Die Katalyse ist eine der wichtigsten Schlüsseldisziplinen für eine nachhaltige Zukunft. Trotz ihrer Bedeutung in der Chemie, Umwelttechnik und Mobilität gibt es noch zahlreiche offene Fragen zur Katalyse. Insbesondere ist eine gezielte Katalysatorsynthese entscheidend, um chemische Prozesse ressourcenschonend und nachhaltig kontrollieren zu können. In diesem Zusammenhang ist die Methode der gepulsten Laserablation in Flüssigkeiten (PLAL) und die anschließende kolloidale Partikelabscheidung auf Trägermaterialien ein neuartiger und vielversprechender Ansatz zur Synthese ligandenfreier Nanomaterialien, welche eine hohe Reinheit besitzen und somit für katalytische Anwendungen von Interesse sind. Um diese Synthese zu etablieren, sind jedoch tiefere Einblicke in die Partikeleigenschaften sowie deren definierte Einstellungen erforderlich. In dieser Arbeit wird ein gesamter Forschungsprozess von der Grundlagenforschung bis hin zu anwendungsorientierten Untersuchungen integriert. Da heterogene Katalysereaktionen an der Grenzfläche von Katalysatoren und Reaktanten stattfindet, werden im ersten Teil dieser Arbeit die Oberflächeneigenschaften von lasergenerierten, katalytisch relevanten Nanopartikeln untersucht. Die Eigenschaften von lasergenerierten Platin- und Kupfer-Nanopartikeln wurden untersucht und die Auswirkungen dieser Ergebnisse auf die Bildung von Legierungs-Nanopartikeln damit begründet. Die Entwicklung von aktiven Legierungskatalysatoren ist von großer Bedeutung, da sie maßgebende Eigenschaften wie höhere katalytische Aktivitäten als ihre Mono-Metalle implementieren und die Verwendung einer geringeren Menge an teuren Edelmetallen ermöglichen. Die Oberflächenuntersuchungen ermöglichen ein besseres Verständnis der zugrunde liegenden Syntheseparameter und Prozesse, die die Herstellung von gut definierten katalytisch aktiven Materialien ermöglichen. Durch eine In- situ-Charakterisierung der Oberflächenstruktur mittels Röntgenabsorptionsspektroskopie wurde nachgewiesen, dass lasergenerierte Platin-Nanopartikel in Flüssigkeiten teils oxidiert (und damit positiv geladen) sind. Während die Partikeloberflächeneigenschaften nach der Adsorption auf einem Träger erhalten bleiben, wurde eine veränderte Nanopartikel-Wechselwirkung mit dem Lösungsmittel auf der Basis der geänderten Anzahl von Bindungen analysiert. Neben den Untersuchungen an edlen Nanopartikeln werden Konzepte zur Kontrolle der Eigenschaften von unedlen Metallen (wie Cu, Ni, Mo) durch das Lösungsmittel vorgestellt. Nach diesen Untersuchungen werden weitere Schlussfolgerungen zur Herstellung von Legierungsnanopartikeln gezogen und beschrieben. Hierbei wird auf die Frage eingegangen, wie unedle katalytisch aktive Legierungsnanopartikel, welche mittels PLAL hergestellt werden, in ihren Eigenschaften modifiziert werden können. Es wird gezeigt, dass die Partikeloxidation, welche stark vom Lösungsmittel beeinflusst wird, einen entscheidenden Einfluss auf die Legierungsbildung und die Partikelstabilität hat. Für eine Anwendung in der heterogenen Katalyse müssen die Metallnanopartikel auf Trägermaterialien adsorbiert werden. So wird im letzten Teil dieser Arbeit die Adsorption von ligandenfreien Nanopartikeln auf Oxid- und Kohlenstoffträger adressiert. Die einflussgebenden Parameter, die die Nanopartikeladsorption auf TiO2 kontrollieren, werden bestimmt. Es wird gezeigt, dass die Partikeladsorption durch den pH-Wert und die Ionenstärke gesteuert werden kann, wobei auch Nanopartikel, die volständig mit verschiedenen Liganden bedeckt sind, auf dem Träger durch elektrostatische Wechselwirkung adsorbiert werden können. Somit ermöglichten diese experimentellen Untersuchungen den Mechanismus der kolloidalen Partikelablagerung zu ermitteln. Darauf basierend kann die Herstellungsprozesskette der laserbasierten heterogenen Katalysatoren auf verschiedene Trägermaterialien übertragen werden. Zum Schluss wird gezeigt, dass die so hergestellten Katalysatoren bei geringen pH-Werten chemisch beständig sind und somit ein Anwendungspotential der Katalysatorsynthese besteht. Die vorliegenden Studien basieren auf vier ausgewählten Publikationen (von insgesamt neun Peer-Review-Publikationen), die im Promotionsstudium erstellt wurden. Der Abschnitt "State of the art" besteht aus einem Auszug aus einem geplanten, nicht veröffentlichten Review. Diese Dissertation ist halbkumulativ geschrieben, in der der Text in verschiedene Kapitel mit den jeweiligen Einführungen zu den zusammenhängenden Forschungsthemen aufgeteilt wird. Am Ende werden die Ergebnisse zusammengefasst und ein Ausblick für zukünftige Untersuchungen gegeben.