以新催化反应、新催化材料和新催化表征技术研究为核心，以催化剂活性相、活性中心和反应机理原位表征基础研究为特色，在面向能源、环境和精细化学品合成等方面进行催化的应用基础研究。其中：

　　催化反应
    甲烷及低碳烃催化转化
　　有机催化选择加氢、氧化反应
　　多相手性催化
　　超深度脱硫
　　太阳能光催化分解水制氢
　　太阳能光催化二氧化碳还原
　　甲醇及二甲醚的催化转化
　　不对称催化
　　生物催化与转化
　　生物质催化转化
　　合成气化学
　　电催化二氧化碳还原
　　多相催化反应工程

　　催化材料的设计和制备
　　亚纳米孔和纳米孔催化材料
　　燃料电池催化材料
　　纳米半导体光催化材料和光伏电池材料
　　复合氧化物催化剂
　　透氧和透氢膜催化材料
　　纳米分子筛
　　氧化物担载的纳米金属催化剂
　　二维层状催化材料
　　高效分离材料

　　催化表征技术
　　紫外共振拉曼光谱
　　原位固态核磁技术
　　激光诱导荧光光谱
　　高分辨原子探针
　　深紫外光发射显微技术
　　时间分辨红外光谱和荧光光谱
　　多功能表面纳米探测技术
　　飞秒瞬态吸收光谱
　　手性振动光谱
　　近常压表面研究新技术
　　成像光谱

　　理论催化基础
　　纳米和单元子催化
　　催化氧化反应机理研究
　　光催化材料理论计算和设计