2000年，随着我国西部大开发战略的整体推进，西部生态环境恢复与建设问题受到各级产学研部门的高度关注。针对西部大开发对环境修复材料和保水材料的现实需求，在中国科学院知识创新工程建设中，研究所确定以西部资源的高值化利用为背景，以“源于自然、用于自然、融于自然”为理念，以环境修复和节水农业应用为目标，通过构建“产品研发—中试放大—应用示范”和“资源高值—环境修复—农民增收”产业链和恢复模式，为实现环境修复和经济协调发展，提供配套材料和技术支撑。为此，开始了凹凸棒石有机无机复合保水剂研发工作，被列为研究所重大创新方向之一。 同时，中国科学院启动了 “荒漠化治理技术与应用示范” “西部行动”计划项目，标志着研究所开启了环境材料研究与应用序幕。 

　　2003年9月，研究所设立“西部生态与绿色化学研究发展中心”，重点开展节水材料、环境友好化学固沙材料和环境污染物消除与再利用等方面的研究与开发工作。2006年9月，研究所设立“环境材料与生态化学研究发展中心”，先后承担了国家863、中国科学院“西部行动”、环保部环保公益性行业科研专项和农业部现代农业产业技术体系建设专项等项目，通过学科交叉、材料复合和技术集成，发展了黏土矿物基环境友好新材料，在沙漠飞播、化学固沙、生态修复和节水农业等方面得到了成功应用。2008年12月，与企业合作成立了国内首家“凹凸棒石研究与开发联合实验室”，以湿法高值利用凹凸棒石为背景，通过棒晶束有效解离，开发系列高端产品。 

　　2010年6月，为加快我国优质凹凸棒石资源高值化利用步伐，依靠科技进步推动凹凸棒石产业创新发展，在江苏省重大创新载体项目支持下，与江苏盱眙县人民政府共建“中国科学院兰州化学物理研究所盱眙凹土应用技术研发中心”，构建了应用基础、高值化利用和分析测试等平台，在凹凸棒石源头创新方面，发挥了骨干引领和示范作用，为产业转型发展提供了有效技术支撑。2014年出版《凹凸棒石棒晶束解离及其纳米功能复合材料》专著，“凹凸棒石棒晶束解离关键技术创新及其产业化应用”获2015年度江苏省科学技术一等奖。 

　　2016年8月，研究所获批“甘肃省黏土矿物应用研究重点实验室”，围绕凹凸棒石特色资源高值化利用，以高水平研究开发队伍建设和交叉学科研究平台的搭建为核心，以应用基础研究和产业技术创新为先导，以形成具有自主知识产权、对黏土矿物产业有重要影响的标志性研究成果和对产业发展有重大推进作用的关键先进技术为目标，通过协同创新和学科交叉，加强源头创新，加强黏土矿物的比较研究，加强高端产品开发，重点解决科学问题，形成具有鲜明特色的学科方向及研究领域。依据“突破瓶颈、资源高值、驱动产业”的原则，重点开展黏土矿物的微观结构和比较研究，混维凹凸棒石高值利用研究，黏土矿物纳米功能复合材料研究。 

　　2018年10月，研究所获批“甘肃省矿物功能材料创新中心”；2019年1月获批“甘肃省黏土矿物功能材料工程研究中心”；中心将坚持“市场需求牵引、重点突破导向、把握共性关键、重构研发平台、完善创新机制”的原则，持续开发新产品新用途，研发规模化、智能化、专用化的技术与装备，促进产业绿色发展。 

      实验室暨中心团队现有固定人员32人。其中，研究员6名，高工和副研究员7名，助理研究员和工程师10名，研实员9名。17人具有博士学位，9人具有硕士学位。中国科学院特聘研究员1名，江苏省“双创人才” 2名，中科院“西部之光”人才6名，中科院青年促进会成员5名，初步形成了一支专业和年龄结构相对合理的研究团队。团队有6人具备博导资格，8人具有硕导资格，每年招收博士生6名，硕士生4名。