计和制备,在活性位结构精准调控、催化性能的强化、催化剂稳定性等方面仍有诸多不足。为了应对上述问题,发展新型催化剂制备方法,在分子层次揭示、优化活性位结构,介观层次研究催化剂界面结构,实现催化剂活性组分高分散,以此来提高催化剂的活性和稳定性,是目前提高催化效率的必然途径。此外,开发绿色、高效、可持续、可替代化学能源的催化新工艺路线,也成为目前化学工程等相关学科研究的焦点。针对温和条件下H-O、C=O、N≡N键活化,本人以水滑石为模型体系,揭示了其微观活性位缺陷结构、介观异质界面结构、高分散催化剂分散特性（如图1所示）,实现了水滑石基催化剂在光驱动分解H₂O、CO₂或CO加氢制高碳烃、合成氨等催化反应中的催化活性位缺陷结构;揭示了基于能带、缺陷、界面可控的水滑石基材料制备—结构—光催化性能之间的关系,从而为太阳能向化学能高效转化提供思路。[1-6]