Боголицын К.Г. является руководителем научного направления "Физикохимия растительных полимеров", в рамках которого выполняются приоритетные фундаментальные и прикладные исследования:
- по изучению топологической, химической и надмолекулярной структуры, функциональной природы и физико-химических свойств биополимеров;
- по изучению состояния и самоорганизации лигноуглеводной матрицы, как природного нанокомпозита;
- по разработке приоритетных технологий комплексной переработки растительного сырья путем направленного химического (органические и водно-апротонные растворители, ионные жидкости, селективные катализаторы редокс-превращений, окислители и т.д.) и физического (использование сверхкритических флюидных сред) воздействий на структуру и свойства биополимеров с получением продуктов широкого спектра потребительских свойств (БАВ, энтеросорбентов, продуктов окислительной деструкции лигнина, модифицированных лигнинных и углеводных препаратов, целлюлозных полуфабрикатов);
- по разработке современных физико-химических методов и специальных средств автоматического аналитического контроля и технологических решений в области природоохранных технологий и экоаналитики.
К.Г. Боголицын - автор более 400 научных работ, в том числе 8 монографий (Боголицын К.Г., Резников В.М. Химия сульфитных методов делигнификации, 1994г.; Мискевич, И.В., Боголицын К.Г. Гидрохимия приливных устьев рек: методы расчетов и прогнозирования, 2001г.; Мискевич И.В., Боголицын К.Г. Использование поверхностных вод на предприятиях лесохимического комплекса в условиях приливных устьев рек, 2002г.; Андреев В.А. Балакшин П.Н., Боголицын К.Г. и др. Проблемы экологии Архангельской области на рубеже веков: приоритеты, направления, стратегии, 2002г.; Боголицын, К.Г., Кузнецов В.С. и др. Экологические риски: проблемы, 2003г.; Айзенштадт, А.М., Боголицын, К.Г. Оксредметрия в химии древесины (теория и практика),2008г.; Боголицын, К.Г., Лунин В.В. и др. Физическая химия лигнина ,2010г.; Боголицын, К.Г., Соболева Т.В. и др. Научные основы эколого-аналитического контроля промышленных сточных вод ЦБП, 2010г.), 170 статей, 36 авторских свидетельств и патентов, 31 учебного пособия. Принимал участие в международных форумах, конференциях (Финляндия, США, Австрия, Китай, Швеция, Польша, Италия, Португалия, Франция, Норвегия), во всероссийских конференциях.
Боголицын К.Г. является председателем диссертационного совета при Северном (Арктическом) федеральном университете Д 212.008.02, руководит научной работой аспирантов и соискателей. Под руководством Боголицына К.Г. подготовлены и защищены три докторские и 19 кандидатских диссертаций по специальности 05.21.03 – «Технология и оборудование химической переработки биомассы дерева; химия древесины» (Богданов М.В. “Свойства цианокомплексов металлов переменной валентности и их использование в косвенной оксредметрии” (1993г.); Шкаева Н.В. “Физикохимия поведения диоксанлигнина сосны в апротонных растворителях” (1998г.); Косяков Д.С. “Физикохимия поведения диоксанлигнина сосны в апротонных растворителях”(1998г.); Шкаев А.Н. “Физикохимия окислительного сульфирования лигнина” (1998г.); Почтовалова А.С. “Эколого-аналитическая оценка интегрального показателя химического потребления кислорода сточных вод ЦБП” (2002г.); Горбова Н.С. “Кислотно-основные свойства родственных лигнину фенолов” (2002г.); Оберюхтина И.А. “Физико-химическая характеристика структурообразования и фазовых состояний в водных растворах полисахаридов клеточной стенки бурых водорослей” (2003г.); Малков А.В. “Влияние сольватации и ионной ассоциации на реакционную способность фенолов в процессах окисления в водно-этанольной среде” (2004г.); Самылова О.В. “Характеристика редокс-свойств лигнина” (2004г.); Балакшин П.Н. “Совершенствование технологий получения целлюлозы для химической переработки” (2004г.); Шорина Н.В. “Протолитические свойства родственных лигнину фенолов в смешанных растворителях вода-ацетон и вода-диоксан” (2005г.); Плечова О.Г. “Характеристика сорбционных свойств водорослевой клетчатки” (2006г.); Кошелева А.Е. “Гомогенный катализ окисления соединений фенольного ряда в щелочных водно-этанольных средах”(2006г.); Соболева Т.В. “Приоритетные показатели эколого-аналитического контроля состава сточных вод в технологическом нормировании деятельности предприятий ЦБП” (2007г.); Иванченко Н.Л. “Исследование процессов сольватации модельных соединений лигнина гваяцильного ряда в водно-этанольной среде методом циклической вольтамперометрии” (2007г.); Кожевников А.Ю. “Влияние этанола на функционализацию лигнина в процессе щелочной делигнификации древесины” (2007г.); Хвиюзов С.С. “Кислотно-основные свойства лигнина в системе вода-апротонный растворитель” (2009г.); Айзенштадт М.А. “Окисление лигнинных веществ в присутствии катализатора – пероксидазы из корней хрена” (2010г.); Махова Т.А. “Свойства и применение ацетат 1-бутил-3-метилимидазолия в химии лигнина” (2011г.)). В числе аспирантов К.Г. Боголицына стипендиат Правительства РФ (1997, 2001гг), победитель гранта Минобразования для молодых ученых и аспирантов на зарубежную командировку (1997г.), Соросовский аспирант по химии (2001г.), победители конкурса на соискание грантов для поддержки научно-исследовательской работы аспирантов высших учебных заведений Минобразования РФ (2003,2004 гг) и гранта Президента РФ по поддержке молодых ученых (2007г.).
В настоящее время К.Г. Боголицын консультант докторской диссертации и руководитель 8 аспирантов, член редколлегий журналов: «Химия растительного сырья», «Butlerov Communications», «Сверхкритические флюиды: теория и практика», председатель экспертного совета РФФИ – Север, член Научного Совета РАН по аналитической химии, член Совета по химии УМО по университетскому образованию. Принимает участие в выполнении плановых, программных и хоздоговорных исследований университета, руководит свыше 30 научно-исследовательскими работами по грантам РФФИ, ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным развития науки и техники», ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2009 – 2013 гг.», различных ведомственных, региональных целевых программ. Руководитель
Кафедра теоретической и прикладной химии С(А)ФУ, возглавляемая К.Г. Боголицыным, является ведущим научно-педаггогическим коллективом Минобразования РФ (2002г.).
С целью подготовки высококвалифицированных специалистов, наиболее эффективного внедрения результатов научных исследований в производство под руководством К.Г. Боголицына в С(А)ФУ создан и успешно работает Научно-образовательный центр «Химия природных соединений», включенный в ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2009-2013 гг.».
К.Г. Боголицын - действительный член Международной академии лесных наук (IAWS), действительный член Международной академии наук экологической безопасности (МАНЭБ), действительный член Российской академии инженерных наук,