中国科学院长春应用化学研究所电分析化学国家重点实验室陈卫

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陈卫， 中国科学院长春应用化学研究所研究员，现任电分析化学国家重点实验室副主任，中国电化学专业委员会委员。近年来，陈卫研究员主要从事新型功能纳米材料的可控合成及其在电催化、电分析、气体传感、能量存储等方向的应用研究，在Chem. Rev., Chem. Soc. Rev., J. Am. Chem. Soc.，Adv. Funct. Mater., Nano Energy, Anal. Chem., ACS Catal.等SCI期刊发表第一作者/通讯作者论文140余篇，他引9000余次，H指数为55。陈卫研究员曾主编英文书籍一部（RSC），编写英文章节10章，入选中国科学院长春应用化学研究所“百人计划”，2017-2018连续两年入选RSC中国高被引作者，2018年度科睿唯安全球“高被引科学家”（跨学科领域）。陈卫研究员曾先后获得“中国电化学青年奖”，“中国科学院大学-BHPB导师科研奖”，“吉林省自然科学一等奖”，“《科学通报》最具贡献作者奖”等荣誉称号和奖项，担任Scientific Reports (IF: 4.122)、Molecules (IF: 3.098)、Heliyon (Elsevier) 等期刊编委。

陈卫　研究员
博士生导师
房间号：无机分析楼204室
电话：0431-85262061
传真：
E-mail：weichen@ciac.jl.cn
教育和工作经历
2010.4-至今，长春应化所电分析化学国家重点实验室，研究员，博士生导师
2005-2010年，美国加州大学圣克鲁兹分校博士后
2003年，厦门大学博士
2000年，中国科学院长春应用化学研究所硕士
1997年，西北大学化学系理学学士
主要荣誉
2011，中国电化学青年奖
2003，厦门大学优秀毕业生
2003，厦门大学光华奖
2002，厦门大学宝龙奖
2000，中科院彭荫刚奖  
研究资助
国家自然科学基金委员会主任基金
中科院长春应化所人才引进启动基金
研究方向
电催化；分析电化学；纳米电化学；新型功能纳米材料可控合成和应用；
代表性研究成果介绍
1. 金属纳米团簇合成和性能研究
随着金属纳米粒子尺度的减小，其能级结构会发生急剧变化，费米能级附近的电子能级从准连续态过渡到分立能级。能级结构的变化使得金属纳米团簇具有不同于本体金属的独特性能，近年来在催化，荧光分析，生物标记等方面得到广泛研究和应用。但是，目前对亚纳米尺度上过渡金属纳米团簇研究主要集中于贵金属Au和Ag，而对处于同族（IB）的Cu纳米团簇研究十分有限。用现有合成金属团簇的方法得到的Cu纳米粒子尺寸较大，且较易氧化。因此，如何用简单方法合成出稳定的Cu纳米团簇是金属团簇研究中具有挑战性的课题之一。我们在实验中成功地用2-巯基-5-正丙烷基嘧啶作保护剂，用传统的化学还原方法首次合成出了只含有8个原子的Cu纳米团簇。该纳米团簇在室温条件下具有很好的稳定性。与以前报道的Cu纳米团簇具有发射蓝光不同，该Cu纳米团簇表现出了双波长发射的独特荧光性能。在氧还原反应中，合成的Cu纳米团簇表现出了良好的电催化性能。同时，我们对金属纳米团簇尺寸对其电催化活性的影响进行了系统研究。
2. 铜基纳米材料的形状可控制备和性能研究
铜的硫化物和氮化物具有优异的电学、光学、磁学及其它物理化学性能，在能量转换、传感、光电子器件、生物医学等领域有广阔的应用前景。氮化铜是一种二元过渡金属氮化物，具有反氧化铼（anti-ReO3）型立方晶体结构。其中，铜离子占据立方晶胞边缘的中心，氮离子占据立方晶胞的八个顶点，这种体心空位结构使得氮化铜可作为插层材料应用，插入其他原子以改变氮化铜的光学和电学性质。另外，氮化铜的禁带宽度约为1.2~1.6 eV，是目前研究较热的半导体材料之一，在电子和光学器件方面具有良好的应用前景。由于氮化铜是以共价键结合的氮化物，铜金属不易与氮元素直接发生化合反应，现有技术一般采用铜盐在氮气或氨气气氛中反应得到氮化铜。目前，非平衡化合技术仅能制备得到氮化铜薄膜，而形状可控制备氮化铜纳米材料的方法还未见报道。我们利用化学方法制备了氮化铜纳米立方体，其尺寸可以通过改变配体得到有效调控。该氮化铜纳米晶体对氧还原具有一定的电催化活性，对碱性燃料电池用非铂电催化剂设计和开发具有潜在的应用前景。同时，我们用油胺作配体，合成出了尺寸均匀的硫化铜纳米盘（nanoplates），这种厚度为~4.5 nm的纳米盘会自组装为长度达1 m的一维柱状组装体。我们发现，反应温度对其尺寸和自组装行为有很大影响。
3. 低Pt和非Pt纳米电催化剂的设计和性能研究
电催化剂是燃料电池的重要组成部分。其中，阳极和阴极电催化剂的催化性能和价格是燃料电池大规模商业化的决定性因素之一。目前，燃料电池所用的电催化剂以碳载Pt基材料为主。Pt基催化剂主要缺点是价格昂贵、易被毒化、催化效率低。为了克服这些不利因素，近年来人们致力于低Pt和非Pt纳米电催化剂的研发和利用。在非Pt纳米电催化剂中，Pd基纳米电催化剂由于价格低、抗CO毒化能力强、具有与传统Pt基催化剂可比拟的高催化性能而受到人们广泛关注。我们利用各种化学方法制备了一系列低Pt和非Pt纳米电催化剂，用各种电化学技术对其电催化活性进行了深入研究，从中得到了性能优良，价格低廉的纳米电催化剂。本部分工作为新型、高效燃料电池纳米电催化剂的设计和应用提供了新的思路和方向，对当前发展低碳、清洁能源具有重要意义。
主要代表性论文
1. Yizhong Lu, Wei Chen*, “Size effect of silver nanoclusters on their catalytic activity for oxygen electro-reduction”, J. Power Sources, 2012, 197, 107.
2. Yizhong Lu, Wentao Wei, Wei Chen*, “Copper nanoclusters: synthesis, characterization and properties”, Chinese Science Bulletin, 2011, accepted.(Invited Review)
3. Haibin Wu, Wei Chen*, “Copper nitride nanocubes: “size-controlled synthesis and application as cathode catalyst in alkaline fuel cells”, J. Am. Chem. Soc., 2011, 133, 15236.
4. Haibin Wu, Wei Chen*, “Synthesis and reaction temperature-tailored self-assembly of copper sulfide nanoplates”, Nanoscale, 2011, accepted.
5. Wei Chen* Shaowei Chen*, “Iridium-platinum alloy nanoparticles: composition-dependent electrocatalytic activity for formic acid electro-oxidation” J. Mater. Chem., 2011, 21, 9169.
6. Yizhong Lu, Rutian Jin, Wei Chen*, “Highly efficient hydrogen storage with PdAg nanotubes” Nanoscale, 2011, 3, 2476.
7. Wei Chen, Sulolit Pradhan, Shaowei Chen, “Photoluminescence and conductivity studies of anthracene-functionalized ruthenium nanoparticles”, Nanoscale, 2011, 3, 2294.
8. Wentao Wei, Yizhong Lu, Wei Chen*, Shaowei Chen*, “One-pot synthesis, photoluminescence, and electrocatalytic properties of subnanometer-sized copper clusters”, J. Am. Chem. Soc., 2011, 133, 2060.
9. Yizhong Lu, Wei Chen*, “One- pot synthesis of heterostructured Pt-Ru nanocrystals for catalytic formic acid oxidation”, Chem. Commun., 2011, 47, 2541.
10. Yizhong Lu, Yichen Wang, Wei Chen*, “Silver nanorods for oxygen reduction: strong effects of protecting ligand on the electrocatalytic activity”, J. Power Sources, 2011, 196, 3033.
11. Yizhong Lu, Wei Chen*, “Nanoneedle-covered Pd-Ag nanotubes: high electrocatalytic activity for formic acid oxidation”, J. Phys. Chem. C, 2010, 114, 21190.
12. Wei Chen, Nate Zuckerman, Xiongwu Kang, Debraj Ghosh, Joseph P. Konopelski, Shaowei Chen, “Alkyne- protected ruthenium nanoparticles”, J. Phys. Chem. C, 2010, 114, 18146.
13. Wei Chen, Nate Zuckerman, Joseph P. Konopelski, Shaowei Chen, “Pyrene-functionalized ruthenium nanoparticles as effective chemosensors for nitroaromatic derivatives” Anal. Chem., 2010, 82, 461.
14. Wei Chen, David Ny, Shaowei Chen, “SnO2-Au hybrid nanoparticles as effective catalysts for oxygen electroreduction in alkaline media”, J. Power Sources, 2010, 195, 412.
15. Wei Chen, Nate Zuckerman, James W. Lewis, Joseph P. Konopelski, Shaowei Chen, “Pyrene-functionalized ruthenium nanoparticles: novel fluorescence characteristics from intraparticles extended conjugation” J. Phys. Chem. C, 2009, 113, 16988.
16. Wei Chen, Shaowei Chen, “Oxygen electroreduction catalyzed by gold nanoclusters: strong core size effects” Angew. Chem. Int. Ed., 2009, 48, 4386. (Hot Paper)
17. Wei Chen, Li-Ping Xu, Shaowei Chen, “Enhanced electrocatalytic oxidation of formic acid by platinum deposition on ruthenium nanoparticle surfaces” J. Electroanal. Chem., 2009, 631, 36.
18. Wei Chen, Shaowei Chen, Feizhi Ding, Haobin Wang, Lauren E. Brown, Joseph P. Konopelski, “Nanoparticle-mediated intervalence transfer” J. Am. Chem. Soc., 2008, 130, 12156.
19. Wei Chen, Jaemin Kim, Shouheng Sun, Shaowei Chen, “Electrocatalytic reduction of oxygen by FePt alloy nanoparticles” J. Phys. Chem. C, 2008, 112, 3891.
20. Wei Chen, Jaemin Kim, Shouheng Sun, Shaowei Chen, “Composition effects of FePt alloy nanoparticles on the electro-oxidation of formic acid” Langmuir, 2007, 23, 11303.
研究组人员概况
1．研究实习员一名：
武海滨（兰州大学理学学士）
2．在读博士生1名：
逯一中（D1）
3．在读硕士生3名：
魏文涛（M3）与长春理工大学联合培养）；刘敏敏(M2)；张瑞中（M1）

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电化学及电分析化学涉及两相界面电子转移，在催化、能源、生命以及环境等领域具有重要应用，尤其是在解决人类持续性发展所遇到的能源与环境“世纪性难题”方面发挥着举足轻重的作用。但是，电化学的发展依然受到一些基础科学问题的制约。如何有效提高电化学界面的电化学活性和稳定性，更深入认识和理解电化学界面结构-性能关系，特别是纳米界面电化学反应机理等是电化学发展需要解决的关键科学问题。

　　长春应化所科研人员围绕影响电化学发展的瓶颈问题，构建了在原子水平上可调控的电极/电解质界面结构，研究了表面原子排列结构及荷电状态等对电极反应和电化学性能的影响，实现了对纳米及亚纳米团簇结构和性能调控，探索和拓宽了金属团簇及高活性纳米晶体在电分析和电催化领域的应用。日前，由陈卫研究员等完成的成果“电化学界面结构调控及应用基础研究”荣获2019年吉林省科自然科学奖一等奖。
　　该系列成果的取得实现了对电化学界面的电化学活性和电化学分析性能的提高，为气敏传感高性能界面构筑及微纳气体传感器件的发展提供了新思路。
　　该成果8篇代表性论文平均影响因子13.7，被SCI论文他引984次，4篇他引>100次，单篇SCI最高他引237次，其中3篇论文成为ESI高被引论文。20篇核心论文平均影响因子14.3，被SCI论文他引2541次，单篇最高他引529次，其中6篇论文成为ESI高被引论文。第一完成人入选2017、2018年RSC中国高被引作者，2018、2019年度科睿唯安全球 “高被引科学家”。