2003年3月至2004年5月在洪堡基金会资助下，在德国的海德堡大学做博士后研究工作，合作导师为海德堡大学副校长Peter Comba教授。主持国家自然科学基金题目为《配位化学合物的超分子异构体》一项和山西省青年基金一项。

获“山西省自然科学奖”二等奖一项，博士论文《系列含氮氧配体的功能配(聚)合物的水热合成、结构、性质和机理研究》被评为2004年“全国百篇优秀博士学位论文”，博士就读期间先后获“联想奖学金”、“中山大学化学院优秀论文奖学金”、“中山大学特别奖学金”“光华奖学金”和“南粤优秀研究生奖和曾宪梓奖学金”等奖励、获2007年度“中国化学会青年化学奖”。

近年来，张献明教授主持国家自然科学基金、“新世纪优秀人才支持计划”、全国优秀博士学位论文作者专项基金、山西省基金和山西省回国留学人员基金等多项国家和省部级基金项目，发表研究论文五十多篇，部分论文发表在代表化学和材料类最高研究水平的《美国化学会志》、《德国应用化学》和《先进材料》等期刊，发表的论文已被他人引用七百多次。博士论文被评为2004年 “全国优秀博士学位论文”，同年被评为山西省青年学术带头人，2005年入选教育部“新世纪优秀人才支持计划”，2007年获 “山西省五一奖章”、“山西省高等院校科技创新标兵”、“山西省333人才”和“第四届科协先进科技工作者”等荣誉称号。主持的项目《配位化合物的水热合成中的原位配体反应》获2007年度“山西省科学技术奖”自然科学类一等奖，该项目也是我省2007年度自然科学类的唯一一等奖。作为主要完成人之一，项目《配合物控制合成与晶体工程方法基础研究》获2007年度“国家自然科学奖”二等奖。

2016年，入选爱思唯尔出版集团发布2015年中国高被引学者榜单。