多孔材料设计及其吸附/分离性能研究

凭借可灵活修饰的孔道结构/表面性质和显著的纳米尺度空间效应，纳米多孔材料在能源和环境气体的吸附/分离领域受到了极大关注。基于多尺度模拟技术，研究吸附质在多孔材料中的吸附及分离行为，探究多孔材料结构、孔表面化学性质等因素对轻烃、H2和CO2等气体吸附/分离性能的影响，建立构效关系，明确吸附分离作用机制，为新型多孔材料的设计开发提供理论指导。

电催化反应的机理研究

针对新能源领域的重要电化学反应，如析氢（如工业产氢）、氢氧化（如燃料电池）、氧还原、氮还原（如固氮和单电池）、二氧化碳还原（如固碳和光合作用等）等，研究反应机理，进行高性能催化材料设计。

油品催化吸附脱硫技术的机理研究

品油中含有的微量硫元素导致严重的环境和健康问题。通过研究油品脱硫反应的动力学机理和高性能脱硫催化剂组份、尺寸、表面形貌等对催化效率影响的机理，进行生产线和常温常压状态下（如汽车尾气或工业废气处理等）脱硫催化剂优化。

光解水制氢的催化剂设计

当前工业产氢仍存在成本高、能耗高、效率低的问题，而利用太阳能光解水是大规模低成本绿色产氢的理想方案。我们基于已有的二维材料数据库，利用高通量筛选和机器学习方法设计高性能催化剂用于光解水制氢。同时，此类方法还可推广至光催化固氮或光催化固碳等重要反应。