本研究方向以武陵山区矿产资源开采粗产品为研究对象，以丰富的锰、锌、钛、镁、钼、钒和钾等元素作为切入口，以环境催化材料合成与应用为研究目标，开展特种结构纳米材料的制备、组装与裁剪以及相关方法与技术的研究，实现武陵山区矿产资源的高附加值利用，促进武陵山区经济发展和人民的脱贫致富。
（1）新型可见光响应光催化材料的制备及性能研究
通过设计具有核/壳结构和线缆结构的窄带半导体纳米氧化物的新型纳米复合结构光催化材料，实现将纳米半导体氧化物的光敏感区域有效地从紫外区域扩展至可见光范围，从而获得对可见光敏感的稳定高效光催化材料。
（2）多功能集成复合光催化材料的微观结构调控及性能优化
开展具有核/壳结构及线缆结构等新型纳米SiO2或分子筛或纳米活性碳/纳米半导体氧化物复合结构光催化材料的制备科学及其光催化降解矿企有毒、有害废水和废气性能研究，研究复合光催化材料的形貌、比表面积、孔道类型及结构、壳层厚度、界面组成及结构等对光催化性能的影响，探索光催化活性中心与有机污染物分子吸附中心之间的通道及相对分布对两者之间协同作用的影响及规律；研究对核/壳结构和线缆结构纳米半导体复合光催化材料掺杂改性方法，使其具有可见光敏感催化性能，实现大吸附容量，高催化活性和可见光敏感等多功能集成。
（3）三维有序大孔光催化材料薄膜的制备、性能研究及调控
研究低成本制备三维有序大孔纳米结构半导体氧化物及其复合氧化物光催化材料的制备科学及大孔形貌调控方法；研究大孔尺寸、孔壁厚度、孔壁组成和结构等对光子晶体带隙、光学性能和光催化性能的影响规律；利用光子晶体的带边对光催化活性增强原理，研究三维有序大孔光催化能提高光俘获效率，强化光与物质相互作用，从而提高光催化性能的原理及机制。
