研究方向1 光催化材料的设计、制备与性能研究
探索稳定地控制环境中U(VI)（放射性废水、海水、矿山废水）的方案和积极应对能源可持续发展，是各国政府和科学家们的重大研究课题。可溶性U(VI)在太阳光激发下光催化还原转化为不溶性U(IV)并沉积于反应器底部或催化剂表面，便于核素富集和回收利用，实现铀资源循环再利用，对提高铀资源利用率、减轻核燃料供应压力具有重要意义。课题组成员的目标是开发新的光催化剂，不仅能有效地利用日光中的可见光，且能有效地利用室内照明。深入研究光催化还原U(VI)的机理；发展面向实用化的高效环境净化光催化材料并有望对国民经济产生积极作用的应用成果。
研究方向2 放射性核素的分离与富集
设计构筑新型功能化纳米材料，并应用于铀、钍、铯等元素的高效吸附和分离。该类材料在放射性废液处理、放射性污染场地治理和修复等方面具有广阔的应用前景。目前，课题组针对以下三类材料开展了深入研究：（1）有序介孔碳材料，采用表面接枝、聚合物复合等方法对有序介孔碳材料进行功能化，主要的功能基团有磷酸基团、偕胺肟基等，并系统开展了这些材料对铀、钍等元素的吸附分离研究；（2）水热碳材料，以葡萄糖、蔗糖和壳聚糖等生物质为原料，采用水热法制备了功能化水热碳材料，并用于铀等放射性元素的分离富集中；（3）超分子识别材料，通过多步化学反应，制备了多种杯；(4) 双冠（Calix[4]BisCrowns）衍生物，以大孔硅基和毫米级大孔-介孔碳球材料为载体，合成了硅基和碳基超分子识别材料，并用于铯的识别和去除。
研究方向3 水中低浓度UO22+的快速可视化分析检测新方法研究
由于铀酰离子的化学毒性和放射性会对人体及生物体会造成不可逆的伤害，开发快速灵敏的检测铀酰离子的分析方法逐渐成为环境领域中的一个热点研究方向。本研究方向以水溶液中低浓度的铀酰离子为目标分析物，结合具有优越光学性能的纳米荧光材料，建立灵敏、快捷、高选择性现场检测痕量铀酰离子的分析方法。在此基础上，结合快速发展的智能手机平台，构建可精确、可靠监测环境水体中的铀酰离子浓度的智能手机传感平台，实现对水体中痕量铀酰离子的即时，可视化现场检测，为环境水体中铀酰离子快速检测提供实验依据和理论支持。
研究方向4 熔盐电化学及其干法后处理应用研究
课题组近年来系统研究锕、镧元素在各种活性阴极（Al，Cu，Ga，Ni，Zn，Bi等）上的电化学行为，得到了铀与镧系元素在Al，Cu，Ga，Ni，Zn，Bi电极上的沉积电位序。通过比较发现在活性Al，Cu，Ga，Ni，Zn，Bi阴极上锕系元素与镧系元素的沉积电位差最大，具有优异的锕-镧分离性能。进一步开展了铀与镧系元素在Al，Cu，Ga，Ni，Zn，Bi阴极上的分离工作。此外，采用熔盐电解法合成磁性材料、催化剂和发光等功能性材料，应用于电催化和生物等领域。
研究方向5：锕系晶态材料的设计组装及性能研究
设计构筑新型锕系晶态材料，探索放射性元素的结晶、吸附、分离及再利用研究。目前，课题组针对以下两类材料开展了深入研究：（1）锕系多金属氧簇晶态材料（An-POMs）。基于多金属氧簇特殊的阴离子软性、结构可调控等优点，系统开展An-POMs的设计组装及其光、热催化性能研究。（2）锕系金属有机框架晶态材料（An-MOFs）。利用多官能团有机配体设计合成铀酰基/钍基金属有机框架晶态材料，系统研究其吸附、分离和催化等方面的性能。