精准调控化学反应过程一直是催化化学追求的目标，也是化学科学和技术所面临的重大挑战。针对能源高效转化和资源优化利用中的核心科学问题，本成果从纳米系统的基本原理和构效特性出发，以纳米碳管和纳米粒子的新颖催化特性研究为基础，率先提出了基于空间限域的“狭义限域催化”概念，从理论上揭示了纳米限域对催化体系电子能态以及基元反应活化能精准调控的内在规律；进一步将概念拓展至二维和界面相互作用的电子调控体系，阐明了广泛意义上的“限域”效应保持催化体系在反应过程中的活性状态、维持催化体系循环往复和催化反应持续进行的内在机制，率先定义了基于界面相互作用的广义限域效应。基于此提出了“纳米限域催化”概念，揭示了催化精准调控的本质特征，系统阐明了催化活性中心构建原理和动态演变规律，并成功在多个重要催化体系中得到验证，引领和推动了催化科学和技术的发展，得到同行的广泛认可，获得了德国催化协会“Mittasch催化成就奖”、国际天然气转化成就奖、Nano Research成就奖以及“陈嘉庚化学科学奖”和首届“全国创新争先奖牌”等国内外重要奖项；根据这一概念，创造性地实现复合氧化物界面限域稳定的氧缺陷位活性中心与具有择形效应的纳米限域孔道分子筛耦合，创立OXZEO^®催化剂和催化体系，实现了合成气直接转化高效制低碳烯烃等高值化学品，并与企业合作首次成功完成工业试验，颠覆了统治煤化工领域九十多年的费托（FT）过程，摒弃了反应过程中的工艺水循环，突破了制约产物选择性的ASF极限，引领了高效、节水煤化工的发展新方向。