主要从事木质素化学和基于生物炼制的生物质高值化研究，包括定量核磁共振技术（多维度高分辨率液体核磁共振技术和固体核磁技术）在天然高分子结构分析中（尤其是木质素结构定量解析）的应用及技术拓展，木质素分离方法和结构分析，木质纤维预处理化学，木质素改性及其高值化研究。创新性提出了基于残渣木质素的细胞壁原本木质素高效分离新方法，发明了二次球磨酶解木质素（DEL）及弱碱预润胀酶解木质素（SREL）分离新技术并阐明其分离机理，第一次在国际上实现了原本木质素得率达95%以上，SREL和DEL方法的创建也受到了学者们的广泛关注和应用。利用建立的木质素结构研究方法，系统阐明了主流预处理过程中的木质素解离机制和结构变化规律。发现木质素中的芳基醚键（C-O）和碳-碳（C-C）键会随着预处理和条件发生规律性的变化，这为预处理体系中的木质素结构单元可控制备和降解奠定基础。在林木生物质木质素固有结构的研究基础上，创建了木质纤维生物质全组分分离新方法，着重探索了基于“木质素优先利用”的生物质预处理和炼制新方法。提出了自水解耦合后续脱木质素的方法分级分离竹材细胞壁主要组分。基于水热预处理耦合后续脱木素（稀碱处理，有机碱和有机酸）可以将竹材生物质细胞壁高效地解构分离为低聚木糖，“易转化”木质素和富含纤维素残渣，分离的中间产物可进一步转化为材料和化学品。通过对分离木质素化学反应活性差异性的研究，发现不同来源木质素的结构及活性基团差异较大，不同方法的木质素结构和活性也存在较大差异，并且当前的木质素活化改性方法和技术未能对木质素原料进行定量活化及定量配比，这些问题都是制约木质素高值化利用的主要原因。基于已有研究进展，构建了高纯度工业木质素的分离纯化方法；发展了工业木质素和预处理木质素有效活性官能团 （31P-NMR）结合2D-HSQC定量表征方法；阐明了木质素碱性介质高效活化机理，为木质素基胶黏剂的制备奠定了基础，从而最终实现了工业木质素的高值化利用。 目前完成/在研的项目十余项，包括国家自然科学基金青年项目（结题）、面上项目（在研2项）、国家重点研发计划子课题（在研）、北京林业大学杰出青年人才培育项目等。截止目前，在Green Chemistry，Bioresource Technology，Applied Energy等本领域国际期刊发表SCI收录论文85篇（第一作者/通讯43篇，其中6篇为ESI高被引论文，第二作者30余篇）。其中，中科院Top一区SCI论文40余篇，论文被SCI期刊他引3500余次, H指数35。受邀参编木质素相关英文专著3部，译著1部，教育部学位办研究生推荐教材1本，申请中国发明专利10件，授权5件。担任本领域十余种知名SCI期刊审稿人，曾获得宝钢优秀学生特等奖，梁希青年论文奖、美国化学会会员奖，教育部高等学校科技进步奖等多项奖励。入选2020年度中国高被引学者（Highly Cited Chinese Researchers），2021年度全球前10万名科学家，积极参加国际/国内学术交流，其中做报告20余次。社会服务方面，任林草局木质素高值化利用国家创新联盟秘书长，兼职多家企业的技术顾问。