长期从事工业催化的研究，负责研制的新型催化剂应用于我国航天、航空、石油化工领域，三次获国家技术发明二等奖。近期主要从事航天无毒推进剂催化分解技术、环保催化及催化新材料等方面的研究。已培养毕业研究生49人（博士31人、硕士15人，博士后3人），发表论文260余篇（SCI收录），他引3500余次；申请发明专利100余件（国际专利12件，共授权65件）。

主要的学术兼职有：973项目首席科学家，国家863计划专题专家组副组长，中国空间科学学会常务理事、空间材料专业委员会副主任，英国皇家化学学会会士，国际空间推进会议学术委员，中国化学会催化委员会委员，中法可持续能源联合实验室中方主任，M？ssbauer Effect Data Center主任，化学工程联合国家重点实验室学术委员会副主任，多相复杂系统国家重点实验室学术委员会委员，Applied Catalysis B: Environmental编委，ChemPhyChem编委，《催化学报》主编，《空间推进》编委会副主任，《中国化工学报（英）》和《化学推进剂与高分子材料》编委；《化学推进剂与高分子材料》编委，University of Poitiers（法国）、University of Namur(比利时)、四川大学、大连理工大学、太原理工大学、西北大学等高校的客座或兼职教授，Journal of Catalysis、Industrial & Engineering Chemistry Research等十余种国际期刊的论文评审专家等。

曾被国家人事部和国防科工委授予“全国国防科技先进工作者”称号，获中国科学院“参加载人航天工程突出贡献者”称号，是“首批新世纪百千万人才工程国家级人选”。2003年获国家自然科学杰出青年基金，2008年获中国催化青年奖，2009年，获全国“五一劳动奖章”和周光召基金会“应用科学奖”，所带领团队获中国科学院杰出科技成就奖。