动态现场原位（Operando）定义和核心概念主要围绕“在操作中（operating/working）进行测量”，表征是在催化剂或电极的实际工作条件下，揭示催化反应机理及工业催化剂结构演变的动态结构解析技术。
这一方法旨在减少实验条件与实际应用之间的差距，从而更准确地揭示催化反应机理和材料性能。属于狭义原位监测。
原位（In Situ）技术强调在样品的原始位置或模拟自然环境中进行测量，尽可能减少对样品状态的干扰。
其核心在于“非破坏性观测”，例如在实验室反应器中模拟高温环境观察材料相变，但无需严格匹配真实工况的动态条件。属于广义原位监测。
In Situ的实验设计相对灵活，可在简化条件下进行间断式数据采集。例如，在催化反应中暂停供气，利用X射线衍射（XRD）捕捉催化剂晶格参数的（准）静态变化；在催化体系中暂停加光或者热处理，利用X射线光电子能谱（XPS）捕获材料在光/热催化体系中表面成分和化学状态的变化。其环境控制通常为静态或准静态，设备多为独立反应池与表征仪器分时联用。
Operando则要求实验装置高度集成化，以支持连续动态监测。例如，在流动反应器中嵌入紫外-可见光谱探头，实时记录催化反应过程中活性位点的电子跃迁信号。其环境控制需严格模拟实际工况（如动态反应物流、压力波动），设备需具备耐高温/高压的嵌入式传感器，并解决数据同步采集的技术难题。
In Situ技术适用于机理探索阶段的静态或准静态分析：
材料合成：通过高温XRD观察陶瓷烧结过程中的晶相演变。
电化学研究：在电池充放电循环中，利用原位拉曼光谱检测电极表面SEI膜的形成过程。
催化基础研究：在可控气氛中通过红外光谱（IR）分析催化剂表面吸附物种的键合状态。
Operando技术更侧重于工况关联的动态过程解析：
工业催化优化：在连续流动反应器中，同步测量CO氧化反应的转化率与催化剂的X射线吸收精细结构（XAFS），揭示活性位点的氧化态动态变化。
能源器件诊断：燃料电池运行中，通过Operando中子成像技术实时监测膜电极内部的水分布与气体扩散效率。
环境过程模拟：在模拟汽车尾气条件（高温、快速气流）下，研究SCR催化剂对NOx的吸附-转化动力学与表面酸性位点的关联性。
In Situ的优势在于数据的高信噪比与设备兼容性。例如，静态环境中可获取高分辨率透射电镜（TEM）图像，清晰解析纳米颗粒的表面原子排列。但其局限在于无法反映真实工况下的动态竞争机制，如催化反应中活性位点的动态重构与反应物扩散的耦合效应。
Operando的核心价值在于多维数据关联。例如，通过同步采集催化剂的XRD结构数据、质谱反应产物信号及热电偶温度数据，可建立“结构-活性-环境参数”的定量模型。
然而，其技术挑战显著：
信号干扰：流动体系可能引入背景噪声（如气体湍流对光谱信号的干扰），需开发自适应滤波算法；
设备复杂性：高温高压反应器与表征探头的集成设计需解决密封性、耐腐蚀性与信号传输稳定性问题；
时间分辨率：快速反应过程（如毫秒级自由基链式反应）要求表征设备具备超高时间分辨率，这对同步辐射光源或超快光谱技术提出极高要求。
目标导向：若需解析微观机理（如反应中间体鉴定），优先选择In Situ技术，因其在（准）静态条件下可提供高精度结构信息；若需关联宏观性能与微观演化（如催化剂失活机制），必须采用Operando技术，以捕获真实工况下的动态反馈。
技术可行性：当反应器无法集成表征探头（如高压等离子体装置），可妥协采用In Situ简化模型；若具备多模态联用平台（如同步辐射光源结合质谱），应优先设计Operando实验以最大化数据价值。
关键区别总结：
条件真实性：In Situ可能因仪器限制无法完全模拟工业反应条件（如高温高压），而Operando需匹配真实反应器环境。
数据同步性：Operando要求同时记录催化剂结构与反应性能数据，例如通过联用拉曼光谱与质谱分析。
术语边界：所有Operando实验均为In Situ，但反之不成立。换句话说，在不确定原位实验是否属于Operando时，均可称为In Situ（有时专业性表达方面可能存在欠缺），但不是所有的In Situ实验都可称为Operando。