反应机理和动力学研究是认识催化过程本质的主要手段。我们课题组的主要研究思想是通过特色的活性中心识别手段、反应动力学、同位素效应、瞬态表面反应、原位光谱等手段在分子水平上揭示催化反应过程机理，建立相应的反应动力学模型，总结催化剂材料构效关系规律，并最终以此作为指导原则设计具有新颖结构和优异性能的新型催化剂材料体系，并推动其产业应用。我们关注的反应类型以非均相热催化和电催化为主，同时也注意均相催化和光催化最新前沿热点。我们的目标催化剂材料主要包括纳米碳、氮和硼化合物等非金属催化材料，同时也期望将非金属和金属基催化材料的优势结合，最终实现金属（尤其是贵金属和有毒金属及其氧化物）催化材料的替代与高效利用。