一：高效太阳能光催化材料及技术应用
太阳能作为一种清洁绿色的可持续能源，其高效利用受到全世界的广泛关注。理解光催化过程是高效利用太阳能的前提；认识光催化的物理化学微观机制以及探索高效的光催化材料是目前学术界的研究重点。课题组目前主要围绕以下4个领域开展研究工作：
（1）光催化分解水纳米结构材料的设计合成与形貌调控；（2）还原CO2制备碳氢燃料用光催化材料探索与机理研究
（3）基于共轭聚合物的有机光催化材料可控制备及应用；（4）环境净化用太阳能光催化材料开发与技术创新
二：电催化纳米材料可控制备及效能提升
聚焦能源相关的纳米材料和电催化应用基础研究，重点围绕新型电催化纳米材料的设计与制备方法，从形貌调控、材料掺杂改性、材料界面修饰和调控、理论计算与催化机理研究等方面开展研究，主要包括以下几个方面：
（1）电解水析氢／析氧催化材料；（2）光/电催化材料；（3）氧还原反应催化材料；（4）直接醇类燃料电池纳米催化材料
三：新型光热转换材料和器件的设计开发
1. 钙钛矿型氧化物体系的调控及光热性能研究：通过化学调控的方法，从材料的角度调控稀土钙钛矿氧化物的光热转换性能；并结合微纳结构在太阳能光热蒸发器件中的合理设计，制备一系列适用于环境净化、污水治理及光热催化等领域的光热转换材料。
2. 仿生材料在太阳能光热转换中的应用：基于生物精细构型的光热转换材料，利用分级结构的材料的各向异性强、反应接触面积大、微纳米孔多等特点，设计和制备高效光吸收、快速吸水能力及良好隔热性能的仿生光热蒸发器件。
四：生物质材料的仿生功能化及催化转化
围绕“绿色化学”理念，重点研究基于生物质衍生的新型碳纳米结构，通过形貌调控、掺杂改性、纳米复合、界面调控及理论计算等手段设计合成高效稳定的碳基纳米催化材料。主要包括以下三个方面：
（1）设计新型催化体系，开展生物质资源的高效转化；（2）探索并开发新型生物质基碳材料，研究其电化学性能及可见光下催化有机反应活性；（3）设计合成生物质基碳材料负载纳米合金的功能催化材料，研究其电化学性能及可见光下催化有机反应的性能。
五：生物医用催化纳米材料与技术
基于疾病的生物化学机制，设计合理的具有治疗效果的催化反应；利用催化材料的化学特性构建出绿色、高效的纳米催化剂；通过合理构建纳米催化剂和调节化学反应的基本要素（反应物、产物、反应条件），实现对反应速率、平衡和路径的有效调控，高选择性地针对病变组织高效率地催化产生或转化生物活性物质实现低毒副作用的高效治疗。具体如下：
（1）新型纳米催化材料的可控制备及用于肿瘤的高效诊疗研究；（2）稀土纳米复合体系的构建及在生物催化医学中的应用探索。