主要从事无机多功能结构体系的合成化学研究，发明了多壳层中空结构（HoMS）的普适合成新方法，提出了HoMS是物质浓度波的宏观体现的新概念，发现了HoMS的时空顺序新属性，引领了该领域的发展；发现了碳材料新的氮掺杂形式sp-N，实现了N的定点定量掺杂；拓展了多功能结构体系在多组分高效电极上的应用。现任英国皇家化学会会士，国际溶剂热水热协会理事；《高等化学学报》及Chem. Res. Chinese Universities执行主编；Mater. Chem. Front.副主编；Energy Enviro. Sci、Matter、Adv. Sci.、EcoMat、Adv. Mater. Interface、Energy Chem和ChemNanoMat等期刊顾问委员；Sci. Bull. Scie. China Mater.、《科学通报》、《化学学报》等期刊编委；Adv. Mater.、Adv. Energy Mater.和Small等杂志的客座编辑。发表学术论文230余篇，包括Nat. Rev. Chem., Nat. Energy, Nat. Chem., Nat. Communications, Chem, J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Mater., Nano Lett., Energy Environ. Sci., Adv. Energy Mater. Chem. Soc. Rev., Acc. Chem. Res.等知名期刊，SCI他引2万余次，H因子73，单篇最高他引逾千次。申请中国发明专利50余项，已获授权30余项，转化2项。

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