Katalysatoren spielen eine beträchtliche Rolle in der Produktion von Chemikalien heute. Nanomaterials haben das Potenzial für das Verbessern der Leistungsfähigkeit, der Selektivität und des Ertrags von katalytischen Prozessen. Die höhere Oberfläche zum Volumenverhältnis bedeutet, dass viel mehr des Katalysators aktiv an der Reaktion teilnimmt. Das Potenzial für Kosteneinsparungen ist von einem Material, von einem Gerät, von einer Arbeit und von einem Zeitstandpunkt ungeheuer. Höherer Selektivitätsmittelwert weniger Abfall und weniger Verunreinigungen, die zu sicherere Drogen und verringerte Umweltbelastung führen konnten.

Nanoscale-Katalysatoren sind in einigen Reaktionen nachgeforscht worden. Nanometal-Kolloide sind vom besonderen Interesse gewesen. Im Vorläuferkonzept können vorher zubereitete nanometal Kolloide für spezielle Anwendungen hergestellt werden unabhängig der Halterung, indem man sie mit den lipophilen oder hydrophilen schützenden Beschichtungen ändert. Aufnahme auf die Halterung wird erzielt, indem man das Material in eine Lösung der Partikel eintaucht. Tensid stabilisierte nanometal kollodiale Katalysatoren sind gefunden worden, um herkömmliche Katalysatoren für Hydrierungs- und Oxidationsreaktionen zu übertreffen. Die erste intramolekulare Pauson-Khandreaktion im Wasser wurde erfolgreich durchgeführt, indem man wässrige kolloidale Kobalt nanoparticles als der Katalysator verwendete.

Metall-nanoclusters sind auch gefunden worden, um gute Katalysatoren zu sein. Nanoparticles unterstützte auf Polymeren sind gefunden worden, um Hydrierungen und Kohlenstoffkohlenstoff Kupplungsreaktionen zu katalysieren. Kolloide von in Bi und trimetallischen nanoclusters sind gezeigt worden, um aktive und selektive Katalysatoren in Suzuki-Kreuzweise koppeln, in Phauson-Khand und in den Hydrierungsreaktionen zu sein. Metallcluster behalten ihre Aktivität für längere Zeiträume und über einer Reichweite der Substratflächen bei. Gold-nanoclusters haben auch katalytische Aktivität für die Oxidation der niedrigen Temperatur des Kohlenmonoxids aufgewiesen, selbst wenn Massengold inaktiv ist.

Metall-nanoparticles auf einer Vielzahl von Halterungen sind auch als Katalysatoren nachgeforscht worden. Zink und Platin nanoparticles, die auf einer Zeolithgrundmasse unterstützt wurden, wiesen Aromatisierungsaktivität des Hochs in der Umwandlung von unteren Alkanen auf. Die Nanoscale-Kobaltpartikel, die in der Holzkohle zerstreut wurden, wurden als Katalysator für das Pauson-Khand, verminderndes Pauson-Khand und Hydrierungsreaktionen verwendet.

Andere Baumuster nanocatalysts sind auch studiert worden. Nanopowder-Katalysatoren, die aus Silikon und Platin nanoparticles bestanden, wiesen sehr starke katalytische Aktivität für hydrolyzation Reaktionen auf. Intra--dendrimer Hydrierungs- und Kohlenstoffkohlenstoffkupplungsreaktionen fanden in einer Vielzahl von Lösungsmitteln (Wasser, organische Produkte, biphasics, überkritische CO₂) unter Verwendung der dendrimer-eingekapselten Metall-nanoparticles statt.

Trennung des gewünschten Produktes von unerwünschten Verunreinigungen und von Verschmutzern kann eine Herausforderung häufig sein. Nanomaterials, in Form von magnetischen nanoparticles, helfen möglicherweise, viele Trennungsprobleme zu lösen.

Magnetische Flüssigkeiten sind kolloidale Streuungen von Oberfläche-überzogenen magnetischen nanoparticles. Sie sind in den Trennungsanwendungen attraktiv, weil die Reaktivität der Partikel hergestellt werden kann, indem man die Oberflächenbeschichtungen auf den nanoparticles ändert. Die nanoscale Partikel leisten sich sehr hohe Flächen ohne den Gebrauch der porösen Absorptionsmittel und können für Wiederverwendung wieder hergestellt werden. Magnetische Flüssigkeiten werden für einige verschiedene chemische Trennungsanwendungen nachgeforscht.

Nanocatalysts, das magnetische nanoparticles enthält, werden entwickelt. Silikon und Kohlenstoff werden verwendet, um die Stabilität der nanoparticles unter Reaktionsbedingungen beizubehalten. Functionalized-Oberflächen auf den nanoparticles umfassen stillstellende Sites für katalytisch aktive Spezies wie nanometal Partikel, Enzyme und homogene Katalysatoren. Die Katalysatoren werden leicht getrennt, indem man die magnetische Interaktion zwischen dem magnetischen Nanoparticle und einem externen angewandten Magnetfeld verwendet. Diese hybriden Katalysatoren bieten die Vorteile der homogenen und heterogenen kombinierten Katalyse an.

In den biochemischen Reaktionen werden magnetische nanoparticles als Mittelwerte, in der Trennung und in der Bergung von Zielbiomolekülen wie DNS, RNS und Proteinen zu helfen nachgeforscht. Die Trennung von organischen Verschmutzern wie polyaromatischen Kohlenwasserstoffen vom Wasser und der Ausbau von Schwefelverbindungen von den Kohlenwasserstoffkraftstoffen wird auch mit magnetischen Flüssigkeiten nachgeforscht.

Trotz der großen und laufenden Bemühungen, die Sites zurückzufordern, die durch giftige Chemikalien verunreinigt werden, bleiben viele Einbauorte schwierig, wegen des Einbauorts der Verunreinigung zu adressieren. Nanomaterials werden nachgeforscht als mögliche Agenzien für die Zerstörung von Giftstoffen und aktivieren möglicherweise Sanierung in einigen schwierigen Szenario.

Zero-valent Eisen Nanoscale (NZVI) ist gezeigt worden, um die schnelle Zerstörung einer großen Auswahl der Verschmutzer (Perchlorat, sechswertiges Chrom und zahlreiche gechlorte organische Verbindungen) über einen Oberfläche katalysierten Redox- Prozess zu verursachen. Wirksamkeit von NZVI ist im Labor und auf dem Gebiet auf einer Versuchsschuppe in verunreinigtem Schmutz, in Sedimenten, in Grundwasser und in Abwasser demonstriert worden. Mögliche Kosteneinsparungen sind ungeheuer, da die Sanierung stattfinden kann, ohne das verunreinigte Wasser zur Oberfläche für Behandlung zu pumpen. Es ist möglicherweise auch zum remediate plumes sehr tief von verunreinigtem Grundwasser möglich, indem man nanoparticles in den Boden unter der Oberfläche über Tiefbrunneneinspritzung legt.

Nanoparticles des Goldes und Palladium sind gefunden worden, um in hohem Grade effektive Katalysatoren für die Sanierung des Trichloräthylens (TCE) im Grundwasser zu sein. Die nanoparticles versehen die Höchstzahl von Palladiumatomen für Interaktion mit den TCE-Molekülen und verbessern erheblich die Leistungsfähigkeit des Prozesses einige Größenordnungen über Massenpalladiumkatalysatoren. Wie mit Eisen nanoparticles, konnte in-situentgiftung zusätzliche Kosteneinsparungen hinzufügen.