催化剂通过选择性加速复杂化学反应网络中的目标化学反应来实现化学反应方向的控制，在化学工业中发挥核心和不可替代的作用。催化是化学反应复杂性和可控性的具体体现，是化学与相关学科交叉的典型代表。固体催化剂催化性能源于固体表面原子配位不饱和性, 从而固体表面能够吸附并活化周围环境中的分子. 在催化反应过程中, 至少一种反应物分子在固体催化剂表面吸附并活化；随后，这些反应物分子在固体催化剂表面进行化学反应，经过中间物种生成吸附产物；最终吸附产物从固体表面脱附生成产物分子，同时固体催化剂表面恢复至初始状态，从而完成固体表面反应循环。表界面化学正是研究分子在催化剂表面吸附、扩散、反应及脱附等过程的基础科学，它也因此成为催化科学与技术的科学基础。目前，表界面化学与多相催化已成为化学科学最活跃的前沿研究领域之一。
中国科学技术大学化学物理系表界面化学与催化研究方向主要围绕着CO/CO2催化转化、低碳烷烃催化转化、催化选择氧化、催化加氢以及外场耦合能源转化等与能源和环境问题紧密相关的反应体系开展研究，通过理论计算和固体表界面实验研究交叉合作，结合新型原位动态研究方法的发展和应用，理解目标反应体系的催化基础，揭示催化剂结构-性能关系，优化催化剂的结构设计；同时大力发展催化剂结构可控的纳米合成方法、原子层沉积合成方法和界面化学反应合成方法等，控制合成具有设计结构的催化剂，并应用到目标催化反应中，来实现高效催化反应和相应催化过程的研发。本研究方向于2018年获批建设安徽省教育厅表界面化学与能源催化重点实验室。
研究方向师资：包信和,陈艳霞,黄伟新,路军岭,李全新,李微雪,刘进勋,千坤,邵翔,曾杰*,张镇,朱俊发*