1.煤炭化技術基礎與應用研究
“煤炭化技術基礎與應用研究”學術方向主要是在煉焦煤性質、配煤煉焦技術與焦炭質量、煤及瀝青基炭材料前驅體炭化行為與炭材料性能控制等方面開展基礎研究和工藝技術開發工作。本學術方向的優勢和突出特色在于：（1）應用煤巖學：用煤巖學理論和方法研究煉焦煤的性質、指導配煤煉焦，改善焦炭質量。（2）煤炭化現象交互行為和煤質評價：研究煤炭化時膠質層、熱解、膨脹壓力和膨脹的交互作用，建立膠質體的熱穩定性、透氣性、流動性和膨脹性與其黏結、結焦和成孔性之間的關系，研究新的煉焦煤性質評價方法。（3）高爐內焦炭溶損反應行為和作用與焦炭熱性質評價：基于高爐煉鐵理論和實踐，研究高爐內焦炭溶損反應行為和作用，研究新的焦炭熱性質評價方法。（4）煤及瀝青炭化行為與煤基炭材料的結構和性質：研究煤和瀝青炭化過程中，中間相的形成機制與炭材料結構及性質之間的關系，開發煤和瀝青基新型炭素材料。
本方向已組建了煤化工和鋼鐵冶金等跨學科團隊。團隊現有成員21人，其中國務院學科評議組成員1人，博士生導師3人，教授5人，副教授5人。學術方向中：煉焦煤巖學理論和方法已在國內焦化企業普遍推廣應用，新的煤質評價和焦炭熱性質評價已在部分冶金企業試用，煤焦油基針狀焦、中間相碳微球技術已建成示范工程。近5年，承擔國家自然科學基金重點項目1項，面上項目3項，企業項目13項，科研經費1000多萬元。授權發明專利12項，實施2項，發表SCI收錄論文20余篇。
2.功能性有機化合物的合成及應用研究
“功能性有機化合物的合成及應用研究”學術方向主要圍繞有機發光材料、功能高分子材料、環境友好催化和藥物合成等內容開展研究工作。本學術方向其特色在于：（1）耐高溫無色透明聚酰亞胺和氣體分離膜用聚酰亞胺材料：主要是基于聚合物分子的結構與性質關系的研究，通過二胺單體、二酐單體結構的設計、合成與純化，合成制備具有可見光區透光率達90 %、玻璃化溫度Tg大于290℃聚酰亞胺材料。作為新型材料主要應用于制備柔性透明導電薄膜、柔性印刷電路、柔性OLED顯示器、柔性太陽能電池、光學鏡頭、光傳導器件、微電子產品等領域。（2）生物傳感與成像：開發新型分子探針，用于影像監控疾病發生、發展及治療過程中疾病活性標記物的特征生理變化。通過定量示蹤單細胞水平標記物的動態變化與腫瘤等疾病的發病關系，從分子角度探究其在疾病發生、發展過程中的作用機理；（3）新型有機光電子功能材料與器件：將“材料化學--器件物理”緊密結合在一起，重點圍繞有機半導體光電子器件的研究，設計并合成新型有機半導體光電子材料，力求不斷提高有機半導體光電子器件的工作性能；注重研究高效率、長壽命有機固態照明器件和有機發光顯示器件、有機太陽能電池等。（4）過渡金屬催化的有機合成新方法：開展過渡金屬催化的環境友好介質中有機合成新反應的研究工作，開發符合“綠色化學”要求的有機合成新方法。
目前該學科方向有二級教授2人，副教授9人，講師4人，其中省百千萬人才百人層次2人，千人層次1人，博士生導師2人，骨干成員有博士學位的11人，有6人有海外留學經歷，2007年獲省級創新團隊項目。近年來承擔國家973子課題項目1項，國家自然科學基金5項，省部級科研項目10余項，發表SCI學術論文60余篇，專利6項，2014年，獲遼寧省技術發明一等獎。研發出高性能的橙黃色/藍色銥配合物以及國際上基于錸配合物OLED報道的最高發光性能。
3.先進能源材料化工技術應用基礎研究
“先進能源化工技術應用基礎研究”學術方向重點研究如何實現碳基能源清潔高效轉化及如何采用先進能源化學工程技術解決碳基能源利用和轉化過程中所面臨的基礎科學問題。本學術方向的優勢和特色在于：（1）低品質能源的提質與高效利用技術：通過先進提質和聯產等技術的研究，實現低品質能源的提質和高效利用。研究提質過程中物質的物理化學變化規律，研究多聯產的技術途徑和針對聯產過程中的化學反應過程的熱力學問題和動力學問題。（2）碳基燃料的高效高值熱化學轉化技術：研究利用微波快速熱解技術獲取生物油、高選擇性地生產高附加值精細化學品的技術途徑、可控制備高品質碳納米纖維和復合材料的技術，研究碳基燃料在熱轉化過程中的物理化學結構的演變規律和調控機制；利用貧富氧及氧調變動態平衡體系的構建實現天然氣的直接轉化，研究天然氣及合成氣向高品質液體燃料的高效低成本轉化技術過程中的化學反應機制和動力學。（3）能源高效利用過程中的污染排放控制技術：通過構建三維可控納米沸石催化體系，實現碳基能源中石油產品的超深度脫硫；研究新型的脫硫脫硝吸附劑如活性炭纖維和離子液體等，通過研究具有自主知識產權的高效脫硫脫硝技術進行煙氣的一體化凈化處理，研究凈化過程中分子吸附、化學反應機制和動力學、再生過程中的資源回收等問題。
本學科方向是我校重點支持的新學科方向，學校及團隊負責人通過人才引進、團隊建設、學科平臺建設和重點實驗室建設等方式使得該學科方向不斷壯大。該方向的學科平臺還聘請了外籍院士和長江學者等知名專家擔任重點實驗室和工程研究中心學術委員會成員。目前該學科方向有遼寧省特聘教授1人，外籍專家1人，遼寧省百千萬人才工程千人層次1人。骨干成員有博士學位的10人，有5人有海外留學經歷。近年來承擔國家自然科學基金8項，省部級科研項目20余項，發表SCI學術論文90余篇，專利5項，獲遼寧省自然科學三等獎1項。
4.精細分離方法與技術
“精細分離方法與技術”學術方向針對復雜物質分離方面開展色譜分離和超臨界萃取方法與技術的研究。本學術方向優勢和特色在于：（1）非線性色譜理論：研究工業色譜分離優化問題。（2）模擬移動床色譜理論：研究模擬移動床色譜動態運行機制，解決高效穩健運行問題。（3）模擬移動床設備：設計與研制多功能一體的設備，實現從天然產物中提取活性組分。（4）超臨界萃取技術:研究有機物在超臨界CO2中溶解度的變化規律，并實現超臨界萃取與超臨界色譜（質譜）偶聯在線檢測。
本方向已組建了化學工程、生物化工、應用化學和自動控制等跨學科團隊，依托遼寧省高校工程技術中心—精細分離技術中心開展研究工作。團隊現有成員9人，其中教授3人。學術方向中：精細分離工程中心前任主任林炳昌教授專著《模擬移動床色譜技術》、《非線性色譜數值計算》已經成為國內現代分離科學與技術叢書與教材，引領色譜學科發展方向；目前本方向自主研制的模擬移動床成功分離手性藥物、生物藥物及天然藥物等九種產品；超臨界萃取分離與與液相色譜偶聯在線檢測技術能對天然物質進行準確的定性和定量分析。
近5年，承擔國家自然科學基金、教育部博士點教師基金、省自然科學基金等項目10余項。授權發明專利12項，發表高水平研究論文40多篇。學校已投入300萬元學科平臺建設和實驗室建設。
5.高效儲能材料制備及應用基礎研究
“高效儲能材料制備及應用基礎研究” 學術方向主要基于能源-材料-電化學等多學科交叉，開展能量系統中，相關材料的結構、物化性質與其能量儲存與轉換特性間聯系的基本科學和應用技術創新性研究，開發高效、清潔、低成本與長壽命能量轉化與儲存技術和系統，為經濟社會實現從高碳向低碳或無碳燃料的轉換、能源清潔利用、節能減排和可持續發展的能源供應體系提供科學和技術支撐。
本學術方向優勢和特色在于：（1）炭材料微觀組織結構、表面化學性與荷電粒子、電子輸運間的內在關系:指導開發高效電化學能量儲存與轉化材料和器件，研究方向包括：碳納米材料合成和表面物理化學性質調控及其電化學特性、納米金屬碳化物高效合成及電催化性質。（2）含能多氮化合物的合成及性能研究:針對多氮類物質的制備困難和穩定性差的關鍵科學和技術問題，開展多氮物質材料制備研究，開發能量材料高密度、高生成焓、穩定性好及爆轟產物清潔無污染等優點的高密度能量材料。該方向研就將為解決多氮類物質的制備困難和穩定性差等技術瓶頸提供科學解決途徑，擴展多氮類物質在火藥、推進劑等領域潛在應用。
該方向近幾年在炭基納米材料及其儲能、煤基碳素材料改性鋰電池應用、多氮高能量密度化合物等研究方面，獲國家自然科學基金6項，2017年相關多氮高能量密度化合研究結果在SCIENCE發表。本方向建有省高校創新團隊1支，團隊8名骨干成員都具有博士學位，其中6人為海外留學回國人員，包括省百人層次1人、千人層次2人。