Mechanism-Guided Selectivity and Bifunctionality in Glycerol Electrooxidation on Ag-Based Transition-Metal Single-Atom Alloys

催化作用 化学 双功能 选择性 二羟丙酮 电化学 协同催化 电催化剂 甘油 双金属片 无机化学 析氧 电负性 双功能催化剂 吸附 组合化学 甘油醛 氧化还原 本体电解 反应中间体 价(化学) 反应机理 制氢 铂金 多硫化物 阳极
作者
Mingyue Lv,Hui Wang,Jing‐yao Liu
出处
期刊:ACS Catalysis [American Chemical Society]
卷期号:15 (22): 19017-19029 被引量:5
标识
DOI:10.1021/acscatal.5c05664
摘要

Electrocatalytic glycerol oxidation reaction (GOR) offers a promising route for upgrading biomass-derived molecules to value-added chemicals and fuels. However, achieving high catalytic activity and product selectivity remains a significant challenge, requiring a comprehensive understanding of the underlying reaction mechanism. In this study, we systematically investigate a series of transition-metal single-atom-doped Ag(111) catalysts (TM1Ag, TM = Pd, Pt, Au, Cu, Ru, Rh, and Ir), selected based on electrochemical stability criteria including like Pourbaix diagrams. Two glycerol (GLY) adsorption configurations (GLYup* and GLYdn*) are selectively converted to glyceraldehyde and dihydroxyacetone via four pathways (Paths a–d), with reactions initiated by O–H activation (Paths a and c) favored over C–H activation (Paths b and d), followed by subsequent oxidation steps (Paths I–X). The calculated activity trend follows the order: Ru1Ag > Rh1Ag > Pt1Ag ≈ Ir1Ag > Pd1Ag > Au1Ag > Ag(111) > Cu1Ag. To rationalize the performance differences, we propose two intrinsic descriptors─the ratio of valence electron count to electronegativity (ZVAL/X) and the atomic radius (rTM) that effectively correlate with the overall GOR activity. Notably, TM1Ag catalysts with TM = Ru, Rh, Pt, Ir, or Pd exhibit enhanced selectivity toward glycolic acid (GCA). Importantly, all selected catalysts effectively suppress the competing oxygen evolution reaction. Furthermore, Pd1Ag and Pt1Ag demonstrate good bifunctional performance, concurrently facilitating anodic GOR toward GCA and the cathodic hydrogen evolution reaction to generate H2. This work provides mechanistic insights design principles for developing high-performance electrocatalysts for biomass valorization.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
雾落完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
3秒前
孙越完成签到,获得积分10
3秒前
张怡发布了新的文献求助10
4秒前
沐沐发布了新的文献求助10
4秒前
Rita发布了新的文献求助10
4秒前
叶子完成签到,获得积分20
5秒前
CodeCraft应助悦耳的阑悦采纳,获得10
5秒前
Zurich完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
Eternity发布了新的文献求助10
7秒前
Hello应助冷静新烟采纳,获得10
7秒前
孤独念柏完成签到,获得积分10
8秒前
dl应助77采纳,获得20
9秒前
zyy0226完成签到,获得积分20
10秒前
10秒前
1111发布了新的文献求助10
13秒前
流心奶黄包完成签到,获得积分10
14秒前
Flow3ry完成签到,获得积分10
15秒前
wdddr发布了新的文献求助10
15秒前
真难啊完成签到 ,获得积分10
15秒前
碧霄完成签到,获得积分10
15秒前
香蕉觅云应助陈爱佳采纳,获得10
17秒前
Orange应助网再快点采纳,获得10
17秒前
Jasper应助xiaozhao采纳,获得10
19秒前
19秒前
20秒前
20秒前
欧耶完成签到,获得积分10
22秒前
23秒前
24秒前
zmz发布了新的文献求助10
24秒前
凡凡发布了新的文献求助10
24秒前
24秒前
24秒前
24秒前
杨震发布了新的文献求助50
25秒前
xingjiu完成签到,获得积分10
25秒前
Lilyzi发布了新的文献求助10
26秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Chemistry and Physics of Carbon Volume 18 800
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
Leading Academic-Practice Partnerships in Nursing and Healthcare: A Paradigm for Change 800
The formation of Australian attitudes towards China, 1918-1941 640
Signals, Systems, and Signal Processing 610
全相对论原子结构与含时波包动力学的理论研究--清华大学 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6434321
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8249418
关于积分的说明 17545246
捐赠科研通 5492712
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2897331
邀请新用户注册赠送积分活动 1873897
关于科研通互助平台的介绍 1714832