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西北工業大學材料學院研究生導師：陳福義

導師信息來源：西北工業大學材料學院 2018-07-17　相關院校：西北工業大學

西北工業大學材料學院研究生導師陳福義介紹如下：

基本信息 The basic information

姓名: 陳福義
學院: 材料學院
學歷: 博士研究生畢業
學位: 工學博士
職稱: 教授
學科: 材料科學與工程
郵箱: fuyichen@nwpu.edu.cn
電話: 029-88492052

工作經歷 Work Experience

2008/5- 至今, 西北工業大學, 凝固技術國家重點實驗室, 教授, 博士生導師

2006/6-2008/7, 英國伯明翰大學, 天文與物理學院納米物理研究實驗室, 博士后

2003/5-2008/5, 西北工業大學, 凝固技術國家重點實驗室, 副教授

1995/1-2003/3, 西北工業大學, 凝固技術國家重點實驗室, 講師

1992/6-1995/1, 西北工業大學, 凝固技術國家重點實驗室, 助教

教育經歷 Education Experience

2000/3-2004/4, 西北工業大學, 凝固技術國家重點實驗室, 研究生/博士

1989/9-1992/4, 武漢理工大學, 材料復合新技術國家重點實驗室, 研究生/碩士

1985/8-1989/7, 武漢理工大學, 材料科學與工程系, 本科/學士

教育教學 Education And Teaching

冶金傳輸理論
冶金原理
納米合金
無機材料制備原理
電磁波和材料的相互作用

科學研究 Scientific Research

· 主持的科研項目

1. 國家自然科學基金面上項目, 貴金屬-過渡金屬異質對的表面等離子體共振光學整流效應,

2. 教育部博士點基金，面向第三代太陽能電池的金屬量子團簇多激子激發與表面等離子體的聲子耦合動力學

3. 西部材料科技創新基金, 新型銀飾品的激光等離子體合金化和抗變色性質研究

4. 國家自然科學基金, 基于雙金屬納米結構Fano干涉的負磁導率等離子晶體

5. 國家自然科學基金, 硫鋅鉻摻雜玻璃基體中銀等離子晶體的工具化制備

6. 航空科學基金, 異質對的表面等離子體共振光學整流效應

7. 航空科學基金, Ag-CdSe 光子晶體的生長及其表面等離子光學性質

8. 凝固技術國家重點實驗室自主研究課題, 銀銅表面等離子晶體光學磁性的Fano干涉形成機制

9. 西北工業大學基礎研究基金, 雙金屬磁性表面等離子晶體的超透過率

10. 陜西省自然科學基礎研究計劃項目納米枝晶結構表面等離子晶體的工具化制備

11. 工業和信息化部留學人員科技活動項目擇優資助,光學磁性等離子晶體的雙金屬納米結構,

12. 教育部, 留學回國人員啟動基金

學術成果 Academic Achievements

· 論文:

[2018/1] Yaxing Liu, Fuyi Chen, Qiao Wang, Junpeng Wang, Jiali Wang, Direct unassisted hydrogen peroxide generation from oxygen and water on plasmonic Ag-graphene-Cu nanosandwitch, Applied Catalysis B: Environmental, 2018, 224, 940-950
[2018/2] Jiali Wang, Fuyi Chen, Yachao Jin and Yimin Lei, Dilute Au Containing Ag Nanosponges as a Highly Active and Durable Electrocatalyst for Oxygen Reduction and Alcohol Oxidation Reactions, ACS Appl. Mater. Interfaces, 2018, 10(7), 6276–6287
[2018/3] Jiali Wang, Fuyi Chen, Yachao Jin and Roy L Johnston, AuCu Aerogels with Intriguing Surface Electronic Modulation as Highly Active and Stable Electrocatalysts for Oxygen Reduction and Borohydride Oxidation, ChemSusChem, 2018,11,1354-1364
[2018/4] Tesfaye Tadesse Gebremariam, Fuyi Chen, Qiao Wang, Jiali Wang, Yaxing Liu, Xiaolu Wang, Adnan Qaseem, Bimetallic Mn-Co oxide nanoparticles anchored on carbon nanofibers wrapped in nitrogen doped carbon for application in Zn-air batteries and Supercapacitors, ACS Applied Energy Materials, 2018, 1(4),1612–1625
[2018/5] Yaxing Liu, Fuyi Chen, Qiao Wang, Junpeng Wang, Jiali Wang, Tesfaye Gebremariam, Surface plasmon-enhanced activity and stability for methanol oxidation on gold caviar-like assembly under solar light, Journal of Materials Chemistry A, 2018, DOI: 10.1039/C8TA02222D

[2017/1] Jiali Wang, Fuyi Chen*, Yachao Jin, Yimin Lei, Roy L Johnston*, One-pot Synthesis of Dealloyed AuNi Nanodendrite as a Bifunctional Electrocatalyst for Oxygen Reduction and Borohydride Oxidation Reaction, Advanced Functional Materials, 2017, 1700260
[2017/2] Xiaoqiang Wu, Fuyi Chen, Nan Zhang, Yimin Lei, Yachao Jin, Adnan Qaseem, Roy L. Johnston, Activity Trends of Binary Silver Alloy Nanocatalysts for Oxygen Reduction Reaction in Alkaline Media, Small, 2017,1603387
[2017/3] Xiaoqiang Wu, Fuyi Chen, Nan Zhang,Adnan Qaseem, Roy L. Johnston, Engineering Bimetallic Ag-Cu Nanoalloys for Highly Efficient Oxygen Reduction Catalysts: A Guideline for Designing Ag-based Electrocatalysts with activity comparable to Pt/C-20%, Small,2017,1603876
[2017/4] Nan Zhang, Fuyi Chen, Xiaoqiang Wu, Adnan Qaseem, Roy L. Johnston,Activity origin of core–shell and alloy AgCu bimetallic nanoparticles for oxygen reduction reaction,Journal of Materials Chemistry A, 2017, 5, 7043 - 7054
[2017/5] Yimin Lei, Jian Li, Zhan Wang, Jun Sun, Fuyi Chen,* Hongwei Liu, Xiaohua Ma* and Zongwen Liu, Atomic-Scale Investigation of New Phase Transformation Process in TiO2 Nanofibers,Nanoscale, 2017, 9, 4601-4609
[2017/6] Adnan Qaseem, Fuyi Chen, Chuanzhou Qiu, , Xiaoqiang Wu, Xiaolv Wang, Roy L. Johnston, Manganese Cobalt Oxide Decorated Reduced Graphene Oxide as Multifunctional Material for Mechanically Rechargeable and Hybrid Zinc Air Batteries, Particle and Particle Systems Characterization, 2017, 1700097
[2017/7] Qiao Wang, Fuyi Chen, Yaxing Liu, Nan Zhang, Liang An, and Roy L. Johnston,Bifunctional Electrocatalysts for Oxygen Reduction and Borohydride Oxidation Reactions Using Ag3Sn Nano-Intermetallic on Ensemble Effect, ACS Appl. Mater. Interfaces, 2017, 9, 35701-35711.
[2017/8] Adnan Qaseem, Fuyi Chen, Xiaoqiang Wu, Nan Zhang, Zhenhai Xia, Ag, Co/graphene interactions and its effect on electrocatalytic oxygen reduction in alkaline media, Journal of Power Sources, 2017, 370, 1-13

[2016/1] Xiaoqiang Wu, Fuyi Chen*, Nan Zhang, Adnan Qaseem and Roy L. Johnston*, A Silver-Copper Metallic Glass Electrocatalyst with High Activity and Stability Comparable to Pt/C for Zinc–Air Batteries, Journal of Materials Chemistry A, 2016, 4, 3527-3537
[2016/2] Jiali Wang, Fuyi Chen*, Yachao Jin and Roy L Johnston, Highly Active and Stable AuNi Dendrite as Electrocatalyst for Oxygen Reduction Reaction in Alkaline Media, Journal of Materials Chemistry A, 2016, 4, 17828 - 17837
[2016/3] Naveed Shahzad, Fuyi Chen*, and Muhammad Khan, Photovoltaic characteristics of titania photoanodes modified with silver nanoparticles by pulsed laser deposition, Materials Letters, 2016, 163, 266-269
[2016/4] Adnan Qaseem, Fuyi Chen*, Xiaoqiang Wu, Roy L. Johnston*, Pt-free Silver Nanoalloy Electrocatalysts for Oxygen Reduction Reaction in Alkaline Media, Catalysis Science and Technology, 2016, 6, 3317 – 3340
[2016/5] Yimin Lei, Jian Li, Fuyi Chen, Zhan Wang,Hongwei Liu, Xiaohua Ma, Zongwen Liu, In situ observation and investigation on the formation mechanism of nanocavities in TiO2 nanofibers, CRYSTENGCOMM, 2016, 18(40): 7772-7779
[2016/6] Li Yuan, Fuyi Chen, Characteristics of surface plasmon resonances in thick metal film perforated with nanohole s, OPTIK, 2016,127(7)3504-3508

[2015/1] Yachao Jin, Fuyi Chen, Facile preparation of Ag-Cu bifunctional electrocatalysts for zinc-air batteries, Electrochimica Acta 158 (2015) 437–445
[2015/2] Weiyin Li, Fuyi Chen, Alloying effect on performances of bimetallic Ag–Au cluster sensitized solar cells, Journal of Alloys and Compounds,632(2015)845–848
[2015/3] Yimin Lei, Fuyi Chen, Yachao Jin and Zongwen Liu,Ag-Cu nanoalloyed film as a high-performance cathode electrocatalytic material for zinc-air battery, Nanoscale Research Letters,10 (2015)197
[2015/4] Hongkai Wang, Fuyi Chen,Weiyin Li,TianTian,Gold nanocluster-sensitized TiO2 nanotubes to enhance the photocatalytic hydrogen generation under visible light, Journal of Power Sources 287(2015)150-157
[2015/5] Naveed Shahzad, Fuyi Chen, Lirong He, Weiyin Li, Hongkai Wang, Silver-Copper nanoalloys-an efficient sensitizer for metal-cluster-sensitized solar cells delivering stable current and high open circuit voltage, Journal of Power Sources 294(2015)609-619
[2015/6] N. Zhang, F. Y. Chen & X.Q. Wu, Global optimization and oxygen dissociation on polyicosahedral Ag32Cu6 core-shell cluster for alkaline fuel cells, Scientific Reports,5(2015)11984
[2015/7]Yachao Jin, Fuyi Chen, Yimin Lei and Xiaoqiang Wu, A Silver-Copper Alloy as an Oxygen Reduction Electrocatalyst for an Advanced Zinc-Air Battery, ChemCatChem, 7(2015)2377–2383,
[2015/8]Xiaoqiang Wu, Fuyi Chen*, Yachao Jin, Nan Zhang, and Roy L. Johnston*, Silver–Copper Nanoalloy Catalyst Layer for Bifunctional Air Electrodes in Alkaline Media, ACS Appl. Mater. Interfaces, 2015, 7 (32), pp 17782–17791

· 書籍

[1]Adnan Qaseem, Fuyi Chen and Nan Zhang, Ag-Cu Nanoalloys as Oxygen Reduction Electrocatalysts in Alkaline Media for Advanced Energy Conversion and Storage,[Chapter] in Advanced Catalytic Materials [Book], ISBN 978-953-51-4596-7, Intech, Ed. 2015

[2] Fuyi Chen, Jian Liu, Negash Alemu, Plasmonic rectanna for efficient conversion of light into electricity [Chapter] in Plasmonics: Principles and Applications [Book], ISBN 978-953-308-91-2, Intech, Ed. Ki Young,2012

· 專利

[2015-1] 陳福義,何麗榮, 全固態光電轉換器件及其制備方法, 中國發明申請公布號：CN104851930A, 中國發明申請號：2015101525552, 2015年8月

[2014-1]陳福義,靳亞超, 基于銀銅催化的金屬空氣電池及其制備方法,中國發明專利申請號: 201410810251.6, 2014年12月

[2014-2]陳福義,陳凱博, 一種銀銅納米合金電催化劑及激光氣相沉積方法, 中國發明專利申請號: 201410339088.X, 2014年7月

[2014-3]陳福義,吳小強, 銀銅納米合金空氣電極催化劑層及其沉積方法, 中國發明專利申請號: 201410542528.1, 2014年10月

[2014-4]陳福義,靳亞超,基于無碳Ag-Cu催化劑層的空氣電極及其制備方法, 中國發明專利申請號: 201410542530.9, 2014年10月

[2013-1]陳福義,尹祖偉, 一種納米孔Ni(OH)2/NiCu析氫電極及其制備方法, 中國發明專利申請號: 201310414962.7, 2013年9月

[2012-1] 陳福義,劉健,一種表面等離子共振整流天線及其制備方法,中國發明專利,201210002179.5.

[2011-1] 陳福義,張吉曄,一種燃料電池用銀銅納米合金陰極及其制備方法,中國發明專利, ZL201110051634.6

招生信息 Admission Information

本課題組博士和碩士生的研究方向為：

1．金屬材料：納米合金在能量儲存和轉化中的應用

2．無機非金屬材料：表面等離子體材料在太陽能電池和太陽能燃料中的應用

3. 材料化學：電化學電池, 燃料電池，染料敏化太陽能電池

4. 材料物理：原子團簇，激光脈沖沉積，凝固組織控制

聯系方式:

Prof. Fuyi Chen, 陳福義教授
State Key Laboratory of Solidification Processing, 西北工業大學材料科學與工程學院
Northwestern Polytechnical University,
Xian, 710072, China , 西安 710072
Email:fuyichen@nwpu.edu.cn
TEL :029-88492052

綜合介紹 General Introduction

材料學院博士生張楠在Scientific Reports期刊發表論文 2015-07-09 17:31

近日，材料學院“表面等離子材料”課題組在燃料電池催化劑研究中取得進展，成果被《自然》網站報道(http://www.nature.com/subjects/materials-science/research)。該成果以“Global optimization and oxygen dissociation on polyicosahedral Ag32Cu6 core-shell cluster for alkaline fuel cells”為題在2015年7月7日出版的Scientific Reports (5, 11984, 2015, DOI: 10.1038/srep11984)上發表，第一作者為材料學院博士生張楠，指導教師為陳福義教授。

燃料電池是具有高能量轉換效率的新型綠色能源，使用非鉑金屬作為電極催化劑是堿性燃料電池的突出優點，因為堿性介質的腐蝕性比酸性介質更小。納米粒子最穩定結構的確定對于理解它們的ORR性能和設計可能的工業應用至關重要。由于缺乏平移不變性，納米顆粒可以比塊狀晶體有更多幾何結構。

本研究全局優化了雙金屬銀銅團簇，通過古普塔模型局部優化并確定了38原子的Ag-Cu合金原子模型。從原子勢和DFT理論計算結果，證明Ag32Cu6核殼團簇的多二十面體(pIh)結構比截角八面體(TO)穩定。在氧還原反應(ORR)中，進一步研究了O2在pIh結構上的解離，修正了之前Ag32Cu6核-殼納米顆粒不適合作為ORR催化劑的想法，并證實在堿性燃料電池中，銀銅納米合金是一種有前景的催化劑。
論文鏈接：http://www.nature.com/srep/2015/150707/srep11984/full/srep11984.html？

一步法制備去合金AuNi雙金屬納米枝晶和雙功能催化性能

引言

鉑(Pt)基金屬電催化劑是目前催化陰極和陽極反應最好的雙功能催化劑。但由于其催化效率仍然很低，再加上Pt金屬儲量低、成本高等特點嚴重地制約了燃料電池的發展和應用，因此急需尋求一種可替代Pt金屬的新型電催化劑。眾所周知，塊狀Au金屬是具有化學催化惰性的，但是納米尺度的Au及Au基合金卻在堿性介質中表現出非常有前途的催化性質。通過巧妙設計合成路線制備具有高電化學活性表面積（ECSA）的Au基多層次納米枝晶，可以獲得比Pt基合金催化性能更加優異的新型電催化劑。

成果簡介

2017年4月10日，Adv. Funct. Mater在線發表了西北工業大學材料學院陳福義教授課題組的一篇關于氧氣還原(ORR)和硼氫化鈉氧化(BOR)雙功能催化的文章，題為“One-pot Synthesis of Dealloyed AuNi Nanodendrite as a Bifunctional Electrocatalyst for Oxygen Reduction and Borohydride Oxidation Reaction, DOI: 10.1002/adfm.201700260”。研究人員采用靈活可控的一步電化學方法成功地合成了去合金的AuNi多層次納米枝晶，與“先合金化后去合金”的傳統路線相比，大大節省了操作程序，消除了在傳統方法中由于更換電解質溶液而對催化性能引起的消極影響。相比于商業化的Pt/C催化劑，一步法去合金的AuNi納米枝晶的ORR半波電位提高了81 mV, ORR比活性是Pt/C的3.1倍(在0.85 V vs. RHE)，并且表現出更加優異的ORR穩定性、耐甲醇性質以及BOR性質。更重要的是，該一步法制備的去合金AuNi納米枝晶比采用傳統多步去合金方法制備的AuNi催化劑的催化性能更加突出。研究人員還進一步通過實驗驗證了該一步法的合理性和通用性，從而為進一步研究新一代電催化劑提供了一種新的思路。
總結與展望
該工作通過巧妙地設計實驗方案，使得合金化和去合金過程同時在金屬前驅體溶液中實現，這種開創性的合成路線獲得了較高電化學活性面積的AuNi先進納米枝晶催化劑。并且該過程是在室溫下實現的，相比于傳統的去合金過程，該方法更加的簡單、可控以及有效地把制備過程對催化劑性能的負面影響降到最低。更令人興奮的是，該一步法制備的AuNi催化劑比商業化的Pt/C和通過傳統方法合成的AuNi催化劑顯示出更加優異的催化性能，同時實驗驗證了該方法的合理性和應用于其他合金體系的廣泛性。以上的結果顯示，經合理優化的AuNi雙金屬納米枝晶在燃料電池領域存在極大的應用價值，而且該合成路線為發展下一代新型電催化劑帶來了新的希望。

西北工業大學為該論文的第一作者及通訊作者單位。該工作是博士生王佳麗在導師陳福義教授的指導下完成的。該工作得到國家自然科學基金和凝固技術國家重點實驗室自主課題等項目的支持。

文獻鏈接：http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201700260/full