张裕卿的研究领域广泛，涵盖了生物医药及医药中间体，包括天然药物有效成分的分离纯化和新型药物制剂开发。他的工作重点也涉及到化工新型材料，尤其是具有净化和修复功能的材料，以及水体净化工程的创新技术，如化工传质与分离工程，特别是膜分离和吸附分离工程。在药物分离方面，他致力于开发具有高选择性的靶向分离膜和传递过程，以及自洁和耐污染的纳米填充复合膜的应用研究。

张裕卿的研究课题成果丰硕，已经完成的项目包括中国博士后科学基金资助的具有记忆功能高选择性复合膜研究，中爱华市政环境工程有限公司资助的SiO2-聚合物复合膜研制，教育部军工项目铅酸蓄电池低温充放电性能研究等。他还在国家863计划新材料领域等多个国家级项目中担任主要或主要参加者，涉及环境水体净化、高效离子筛和新型分子筛的研发。

目前，他正在进行的课题涵盖了天津市应用基础研究的高选择性硅质分离膜制备及其机制研究，以及中国石油科技创新风险基金的纳米离子筛-聚合物复合膜研制。未来，他计划开展的课题包括国家863计划新材料领域的含油废水处理纳米非化学计量SiO2-聚合物复合膜研究，以及国家海洋公益行业的海水淡化膜开发项目。

在学术团体方面，张裕卿是中国生态学会委员，中国电子学会电镀技术专业学会委员，《广东化工》和《中国科教创新导刊》的期刊编委，同时也是中国化工网专家技术频道的技术咨询专家。他的科研成果得到了认可，如2004年度国家科学技术发明二等奖，关于新型离子筛的研制及其应用。