Sustainable Synthesis of Dual Single‐Atom Catalyst of PdN4/CuN4 for Partial Oxidation of Ethylene Glycol

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作者
Endalkachew Asefa Moges,Chia‐Yu Chang,Wei‐Hsiang Huang,Keseven Lakshmanan,Yohannes Ayele Awoke,Chih‐Wen Pao,Meng‐Che Tsai,Wei‐Nien Su,Bing‐Joe Hwang
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:32 (46) 被引量:40
标识
DOI:10.1002/adfm.202206887
摘要

Abstract Catalysts assumed that properly designed bimetallic systems would provide superior catalytic performance due to the cooperative effects between two atoms. Dual single‐atom catalyst (DSAC) PdN 4 /CuN 4 is synthesized using a simple, cost‐effective, and efficient electrochemical reduction method. The palladium single‐atom is prepared first by electrochemical reduction of copper phthalocyanine to create defective N 4 sites. The new structural feature is characterized by copper reduction from Cu‐N 4 coordination and the formation of defected N 4 (▫ M ‐N 4 ) sites, which react with a Pd precursor and form PdN 4 on the host surface. The DSAC PdN 4 /CuN 4 technique synergistically improves electrocatalytic performance toward the ethylene glycol oxidation reaction. It possesses excellent glycolate selectivity (above 88%) in an alkaline solution with an onset oxidation potential as low as 0.6 V versus a reversible hydrogen electrode, compared to commercial Pd/C. The DSAC electrocatalyst is characterized by its high current density of 83.92 mA cm −2 and high faradic efficiency value (>80%) for glycolate at 1.0 V RHE . The findings suggest a promising method to synthesize the DSACs in varying transition metals to achieve highly efficient, selective, and environmentally friendly catalysts for different applications.
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