1、富缺陷纳米石墨烯稳定亚纳米尺度、原子级分散金属催化材料的制备与烷烃高效转化。通过纳米金刚石高温发生相转变，在纳米金刚石表面构造少层富缺陷石墨烯，利用表面碳缺陷易与金属作用形成金属-碳键，成功构建了系列亚纳米尺度、原子级分散金属催化材料，并实现其催化烷烃高效转化以及公斤级催化材料的制备。Nat. Commun., 2019, 10, 4431; J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 13142；J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 3535. 2、利用物理空间尺度上的限域效应，制备具有高活性和高稳定性的纳米石墨烯限域的金属催化材料，实现烷烃分子的高效转化与利用。Nat. Commun. 2021, 12, 6194；Nat. Commun. 2021, 12, 2664；Nat. Catal. 2022, 5, 485. 3、成功设计新型纳碳载亚纳米尺度金属催化技术在企业12万吨催化加氢装置中实现工业化应用，助力企业低碳减排，早日实现“双碳”目标。