1983年毕业于汉江师范学院，指导教师为唐系封教授；1988年9月至1991年6月在华中师范大学攻读硕士学位，师从我国著名有机磷化学家张景龄教授；1993年9月至1996年6月攻读博士学位期间，在陈茹玉院士指导下从事有机磷杂环化学研究，1996年获理学博士学位。1996年10月-1998年10月，在武汉大学做博士后，从事高分子药物控制释放研究；合作导师：卓仁禧院士。1999年3月-2003年3月，在日本产业技术综合研究所（National Institute of Advanced Industrial Science and Technology，日本筑波）做博士后（NEDO fellow），从事基于二氧化碳资源化利用主导的绿色化学研究；合作导师：Toshiyasu Sakakura 教授。1998年入选湖北省高等学校跨世纪学术带头人。2003年回国，被聘为南开大学教授，2004年4月被批准为博士生导师。 1998年入选湖北省高等学校跨世纪学术带头人。2009年楚天学者特聘教授，2011年入选英国皇家化学会会士（FRSC）。2016年担任Bentham 科学出版大使（Bentham Science Ambassador）。
从事绿色化学、二氧化碳资源化利用、生物质高值化等领域的研究工作。在二氧化碳化学及可再生碳基能源化学领域取得了系列创新成果，编著了《二氧化碳化学》与《绿色化学基本原理》，受到关注与好评，推动了二氧化碳化学领域的发展。在重要学术刊物上发表学术论文280余篇。撰写英文专著1部、中文书籍3部以及英文书籍章节20部 (ACS book series, John Wiley & Sons, Springer, Elsevier, CRC Press Taylor @ Francis)，申请（获得）授权中外专利30项,在学术会议上作邀请报告80余次，如，IUPAC 绿色化学会议、Gordon Research Conference、绿色化学国际会议、香山科学会议、双清论坛等。曾获天津自然科学奖、军队科技进步奖。2015年获天津市劳动竞赛示范岗，2018年获南开大学第八届“良师益友”奖，2018年Max-Plank-Institute lectureship，2019年Distinguished visiting professorship in CSIRO (The Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization, Australia)。2019年参与发起并组织的中国化学会首届二氧化碳资源化利用大会，获中国化学会优秀学术交流组织奖（2019年）。
参与组织ACS National meeting、International Conference on Coordination Chemistry、International Conference on Sustainable Chemistry、International Green and Sustainable Chemistry Conference、中国环境化学大会的“二氧化碳捕集与转化”分会。在Green Chemistry、Current Opinion in Green &Sustainable Chemistry、Green Energy Environment、科学通报、Chinese Journal of Chemistry、Green Chemical Engineering、Asian Journal of Organic Chemistry等学术期刊上发起组织“二氧化碳化学”专刊。自2003年起，开设了《绿色化学》研究专业选修课，主讲教育部化学专业《化学类导论》视频公开课中的第五讲“绿色化学与可持续发展”。
担任“Green Chemistry and Sustainable Technology”(Springer) Series Editor, Current Organic Synthesis 主编(2015-2021)；Frontier in Chemistry副主编 (2022-), Journal of CO2 Utilization (Elsevier),ChemistryOpen (Wiley), 科学通报, Current Opinion in Green and Sustainable Chemistry (Elsevier), Mini-reviews in Organic Chemistry、Green Chemical Engineering等学术期刊编委, 中国化学会绿色化学专业委员会委员、中国化工学会离子液体专业委员会委员、省部共建木本油料资源利用国家重点实验室学术委员会委员、离子液体清洁过程北京市重点实验室学术委员，广东省低碳化学与过程节能重点实验室学术委员会副主任、油脂分子构效湖南省重点实验室学术委员会委员、天津市工业尾气资源综合利用技术工程中心技术专家；2020年南开大学-中巴蓖麻生物质产业联合研究中心主任，加拿大国家自然科学与工程技术基金、欧盟科学基金、德国科学基金、奥地利、克罗地亚、比利时等国家自然科学基金等的海外评审专家，Wiley、ACS出版公司的书评专家。