1. 能源催化材料创制：纳米/原子/电子结构及微环境调控
(1) 金属/共价有机框架（MOFs/COFs）基材料
(2) 单原子/单分子催化材料、金属烯材料
(3) 碳材料、金属氧化物、硫化物等纳米多孔材料
2. 能源光/电催化应用：
2.1 光/电小分子活化与利用 (Electro-/photocatalytic valorization of small molecules)
光/电小分子活化与利用是当前能源与催化领域的前沿方向，旨在利用光能或电能驱动水、二氧化碳、氮气等稳定小分子发生高效定向转化，生成氢气、碳基燃料或含氮化学品。其重要性在于为可再生能源存储、碳中性循环以及高效合成关键化学品提供了潜在途径，是应对能源危机与环境挑战的关键策略之一。然而，该领域仍面临诸多挑战：一些小分子（如CO2、N2）化学惰性强，断裂与重组需要克服较高能垒；光/电催化过程中载流子分离效率低、中间体复杂且难调控，导致反应选择性与能量转换效率有限；此外，催化材料的稳定性、规模化系统的设计与成本控制也是实际应用的瓶颈。本课题组的研究集中于开发高效、稳定的光/电催化剂，通过表界面工程、活性位点微观调控及反应器创新，实现多电子-质子耦合过程的高选择性调控，并推动光/电催化与生物、热催化等过程的协同集成，旨在为清洁能源与绿色化工提供重要技术支撑。
代表性工作：Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 15014; Adv. Mater. 2021, 33, 2006965; Adv. Mater. 2021, 33, 2008631; Energy Environ. Sci. 2021, 14, 1544; Energy Environ. Sci. 2021, 14, 4998; Adv. Mater. 2022, 34, 2202830; CCS Chem. 2023, 5, 1827; eScience 2023, 3, 100118; Adv. Mater. 2024, 36, 2408341; Adv. Mater. 2024, 36, 2401926等。
2.2 光/电有机合成 (Electro-/photocatalytic organic synthesis)
光/电有机合成是一种绿色可持续的有机化合物合成方法，该技术利用广泛可得的绿色光能和电能，以光/电催化技术在温和条件下实现有机物的合成，旨在提高合成过程的效率、选择性和可控性，同时降低能源消耗和化学废物排放。绿色光/电有机合成技术的应用可以有效地减少对环境的负面影响，推动有机合成领域朝着更加可持续和环保的方向发展。特别是，利用地球丰度小分子（H2O, O2, CO2, NOx等）进行光/电催化合成具有重要的意义，它们易于获取且不会对环境造成负面影响。通过合理设计光/电催化反应体系，可以高效地利用这些小分子，实现有机化合物的可持续合成。本课题组以地球丰度小分子为原料并与其它有机底物进行光/电化学反应，实现了高附加值C-C, C-O, C-X (X=N, S, P)等偶联产物的绿色高效合成。
代表性工作：Energy Environ. Sci. 2023, 16, 502; Adv. Energy Mater. 2024, 14, 2401314; Adv. Funct. Mater. 2024, 34, 2316187; Adv. Sci. 2025, 12, e13012; Angew. Chem. Int. Ed. 2025, 64, e202503440; Nat. Commun. 2025, 16, 3564; Appl. Catal. B 2026, 382, 125989等。
3. 晶态光学材料（Crystalline optical materials）
以非线性光学晶体、电光晶体、激光晶体和闪烁晶体等为代表的功能性晶态光学材料是现代科技的关键引擎，广泛应用于激光频率转换、高速光通信调制、大功率激光产生以及高能射线探测等领域。其中，倍频非线性光学晶体是一类特殊的非线性光学晶体，能够通过二阶非线性光学效应将入射激光的频率加倍（波长减半），是实现激光波长扩展的关键材料。而双折射晶体则利用其沿不同晶轴折射率不同的特性，成为制造偏振分光棱镜、波片和光学隔离器的核心元件，是操控光偏振态不可或缺的工具。
基金支持：
课题组衷心感谢国家/中科院/省人才项目、国家重点研发计划课题、国家自然科学基金重点/面上/青年项目、福建省自然科学基金攻青/杰青/面上/青年项目、中国博士后科学基金项目和企业委托项目的资助。
