程易教授课题组长期从事多相反应工程研究和新过程开发，主要在流态化、等离子体化工和微化工技术的前沿领域工作；近年来启动研究电驱动的物质和能量转化过程以及高端化学品的精细制造过程，建立并发展其中涉及到的实验技术、分子水平理论方法、催化剂合成和反应器技术。现阶段正在进行的科研方向包括：
1、基于分子管理和机器学习方法指导废弃塑料热解转化和回收利用
全球塑料产量从1950年的150万吨增加到2018年的3.59亿吨。由于塑料的使用耐久性和耐分解性，废弃塑料在自然界完全降解需要200-500年。目前，废弃塑料已经造成了严重的环境污染和资源浪费。我国现存废弃塑料约10亿吨，每年产生约6000万吨。而且数据表明，从化石原料出发，每生产一吨塑料排放CO2约5.1吨；而从废弃塑料化学循环生产一吨塑料，仅排放1吨CO2。因此，迫切需要发展一种经济、高效的技术，实现以聚烯烃为主的废弃塑料资源化回收与利用。热解是聚烯烃塑料生产燃料和化学品的主要途径，也是全世界的研究热点。本科研方向旨在研发废弃塑料转化和回收利用相关技术，涉及到常规和非常规条件热解、催化热解等实验研究，构建分子水平动力学理论方法，利用机器学习方法帮助理解大量研究数据中的规律。
2、微通道反应器技术实现N-乙烯基化合物的高效、绿色、安全合成
N-乙烯基化合物是一类重要的高聚物单体，通常由前驱体和乙炔发生加成反应。作为一类高端化学品，N-乙烯基吡咯烷酮聚合得到的聚乙烯基吡咯烷酮在医药领域应用广泛，是世界三大合成药物辅料之一，还可以用于血液渗吸膜、人工玻璃体等高端医疗器械中；N-乙烯基咔唑是一种高端电子化学品，其高聚物聚乙烯基咔唑，具有感光特性，可涂制无需暗室操作的热塑全息照图片。本研究基于高压液相乙炔法微反应过程技术，开发高效、绿色、安全的N-乙烯基化合物规模化生产工艺，涉及到COSMO-RS模型结合机器学习的乙炔溶解度计算、均相催化机理、微通道反应过程技术和装备、微纳气泡技术、多相微流体CFD模拟等。
3、电解水制氢耦合阳极电化学增值氧化过程
结合可再生能源发电的电解水制氢过程可以实现分布式、长周期的储能，是实现能源转型的重要途径之一。常规条件下的电解水制氢过程面临着电解能耗高、制氢效率低等问题。将阳极的析氧过程替换为有机物的电化学增值氧化过程，例如醇、醛类的选择性氧化，不仅可以提高制氢过程的整体经济性，还可以降低电解电压。本研究围绕非常规条件下的电解水制氢耦合阳极电化学增值氧化过程开展研究，包括反应机理研究、兼具高活性与稳定性的电催化剂的设计、新型电化学反应器设计等。
4、液滴微流控技术制备Janus微珠精华
Janus微珠的概念源于古罗马的双面神Janus，由不同物化性质的两半部分组成液滴，可以通过设计丰富的结构和成分实现多功能集于一体的应用。将Janus微珠与高端化妆品领域的应用相连，具有很强的话题性、美学性和科学性，能够实现具有多重功效性化妆品产品的研发。本研究旨在利用液滴微流控技术实现毫米/微米级Janus微珠的制备：液滴微流控技术可以利用不互溶流体间的相互作用，把其中一相/多相流体在微流道内分散成相互独立的微液滴，并对其形成的流型和液滴尺寸进行精确控制，实现可控地制备单分散性好的Janus多相微珠。
5、基于Lattice Boltzmann方法的多相微反应流动模型和数值模拟
微流体技术是化学工程领域重要的前沿发展方向之一。化工中的微流体技术基于装备小型化和过程连续化的思想，涉及微混合、微反应、微吸收、微萃取、微换热等微结构设备和单元，在精细化工、生物检测、医药、材料、能源、电子等领域有广泛的应用，其中共性的关键科学问题是受限于特征尺寸为百微米到毫米尺度内复杂的多相流体力学、混合、传递和反应行为。本研究围绕微化工中遇到的具有代表性的复杂微流动问题，发展以格子玻尔兹曼方法（Lattice Boltzmann Method，简称LBM）为架构的介观尺度理论，揭示多相微流动规律、特性以及调控方法，指导微化工技术的工业应用。
6、乙烷氧化脱氢制乙烯的催化剂研发和结构化反应器技术
在全球乙烯生产原料轻质化趋势下，乙烷催化氧化脱氢制乙烯过程被认为是最具吸引力的乙烯生产新技术，其中MoVNbTeOx催化剂具有低温、高活性、高选择性的特点，是极具工业化潜力的催化剂之一。本课题深入研究MoVNbTeOx催化剂中M1纯相催化剂为基础的新型复合金属氧化物催化剂的制备、催化和协同机理；探索不同气体氛围的低温等离子体对金属氧化物复合催化剂体系的元素价态、物相组成、活性和选择性的影响规律，建立等离子体提高催化剂性能的调控方法论；研发微结构化反应器高效催化剂制备技术，优化反应器结构设计，实现高效的乙烷氧化脱氢过程。
除了上述科研方向，课题组正在进行以及前期已开展了多年的科研工作包括：
² 面向加氢站、车载和储能的分布式、毫秒级、高效制氢技术
² 热等离子体热解煤/劣质残渣油制乙炔、乙烯、氢气
² 外场强化气固相法氯化高聚物合成的过程研究和反应器工业化设计
² 等离子体高纯纳米材料制备（硅纳米晶；碳化硅；氧化镁；碳材料）
² 可再生能源发电驱动的CO2转化
² 液滴流微反应器及纳米药物可控制备
² 毫秒级喷射流反应器及工业过程开发