（1）建立具有高识别孔壁或孔道结构的金属-有机框架材料，实现含能分子高效富集、污染分子高效去除和再生

构建羧基和酰胺双重功能修饰的孔壁结构，实现了含能分子铀酰离子的超快富集，在海水中仅需要一分钟就能实现0.53 mg/g的海水提铀功能，为海水提铀这一世界级难题提供了新研究思路（J. Mater. Chem. A, 2015, 3, 13724）；构建羟基和酰胺双重功能修饰的孔壁结构，实现了污染分子二价汞离子的高效去除，经处理的含二价汞离子废水可达到欧盟引用水标准（低于1 ppb），为重金属废水处理提供发展方向（J. Mater. Chem. A, 2015, 3, 9616）；构建双接近配位不饱和点修饰的孔壁结构，实现了尺寸相近分子C₂H₂、CO₂的高效分离，为制备高纯乙炔提供新技术（J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 5678，ESI高引论文）；构建含磺酸阴离子的孔道结构，首次建立了碱性条件下铀酰离子的直接富集和海水提铀，将海水提铀潜能提高到1.05 mg/g（Chem. Eng. J. 2017, 316, 154）；构建了含N、O、S多潜在配位的孔壁结构，实现了二价汞离子的高效去除（Inorg. Chem. 2018, 57, 8722）。

（2）建立具有高感光结构的金属-有机框架材料，实现传统方法无法实现的含能分子富集、污染分子去除与再生的新思路

 首次构建二芳烯金属金属-有机框架材料，利用二芳烯在紫外/可见光下的可逆结构变化，实现了二氧化碳的富集与低能耗释放（效率高达76%， Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 9298），进一步研究发现二芳烯在紫外/可见光下的可逆结构变化可诱导乙炔分子的储存，实现了尺寸相近分子C₂H₂/C₂H₄之间的可控分离，首次提出分离开关这个概念（Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 7900，封面论文）；构建偶氮金属金属-有机框架材料，利用偶氮在紫外/可见光下的可逆结构变化，实现了二氧化碳的富集与低能耗释放（效率高达78%， Inorg. Chem. 2015, 54, 11587）、催化反应的高效控制（J. Mater. Chem. A, 2017, 5, 7961）；构建双重感光二芳烯+偶氮金属金属-有机框架材料，实现了尺寸相近分子C₂H₂/CO₂、C₂H₂/C₂H₄之间的可控分离（Chem. Commun., 2017, 53, 763）；构建C=C双键金属-有机框架材料，利用[2+2]加成反应在紫外光或者加热条件下的可逆结构变化，实现了铀酰离子的富集与低能耗释放（效率高达50 mg/g，J. Hazard. Mater. 2016,311, 30, ESI 高引论文）和有毒挥发性气体丙烯醇分子的安全去除和再生（Green Chem., 2016, 18, 2047）。

（3）建立具有高表面感应结构的金属-有机框架材料，实现传统方法无法实现的含能分子富集、污染分子去除与再生的新策略

与传统研究金属-有机框架材料相比，我们首次开展了金属-有机框架材料的表面配位化学研究，发现了某些含“酚基”的金属-有机框架材料能与Fe²⁺或Fe³⁺发生类似的“酚-铁”显色反应，利用这种独一无二的发现，开拓性发展了它在含能分子富集、污染分子去除与再生方面的应用(Chem. Eur. J.2018,10.1002/chem.201801348)，包括锂电池（J. Mater. Chem. A, 2016, 4, 13603）、有氧有二氧化碳下的硫酸亚铁还原六价铀世界难题（Chem. Commun., 2016, 52, 9538）、超高铬吸附（Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 16376，封面论文，VIP论文）、C₂H₂/CO₂的可控分离（Inorg. Chem. 2018, 57, 3679）。