1.煤炭化技术基础与应用研究
“煤炭化技术基础与应用研究”学术方向主要是在炼焦煤性质、配煤炼焦技术与焦炭质量、煤及沥青基炭材料前驱体炭化行为与炭材料性能控制等方面开展基础研究和工艺技术开发工作。本学术方向的优势和突出特色在于：（1）应用煤岩学：用煤岩学理论和方法研究炼焦煤的性质、指导配煤炼焦，改善焦炭质量。（2）煤炭化现象交互行为和煤质评价：研究煤炭化时胶质层、热解、膨胀压力和膨胀的交互作用，建立胶质体的热稳定性、透气性、流动性和膨胀性与其黏结、结焦和成孔性之间的关系，研究新的炼焦煤性质评价方法。（3）高炉内焦炭溶损反应行为和作用与焦炭热性质评价：基于高炉炼铁理论和实践，研究高炉内焦炭溶损反应行为和作用，研究新的焦炭热性质评价方法。（4）煤及沥青炭化行为与煤基炭材料的结构和性质：研究煤和沥青炭化过程中，中间相的形成机制与炭材料结构及性质之间的关系，开发煤和沥青基新型炭素材料。
本方向已组建了煤化工和钢铁冶金等跨学科团队。团队现有成员21人，其中国务院学科评议组成员1人，博士生导师3人，教授5人，副教授5人。学术方向中：炼焦煤岩学理论和方法已在国内焦化企业普遍推广应用，新的煤质评价和焦炭热性质评价已在部分冶金企业试用，煤焦油基针状焦、中间相碳微球技术已建成示范工程。近5年，承担国家自然科学基金重点项目1项，面上项目3项，企业项目13项，科研经费1000多万元。授权发明专利12项，实施2项，发表SCI收录论文20余篇。
2.功能性有机化合物的合成及应用研究
“功能性有机化合物的合成及应用研究”学术方向主要围绕有机发光材料、功能高分子材料、环境友好催化和药物合成等内容开展研究工作。本学术方向其特色在于：（1）耐高温无色透明聚酰亚胺和气体分离膜用聚酰亚胺材料：主要是基于聚合物分子的结构与性质关系的研究，通过二胺单体、二酐单体结构的设计、合成与纯化，合成制备具有可见光区透光率达90 %、玻璃化温度Tg大于290℃聚酰亚胺材料。作为新型材料主要应用于制备柔性透明导电薄膜、柔性印刷电路、柔性OLED显示器、柔性太阳能电池、光学镜头、光传导器件、微电子产品等领域。（2）生物传感与成像：开发新型分子探针，用于影像监控疾病发生、发展及治疗过程中疾病活性标记物的特征生理变化。通过定量示踪单细胞水平标记物的动态变化与肿瘤等疾病的发病关系，从分子角度探究其在疾病发生、发展过程中的作用机理；（3）新型有机光电子功能材料与器件：将“材料化学--器件物理”紧密结合在一起，重点围绕有机半导体光电子器件的研究，设计并合成新型有机半导体光电子材料，力求不断提高有机半导体光电子器件的工作性能；注重研究高效率、长寿命有机固态照明器件和有机发光显示器件、有机太阳能电池等。（4）过渡金属催化的有机合成新方法：开展过渡金属催化的环境友好介质中有机合成新反应的研究工作，开发符合“绿色化学”要求的有机合成新方法。
目前该学科方向有二级教授2人，副教授9人，讲师4人，其中省百千万人才百人层次2人，千人层次1人，博士生导师2人，骨干成员有博士学位的11人，有6人有海外留学经历，2007年获省级创新团队项目。近年来承担国家973子课题项目1项，国家自然科学基金5项，省部级科研项目10余项，发表SCI学术论文60余篇，专利6项，2014年，获辽宁省技术发明一等奖。研发出高性能的橙黄色/蓝色铱配合物以及国际上基于铼配合物OLED报道的最高发光性能。
3.先进能源材料化工技术应用基础研究
“先进能源化工技术应用基础研究”学术方向重点研究如何实现碳基能源清洁高效转化及如何采用先进能源化学工程技术解决碳基能源利用和转化过程中所面临的基础科学问题。本学术方向的优势和特色在于：（1）低品质能源的提质与高效利用技术：通过先进提质和联产等技术的研究，实现低品质能源的提质和高效利用。研究提质过程中物质的物理化学变化规律，研究多联产的技术途径和针对联产过程中的化学反应过程的热力学问题和动力学问题。（2）碳基燃料的高效高值热化学转化技术：研究利用微波快速热解技术获取生物油、高选择性地生产高附加值精细化学品的技术途径、可控制备高品质碳纳米纤维和复合材料的技术，研究碳基燃料在热转化过程中的物理化学结构的演变规律和调控机制；利用贫富氧及氧调变动态平衡体系的构建实现天然气的直接转化，研究天然气及合成气向高品质液体燃料的高效低成本转化技术过程中的化学反应机制和动力学。（3）能源高效利用过程中的污染排放控制技术：通过构建三维可控纳米沸石催化体系，实现碳基能源中石油产品的超深度脱硫；研究新型的脱硫脱硝吸附剂如活性炭纤维和离子液体等，通过研究具有自主知识产权的高效脱硫脱硝技术进行烟气的一体化净化处理，研究净化过程中分子吸附、化学反应机制和动力学、再生过程中的资源回收等问题。
本学科方向是我校重点支持的新学科方向，学校及团队负责人通过人才引进、团队建设、学科平台建设和重点实验室建设等方式使得该学科方向不断壮大。该方向的学科平台还聘请了外籍院士和长江学者等知名专家担任重点实验室和工程研究中心学术委员会成员。目前该学科方向有辽宁省特聘教授1人，外籍专家1人，辽宁省百千万人才工程千人层次1人。骨干成员有博士学位的10人，有5人有海外留学经历。近年来承担国家自然科学基金8项，省部级科研项目20余项，发表SCI学术论文90余篇，专利5项，获辽宁省自然科学三等奖1项。
4.精细分离方法与技术
“精细分离方法与技术”学术方向针对复杂物质分离方面开展色谱分离和超临界萃取方法与技术的研究。本学术方向优势和特色在于：（1）非线性色谱理论：研究工业色谱分离优化问题。（2）模拟移动床色谱理论：研究模拟移动床色谱动态运行机制，解决高效稳健运行问题。（3）模拟移动床设备：设计与研制多功能一体的设备，实现从天然产物中提取活性组分。（4）超临界萃取技术:研究有机物在超临界CO2中溶解度的变化规律，并实现超临界萃取与超临界色谱（质谱）偶联在线检测。
本方向已组建了化学工程、生物化工、应用化学和自动控制等跨学科团队，依托辽宁省高校工程技术中心—精细分离技术中心开展研究工作。团队现有成员9人，其中教授3人。学术方向中：精细分离工程中心前任主任林炳昌教授专著《模拟移动床色谱技术》、《非线性色谱数值计算》已经成为国内现代分离科学与技术丛书与教材，引领色谱学科发展方向；目前本方向自主研制的模拟移动床成功分离手性药物、生物药物及天然药物等九种产品；超临界萃取分离与与液相色谱偶联在线检测技术能对天然物质进行准确的定性和定量分析。
近5年，承担国家自然科学基金、教育部博士点教师基金、省自然科学基金等项目10余项。授权发明专利12项，发表高水平研究论文40多篇。学校已投入300万元学科平台建设和实验室建设。
5.高效储能材料制备及应用基础研究
“高效储能材料制备及应用基础研究” 学术方向主要基于能源-材料-电化学等多学科交叉，开展能量系统中，相关材料的结构、物化性质与其能量储存与转换特性间联系的基本科学和应用技术创新性研究，开发高效、清洁、低成本与长寿命能量转化与储存技术和系统，为经济社会实现从高碳向低碳或无碳燃料的转换、能源清洁利用、节能减排和可持续发展的能源供应体系提供科学和技术支撑。
本学术方向优势和特色在于：（1）炭材料微观组织结构、表面化学性与荷电粒子、电子输运间的内在关系:指导开发高效电化学能量储存与转化材料和器件，研究方向包括：碳纳米材料合成和表面物理化学性质调控及其电化学特性、纳米金属碳化物高效合成及电催化性质。（2）含能多氮化合物的合成及性能研究:针对多氮类物质的制备困难和稳定性差的关键科学和技术问题，开展多氮物质材料制备研究，开发能量材料高密度、高生成焓、稳定性好及爆轰产物清洁无污染等优点的高密度能量材料。该方向研就将为解决多氮类物质的制备困难和稳定性差等技术瓶颈提供科学解决途径，扩展多氮类物质在火药、推进剂等领域潜在应用。
该方向近几年在炭基纳米材料及其储能、煤基碳素材料改性锂电池应用、多氮高能量密度化合物等研究方面，获国家自然科学基金6项，2017年相关多氮高能量密度化合研究结果在SCIENCE发表。本方向建有省高校创新团队1支，团队8名骨干成员都具有博士学位，其中6人为海外留学回国人员，包括省百人层次1人、千人层次2人。