长期从事能源、环境和高端纳米材料制备领域的科学研究，先后主持完成了包括自然科学基金项目、“973计划”、“863计划”、国家科技支撑计划、国家重点研发计划等纵向科研项目在内的110余项国家及省、部属基金和企业委托研发课题的研究，科研经费到款过亿元。 发表相关学术论文550篇，其中第一作者或通讯作者论文428篇，SCI/EI收录325篇，SCI论文他引3749次，H因子35，ESI高被引论文7篇。连续八年入选Elsevier高被引中国学者（Highly Cited Chinese Researchers）榜单（通用工程领域）。出版超临界流体技术英文专著3部、编著研究生教材1部，出版和在编气液两相流和能源、环境、碳中和类研究生、本科生教材6部。 在能源、环境和纳米材料制备领域，形成了一系列具有完全自主知识产权的核心技术，打破了国外的技术垄断，创新出了一批具有国际一流水平的科研成果。拥有中国专利347项，国际专利28项。目前已授权中国发明专利227项（实用新型专利51项），获授权美国专利12项。专利技术转让和实施许可90余项，在能源的高效洁净转化和利用、环境污染治理和能源化利用、纳米材料制备领域创造了显著的经济、社会和环保效益。