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随着现代工业的发展，染料、杀虫剂和物等有机污染物向环境尤其是水体中的排放量日益增加，对自然环境和人体健康造成严重的威胁。当前，在纺织和食品等行业中使用的有机染料，因其具有非生物降解性、高毒性和致癌性成为环境污染的主要来源。因此，开发一种的技术将这些有害物质转化为良性物质，进而削弱其对环境的危害是十分必要的。传统的水处理技术通常采用生物降解法和吸附法将有机污染物从水体中去除。然而，生物降解工艺通常比较缓慢，并且对有毒污染物的去除效果较差。另外，尽管吸附法可以将污染物从水体中吸附到吸附剂中，仍需进一步处理才可以将其去除。而的光催化氧化技术可以降解水中难降解的有机污染物，从根本上减轻其对环境的人体的伤害。
表面上的原子排列与体相的相近，原子间距也大致相等。由于紧密堆积在热力学上为有利，暴露于表面上的金属原子，往往形成晶面指数低的面，即表面晶胞结构为（1×1）的低指数面热力学才是稳定结构。金属表面暴露在气氛中，总会发生吸附现象。在大多数情况下，表面上总是覆盖上接近吸附层的吸附质。若气体分子与表面原子是一对一的吸附，则吸附质的排列与底层结构相同，其它吸附层在表面的排列还有更复杂的结构。
位错作用与补偿效应补偿效应（The compensation effect）是多相催化中普遍存在的现象。在多相催化反应的速率方程中，随着指前因子A的增加，总是伴随活化能E的增加，这就是补偿效应。对于补偿效应的合理解释，其原因来源于位错和缺陷的综合结果，点缺陷的增加，更主要是位错作用承担了表面催化活性中心。点缺陷与金属的“超活性”金属丝催化剂，在高温下的催化活性，与其发生急剧闪蒸后有明显的差别。急剧闪蒸前显正常的催化活性，高温闪蒸后，Cu、Ni等金属丝催化剂显出“超活性”，约以105倍增加。这是因为，高温闪蒸后，金属丝表面形成高度非平衡的点缺陷浓度，这对产生催化的“超活性”十分重要。如果此时将它冷却加工，就会导致空位的扩散和表面原子的迅速迁移，导致“超活性”的急剧消失。
在有机化学中，金属配合物诱导的烯丙基取代反应是形成CC键和CO键的非常重要的反应。含活性配体的钌络合物对这类反应的催化作用最好，能催化烯丙基卤化物和酚类的芳基烯丙基基团的形成。此外，NHC配体与Cp*-Ru配合物配位形成的催化剂在烯丙基烷基化反应和酚类醚化反应中表现出非常好的催化活性。