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

电催化剂 双金属片 乙二醇 催化作用 材料科学 电化学 乙烯 选择性 酞菁 过渡金属 无机化学 Atom(片上系统) 电极 金属 纳米技术 化学 物理化学 有机化学 冶金 计算机科学 嵌入式系统
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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