选择性电化学双电子氧还原是可再生和现场制取过氧化氢（H₂O₂）的一条很有前途的路线，可以替代蒽醌工艺。

近日，加州大学尔湾分校忻获麟教授，得克萨斯大学奥斯汀分校Yuanyue Liu报道了一种高性能的氮配位单原子Pd电催化剂，它是由Pd掺杂的咪唑骨架（ZIF）通过一步热分解得到。

文章要点

1）高角环形暗场扫描电子显微镜(HAADF-STEM)与X射线吸收光谱相结合，证实了氮掺杂碳（Pd-NC）上原子分散的Pd原子。

2）实验结果显示，Pd-NC单原子催化剂对双电子氧还原为H₂O₂表现出良好的电催化性能，在0.1 M KOH中，对H₂O₂的选择性为95%，起始电位约0.8V。

3）密度泛函理论（DFT）计算表明，Pd-N₄催化剂在热力学上倾向于*−O键的断裂，而不是O−O键的断裂，相应地具有较高的生成H₂O₂的选择性。

这项工作为理解高性能2e⁻ ORR催化剂的催化过程和设计提供了深刻的见解。

参考文献

Nan Wang, et al, Highly Selective Oxygen Reduction to Hydrogen Peroxide on a Carbon-Supported Single-Atom Pd Electrocatalyst, ACS Catal. 2022

DOI: 10.1021/acscatal.1c05633

https://doi.org/10.1021/acscatal.1c05633