发展了“串级萃取理论”及稀土分离流程的最优化设计方法，实现了高纯重稀土的大规模工业生产；

提出了“联动萃取工艺”的设计和控制方法。建立了稀土纳米晶的可控制备方法，系统研究了稀土纳米晶发光、催化等基本性质，开展了稀土纳米晶材料的生物影像和生物催化技术研究。

曾获得国家自然科学二等奖两次(2011年和2006年)和三等奖(1987年)、国家科技进步二等奖(1999年)和三等奖(1991年)，获得国家教委(教育部)科技进步一等奖七次(1986年、1990年、 1995年、1997年、2005年、2010年、2016年)、二等奖两次(1988年、1998年)、冶金部科技进步二等奖(1989年)，以及香港求是科技基金会授予的“杰出青年学者奖”(1996年)、中国化学会-阿克苏诺贝尔化学奖(2010年)等多项科技奖励。