本方向着重研究催化新材料的设计与制备和催化新技术在能源与环境工程中的应用。以催化科学原理为基础，结合现代制备和表征技术、新型材料的发展，借助多尺度理论和过程集成与强化的思想，探索涉及催化过程的物理化学特性在不同尺度之间的内在联系以及过程强化的依据。在该领域研究工作的积累，一些方面已达到国内领先水平。
本方向研究内容包括：催化剂活性组分与结构设计，催化剂载体的研究（包括新载体材料的开发、载体表面处理改性和调制），催化剂制备方法和制备工艺的改进，开发出一些具有发展前景的、高附加值的新型催化剂，着重探索催化技术对石油替代战略的重要贡献，完善和发展多相催化过程理论；从新型催化材料的物理化学特性出发，研究相关目标体系的催化剂工程、反应器设计、在工程放大和实际生产中的关键问题，提高过程的经济性和清洁性。本方向获国家科技支撑计划项目的资助，已开发出餐厨垃圾热/生物降解处理集成技术、实现了餐厨垃圾的无害化资源化处理。目前，油脂催化加氢脱氧多功能催化剂与二代生物柴油的工艺技术正在研发中，目标是获得二代生物柴油的工艺生产技术。
