-Исследование фундаментальных закономерностей протекания каталитических реакций, включая механизмы и структуру активных центров, и создание на их основе нового поколения каталитических систем для высокоэффективных и экологически безопасных процессов получения энергии, органического синтеза, получения моторных топлив, глубокой переработки природного и альтернативного углеродсодержащего сырья в ценные химические продукты.

Установление фундаментальных взаимосвязей между структурными и каталитическими характеристиками наноструктурированных катализаторов на основе наночастиц благородных и неблагородных металлов. Разработка эффективных каталитических систем для проведения ключевых реакций органического синтеза. Синтез и характеризация наночастиц неблагородных металлов, полученных с использованием СВЧ-технологий, ионных жидкостей, сверхкритических флюидов. Применение катализаторов на основе моно- и биметаллических наночастиц в процессах парциального окисления этана, пропана и бутана и др. Установление фундаментальных взаимосвязей между структурой поверхностных низкоразмерных структур в оксидных системах и цеолитах и физико-химическими свойствами таких систем. Создание новых природоохранных технологий, использующих процессы фотокаталитического окисления. Получение наноматериалов для очистки воздуха, воды и почвы. Разработка катализаторов парциального окисления низших углеводородов в синтез-газ и окислительного дегидрирования низших алканов в алкены с участием решеточного кислорода катализатора. Создание активных и селективных катализаторов процессов синтеза углеводородов и высших спиртов из СО и Н2. Изучение каталитической активности комплексных соединений металлов VIII группы в реакциях формилирования, гидрокси- и алкоксикарбонилирования органических соединений. Исследование каталитических превращений парафинов С3-С6 для получения ценных химических продуктов. Создание методов каталитического окисления и твердокислотного алкилирования промышленно значимых субстратов в суб- и сверхкритических условиях.