（1）高级氧化技术与固定化微生物处理技术

环境功能材料的制备及其应用，主要包括催化材料的制备、改性、复合、杂化以及光电协同催化性能（尤其可见光催化剂）；固定化微生物材料制备、降解性能及其与微生物的协同作用。基于以上，开发出高性能催化剂与微生物固定材料及其相关处理技术。

理论催化和催化反应机理的研究，主要包括催化反应机理的原位谱学研究、催化过程和新型催化材料的理论化学计算与模拟、自由基和小分子反应动力学实验及理论计算，从理论角度系统研究材料设计、反应过程及反应机制。

（2）膜分离技术

在全面理解膜的成形机理的基础上，以化学、化学工程与材料学理论为指导，运用分子模拟、分子设计和分子组装等技术以及化学或物理的方法开展材料功能化设计研究，探究分子水平的成膜分子结构、聚集态结构、相区结构、形态结构等多尺度结构与膜的性能关系，建立面向回用水中污染物去除的新型功能材料与膜的设计方法，为开发具有理想分子结构、抗污染、高渗透、选择性、良好过滤性能的新型高性能分离膜提供理论和技术支持。

（3）水质快速检测技术

   水质分析检测技术所涉及的功能材料包含无机纳米材料、有机功能材料、生物纳米材料等较全面的领域，相对集中且互相补充。通过理论计算并设计出相应的探针，制备出相应的无机纳米材料、核酸纳米材料、有机小分子探针，构建与之匹配的传感器，并将其应用于水质监测、食品安全、重大疾病诊断与治疗等方面。