向中华教授 博士生导师、硕士生导师、专业硕士导师
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学术兼职
任《Green Chemical Engineering》、《eScience》、《Chinese Chemical Letters》期刊青年编委;任中国化工学会国际学术交流工作委员会委员;中国可再生能源学会氢能专业委员会委员;中国可再生能源学会青年工作委员会副主任等。
招生专业及研究方向
招生专业:
化学工程与技术
研究方向:
能源电催化材料,氢燃料电池,液流电池
个人经历
2014年7月——至今,北京化工大学,化学工程学院,教授
2013年7月—— 2014年7月,美国凯斯西储大学,大分子系,博士后
2007年9月——2013年6月,北京化工大学,化学工程与技术,博士
2003年9月——2007年7月, 湘潭大学, 化学工程与工艺,学士
科研项目
1.国家科技部重点研发计划,数据驱动的氢能关键催化材料高效开发与应用,2022.11至2025.10,项目首席;
2.国家自然科学基金委国际合作重点项目,电子导电共价有机聚合物材料的智能设计制备与燃料电池器件,2023.01至2027.12,主持;
3.北京市自然科学基金委首批奖励项目(奖励两次及以上结题优秀的项目负责人),非热解COP基锌镍空液流电池空气电极的设计制备与器件应用,2022.11至2024.12,主持
4.国家自然科学基金委员会, 优秀青年科学基金项目, 21922802, 共价有机多孔材料的功能设计与化工制备, 2020.01 至 2022.12,主持;
5.北京自然科学基金委, 北京市杰出青年基金, 非碳化共价有机聚合物基氧还原电催化剂的制备与性能研究, 2020.01 至 2022.12, 主持;
6.中石油横向项目,质子交换膜燃料电池低铂催化剂及膜电极关键器件开发,PRIKY22010, 2022-05至2023-09,主持;
7.国家科技部重点研发计划, 2019YFA0210300, 下一代燃料电池纳米催化材料及器件, 2019.07 至 2024.06, 子课题负责人(承担碱性燃料电池氧还原催化剂的开发与宏量制备)。
学术成就
围绕重要能源材料定向制备,系统揭示了材料结构与性能关系,按需定向创制出水热稳定性高、结构有序的高水热稳定、结构有序的功能共价有机聚合物(Covalent organic polymers: COPs)多孔材料新体系,建立了COP材料的分子设计平台;提出了类石墨烯封闭共轭偶联方法,实现了结构有序本征导电COP材料的可控合成;完成了封闭酞菁网路COP材料的宏量制备及其在燃料电池与空气液流电池中的应用。实现了新材料“功能-结构-制备”的设计理念,为能源新材料的定向制备提供基础与示范。获教育部自然科学一等奖(排名第二,申请人是本奖项中材料定向实验制备的主要贡献者)、中国化工学会第九届侯德榜化工科技青年奖、中国可再生能源学会优秀青年科技人才奖。在《Science Adv.》、《Nature Commun.》、《J. Am. Chem. Soc.》、 《Angew. Chem. Int. Ed.》、《Adv. Mater.》、《AIChE J》等国际重要SCI期刊发表论文百余篇余篇;
代表性论文:
1.Li, X.; Xiang, Z.*, Identifying the impact of the covalent-bonded carbon matrix to FeN4 sites for acidic oxygen reduction. Nature Communications 2022, 13, 57.
2.Peng, P.; Shi, L.; Huo, F.; Mi, C.; Wu, X.; Zhang, S.; Xiang, Z.*, A pyrolysis-free path toward superiorly catalytic nitrogen-coordinated single atom. Science Advances 2019, 5 (8), eaaw2322.
3.Yang, B.; Han, Q.; Han, L.; Leng, Y.; O'Carroll, T.; Yang, X.; Wu, G.*; Xiang, Z.*, Porous Covalent Organic Polymer Coordinated Single Co Site Nanofibers for Efficient Oxygen-Reduction Cathodes in Polymer Electrolyte Fuel Cells. Advanced Materials 2022, 34, 2208661.
4.Li, X.; Liu, Q.; Yang, B.; Liao, Z.; Yan, W.; Xiang, Z.*, An Initial Covalent Organic Polymer with Closed-F Edges Directly for Proton-Exchange-Membrane Fuel Cells. Advanced Materials 2022, 34, 2204570.
5.Zang, Y.; Mi, C.; Wang, R.; Chen, H.; Peng, P.*; Xiang, Z.*; Zang, S.-Q.*; Mak, T. C. W., Pyrolysis-Free Synthesized Catalyst towards Acidic Oxygen Reduction by Deprotonation. Angewandte Chemie-International Edition 2021, 60 (38), 20865-20871.
6.Guo, J.; Lin, C.-Y.; Xia, Z.*; Xiang, Z.*, A Pyrolysis-Free Covalent Organic Polymer for Oxygen Reduction. Angewandte Chemie-International Edition 2018, 57 (38), 12567-12572.
7.Xiang, Z.; Xue, Y.; Cao, D.*; Huang, L.; Chen, J.-F.; Dai, L.*, Highly Efficient Electrocatalysts for Oxygen Reduction Based on 2D Covalent Organic Polymers Complexed with Non-precious Metals. Angewandte Chemie-International Edition 2014, 53 (9), 2433-2437.
8.Xiang, Z.; Hu, Z.; Cao, D.*; Yang, W.*; Lu, J.; Han, B.; Wang, W., Metal-Organic Frameworks with Incorporated Carbon Nanotubes: Improving Carbon Dioxide and Methane Storage Capacities by Lithium Doping. Angewandte Chemie-International Edition 2011, 50 (2), 491-494.
9.Xiang, Z.; Mercado, R.; Huck, J. M.; Wang, H.; Guo, Z.; Wang, W.; Cao, D.*; Haranczyk, M.; Smit, B.*, Systematic Tuning and Multifunctionalization of Covalent Organic Polymers for Enhanced Carbon Capture. Journal of the American Chemical Society 2015, 137 (41), 13301-13307.
10.Xiang, Z.; Dai, Q.; Chen, J.-F.*; Dai, L.*, Edge Functionalization of Graphene and Two-Dimensional Covalent Organic Polymers for Energy Conversion and Storage. Advanced Materials 2016, 28 (29), 6253-6261.
11.Xiang, Z.; Cao, D.*; Huang, L.; Shui, J.; Wang, M.; Dai, L.*, Nitrogen-Doped Holey Graphitic Carbon from 2D Covalent Organic Polymers for Oxygen Reduction. Advanced Materials 2014, 26 (20), 3315.
12.Zhao, Y.; Yu, X.; Wen, X.; Luo, Y.; Xiang, Z.*; Chen, J.-f.*, HiGee strategy towards large-scale synthesis of soluble covalent organic frameworks. AIChE Journal 2022, e17864.
13.Cui, J.; Leng, Y.; Xiang, Z.*, FeNi co-doped electrocatalyst synthesized via binary ligand strategy as a bifunctional catalyst for Zn-air flow battery. Chemical Engineering Science 2022, 247,117038.
14.Zhao, Y.; Liao, Z.; Xiang, Z.*, Microfluidics for synthesis and morphology control of hierarchical porous covalent organic polymer monolith. Chemical Engineering Science 2019, 195, 801-809.
15.Yang, Q.; Peng, P.; Xiang, Z.*, Covalent organic polymer modified TiO2 nanosheets as highly efficient photocatalysts for hydrogen generation. Chemical Engineering Science 2017, 162, 33-40.
16.Meng, Z.; Li, J.; Huo, F.; Huang, Y.*; Xiang, Z.*, Fungi residue derived carbon as highly efficient hydrogen peroxide electrocatalyst. Chemical Engineering Science 2017, 174, 222-228.
17.Xiang, Z.; Cao, D.*; Shao, X.; Wang, W.; Zhang, J.; Wu, W., Facile preparation of high-capacity hydrogen storage metal-organic frameworks: A combination of microwave-assisted solvothermal synthesis and supercritical activation. Chemical Engineering Science 2010, 65 (10), 3140-3146.
18.Zhang, W.; Cheng, Y.*; Guo, C.; Xie, C.; Xiang, Z.*, Cobalt Incorporated Porous Aromatic Framework for CO2/CH4 Separation. Industrial & Engineering Chemistry Research 2018, 57 (32), 10985-10991.
论著专利
获授权发明专利19件,其中7件成功转让。
1.向中华; 谢呈鹏; 郭佳宁; 陈建峰; 罗勇; 王洁欣; 万刚; 李阳, 一种使用超重力法制备多孔共价有机材料的方法 , 2015.10.16, 中国, ZL201510674580.7
2.向中华;陈建峰;文鑫;罗勇;赵云;可溶性共价有机框架聚合物材料及其应用和超重力法宏量制备方法,2021.6.11,中国,CN202110651844.2
3.向中华; 李东明; 程元徽, 一种自支撑氧还原/析出双效氧电极催化剂及其制备方法, 2016.11.23, 中国, ZL201611037954.5
4.向中华; 郭佳宁; 程元徽, 一种析氢催化剂及其制备方法, 2016.06.29, 中国, ZL201610500231.8
5.向中华;郭佳宁;谢呈鹏,一种用于甲烷吸附存储的共价有机聚合物及其制备方法,2016.8.28,中国, ZL201610743530.4
6.向中华,谢呈鹏,欧阳亦轩,一种使用造纸黑液木质素制备活性炭的方法, 2016.8.21,中国, ZL201610697874.6
7.向中华,杨情情,万刚,一种提高染料敏化太阳能电池光电转换效率的方法, 2016.4.1,中国, ZL201610204216.9
8.向中华,谢呈鹏,杨凤新,杨强剑,张伟,一种以聚乙烯醇为粘结剂的活性炭成型方法,2016.6.8,中国,ZL201610405959.2
9.向中华,杨凤新,刘晓云,牛明明,赵双,一种反应磨法制备边缘羧基化石墨烯和石墨烯的方法,2017.9.22,中国, ZL201710862809.9
10.向中华,程元徽,郭佳宁,李东明,张琪宇,一种氮、磷、氟共掺杂碳基混合电容材料的制备方法,2017.3.8,中国,ZL201710136476.1
讲授课程
本科:
《化工技术经济与项目管理》
《化工专业实验》
研究生:
《化工能源学导论》
《现代化学工程技术》
合作交流
与英国利物浦大学、美国凯斯西储大学、纽约州立大学buffalo、澳洲新南威尔士大学等国内外高校、研究所以及多家能源相关企业保持着密切的学术合作与交流。
招生需求
1、 要求化工、化学、高分子材料等相关专业,其他专业如果非常出色亦可酌情考虑;
2、 要求善于动手、勤于思考、工作勤奋、积极开朗,并且有一定的化学实验基础;
3、 要求有一定的阅读英文文献的基础。
所属团队或实验室网页介绍
北京化工大学化学工程学院“分子能源材料研发中心”(向中华课题组)成立于2014年,依托“有机无机复合材料国家重点实验室”与北京市高精尖学科“新能源材料与器件”建立。分子能源材料研发中心汇集了一批优秀青年学术人才,有浓厚的创新学术气氛。主要从事能源材料的分子设计与可控制备,目前主要针对氢燃料电池和空气液流电池。目前承担科技部重点研发计划、国家自然科学基金、北京市自然科学基金、企业横向等项目,在《Science Adv.》、《Nature Commun.》、《JACS》、《Angew. Chem. Int. Ed》、《Adv. Mater》、《AIChE J》等权威刊物发表百余篇高水平学术论文。本研究具备良好的实验条件,拥有各类纳米材料制备与表征仪器,如5台高温管式马弗炉、两台箱式马弗炉、 超临界干燥仪(SFT-100)、微波合成系统(CEM, Mars-5)、超纯净化手套箱(3台,一台做合成,两台做器件)、比表面分析仪(ASAP-2020)。本课题组还拥有全面的电化学表征平台(电化学工 作站,旋转圆盘电极,化学电源,电池测试评价系统)、太阳能电池制备平台和光解水系统等,可以满足新能源储存与转化方面的研究需求。此外,本课题组依托有 机无机复合材料国家重点实验室,加上北京化工大学“985优势平台”,具有球差扫描电镜、扫描电子显微镜(SEM)、高分辨率电子显微镜(TEM)、原位 高分辨TEM、热重分析仪(TG)、核磁共振仪、X-光电子能谱、X-射线粉末衍射仪等全方位表征仪器。
更多详情请见:
https://mp.weixin.qq.com/s/4VVMqBeFOxx7ptEd2W064Q