废水中含有大量低浓度高毒性有机污染物，其在水环境中频繁检出，进入水环境中有机污染物易随着食物链在人类和野生动物体内生物富集，对人体健康和生态安全具有潜在风险，是我国水污染控制的新挑战。开发可高效降解水体中有机污染物的高性能电极材料、探究污染物降解的新机制等可为水中有机污染物的可控去除提供重要保障。
1. 开发了 Ti4O7 负载非晶钯电极的制备方法，实现了电催化对水体中全氟辛烷羧酸的高效降解。反应过程中并不涉及羟基自由基等其他氧化性活性物种，同时 Ti4O7 电极基底在经过表面氟化处理后，可以显著提升其疏水性能，有效避免了因水体中常见阴离子（Cl-、NO3 等）及其他天然有机物在电化学体系中的直接/间接氧化导致的电催化性能下降，对于复杂水体表现出了很好的适用性。
2. 开发了配位可控单原子催化剂的制备技术，揭示了单原子配位环境微结构变化促进电子转移调控催化活性反应机制。通过有机化合物前驱体定向掺杂石墨烯构建 C-O、C-S、C-B、和 C-N 键，实现单原子 Pd 配位结构的精准调控，通过降低速率限制步骤的活化能，在选择性还原催化方面，表现出优异的性能。该技术通过控制单原子催化剂的配位环境为优化和提高催化性能提供新策略。
3. 开发了单原子催化剂选择性脱卤技术，实现碳-卤键的定向断裂，建立水中含卤微污染物选择性高效去除技术。通过低温热处理成功对 Pt 的配位环境实现了有效调控，制备的碳化硅基底的单原子铂催化剂（Pt1/SiC）实现了分子基团定向识别卤族元素。通过在纳米尺度和亚纳米尺度上调控金属的空间分布，为控制单原子催化剂的活性和选择性提供一种新方法。
在国内外学术期刊重要杂志如《中国科学》、《科学通报》、Nature Communications、PNAS、Environmental Science & Technology、Water Research 等高质量期刊上发表学术论文 200 余篇。
代表性成果：
(1) Yufei Zhou, Mingchuan Yu, Qianyu Zhang*, Xiaoli Sun, Junfeng Niu*. Regulating Electron Distribution of Fe/Ni-N4P2 Single Sites for Efficient Photo-Fenton Process. Journal of Hazardous Materials, 2022, 440, 129724. (IF=13.6)
(2) Chong Wang, Tianai Zhang, Jinlin Luo, Menglin Wu, Junfeng Niu, Enxiang Shang, Chengsheng Ni*, Jiupai Ni. Synergistic Enhancement of Piezocatalysis and Electrochemical Oxidation for the Degradation of Ciprofloxacin by PbO2 Intercalation Material. Separation and Purification Technology, 2022, 297, 121528. (IF=8.6)
(3) Mingchuan Yu, Yufei Zhou, Kun Zhao, Yu Sun, Junfeng Niu*. Removal of Perfluorinated Compounds at Environmentally Relevant Concentrations on Non-Equivalent Dual Sites Regulated by Single-Atom-Strengthened Biochar.Separation and Purification Technology, 2022, 301, 121957. (IF=8.6)
(4) Yufei Zhou, Weihua Qin, Xiaoli Sun, Yunqing Zhu, Junfeng Niu*. Synergistic Effects on D-band Center via Coordination Sites of M-N3P1 (M = Co and Ni) in Dual Single Atoms that Enhances Photocatalytic Dechlorination from TetrachlorobispheonlA. Journal of Hazardous Materials, 2022, 430, 128419. (IF=13.6)
(5) Weixue Wang, Yang Liu, Yifan Yue, Huihui Wang, Gong Cheng, Chunyang Gao, Chunlin Chen, Yuejie Ai, Zhe Chen*, Xiangke Wang. The Confined Interlayer Growth of Ultrathin Two-Dimensional Fe3O4 Nanosheets with Enriched Oxygen Vacancies for Peroxymonosulfate Activation. ACS Catalysis, 2021, 11, 11256-11265. (IF=13.1)