主要开展无机功能纳米材料（二维材料、单原子/单团簇催化剂、纯相多元金属氧化物、合金等）的可控构筑及其在资源小分子（水分子、芳香烃、低碳烷烃等）高值化利用等方面的基础与应用研究，通过精准调控纳米催化剂的几何与电子结构来解决纳米材料在资源小分子高值化利用领域所面临的关键技术挑战，借助原位球差电镜、原位同步辐射、扫描隧道显微镜等先进技术手段深入揭示催化剂在真实反应过程中的结构演变规律，从原子层面诠释催化剂的微观电子结构和宏观催化性能之间的构效关系，为精准设计、合成和调控纳米催化剂提供重要的理论基础与科学依据。