利用分子束外延以及物理气相沉积手段原位可控制备结构特定、形貌有序的金属/氧化物模型催化剂，并借助同步辐射考察催化剂表面的化学组成、电子结构、元素价态、催化剂表面的热稳定性、催化反应前后表面结构发生的变化，以及反应分子在表面的吸附态、吸附类型（化学吸附还是物理吸附）、吸附位置等，探测表面吸附或反应的中间体和分子发生反应的途径等等。通过以上研究，为“自下而上”设计新型高效催化剂提供理论基础和技术指导。