TY - JOUR A1 - Hiltrop, Dennis A1 - Cychy, Steffen A1 - Elumeeva, Karina A1 - Schuhmann, Wolfgang A1 - Muhler, Martin T1 - Spectroelectrochemical studies on the effect of cations in the alkaline glycerol oxidation reaction over carbon nanotube-supported Pd nanoparticles JF - Beilstein Journal of Organic Chemistry PY - 2018/// VL - 14 SP - 1428 EP - 1435 SN - 1860-5397 DO - 10.3762/bjoc.14.120 PB - Beilstein-Institut JA - Beilstein J. Org. Chem. UR - https://doi.org/10.3762/bjoc.14.120 KW - cation effect KW - electrocatalysis KW - glycerol oxidation KW - in situ electrochemistry/IR spectroscopy N2 - The effects of the alkali cations Na+ and K+ were investigated in the alkaline electrochemical oxidation of glycerol over Pd nanoparticles (NPs) deposited on functionalized carbon nanotubes (CNTs). The electrocatalytic activity was assessed by cyclic voltammetry revealing a lower overpotential of glycerol oxidation for nitrogen-functionalized Pd/NCNTs compared with oxygen-functionalized Pd/OCNTs. Whereas significantly lower current densities were observed for Pd/OCNT in NaOH than in KOH in agreement with stronger non-covalent interactions on the Pd surface, Pd/NCNT achieved an approximately three-times higher current density in NaOH than in KOH. In situ electrochemistry/IR spectroscopy was applied to unravel the product distribution as a function of the applied potential in NaOH and KOH. The IR spectra exhibited strongly changing band patterns upon varying the potential between 0.77 and 1.17 V vs RHE: at low potentials oxidized C3 species such as mesoxalate and tartronate were formed predominantly, and with increasing potentials C2 and C1 species originating from C–C bond cleavage were identified. The tendency to produce carbonate was found to be less pronounced in KOH. The less favored formation of highly oxidized C3 species and of carbonate is deduced to be the origin of the lower current densities in the cyclic voltammograms (CVs) for Pd/NCNT in KOH. The enhanced current densities in NaOH are rationalized by the presence of Na+ ions bound to the basic nitrogen species in the NCNT support. Adsorbed Na+ ions can form complexes with the organic molecules, presumably enhanced by the chelate effect. In this way, the organic molecules are assumed to be bound more tightly to the NCNT support in close proximity to the Pd NPs facilitating their oxidation. ER - TY - JOUR AU - Brandt, A. AU - Hallett, J. P. AU - Leak, D. J. AU - Murphy, R. J. AU - Welton, T. JF - Green Chem. PY - 2010/// VL - 12 SP - 672 EP - 679 DO - 10.1039/b918787a ER - TY - JOUR AU - Ramirez, J. A. AU - Brown, R. J. AU - Rainey, T. J. JF - Energies (Basel, Switz.) PY - 2015/// VL - 8 SP - 6765 EP - 6794 DO - 10.3390/en8076765 ER - TY - JOUR AU - Haas, M. J. AU - McAloon, A. J. AU - Yee, W. C. AU - Foglia, T. A. JF - Bioresour. Technol. PY - 2006/// VL - 97 SP - 671 EP - 678 DO - 10.1016/j.biortech.2005.03.039 ER - TY - JOUR AU - Simões, M. AU - Baranton, S. AU - Coutanceau, C. JF - ChemSusChem PY - 2012/// VL - 5 SP - 2106 EP - 2124 DO - 10.1002/cssc.201200335 ER - TY - JOUR AU - Soloveichik, G. L. JF - Beilstein J. Nanotechnol. PY - 2014/// VL - 5 SP - 1399 EP - 1418 DO - 10.3762/bjnano.5.153 ER - TY - JOUR AU - Antolini, E. AU - Gonzalez, E. R. JF - J. Power Sources PY - 2010/// VL - 195 SP - 3431 EP - 3450 DO - 10.1016/j.jpowsour.2009.11.145 ER - TY - JOUR AU - McLean, G. F. AU - Niet, T. AU - Prince-Richard, S. AU - Djilali, N. JF - Int. J. Hydrogen Energy PY - 2002/// VL - 27 SP - 507 EP - 526 DO - 10.1016/S0360-3199(01)00181-1 ER - TY - JOUR AU - Badwal, S. P. S. AU - Giddey, S. AU - Kulkarni, A. AU - Goel, J. AU - Basu, S. JF - Appl. Energy PY - 2015/// VL - 145 SP - 80 EP - 103 DO - 10.1016/j.apenergy.2015.02.002 ER - TY - JOUR AU - Hekmat, D. AU - Bauer, R. AU - Fricke, J. JF - Bioprocess Biosyst. Eng. PY - 2003/// VL - 26 SP - 109 EP - 116 DO - 10.1007/s00449-003-0338-9 ER - TY - JOUR AU - Kwon, Y. AU - Koper, M. T. M. JF - Anal. Chem. PY - 2010/// VL - 82 SP - 5420 EP - 5424 DO - 10.1021/ac101058t ER - TY - JOUR AU - Schnaidt, J. AU - Heinen, M. AU - Denot, D. AU - Jusys, Z. AU - Behm, R. J. JF - J. Electroanal. Chem. PY - 2011/// VL - 661 SP - 250 EP - 264 DO - 10.1016/j.jelechem.2011.08.011 ER - TY - JOUR AU - Ye, J.-Y. AU - Jiang, Y.-X. AU - Sheng, T. AU - Sun, S.-G. JF - Nano Energy PY - 2016/// VL - 29 SP - 414 EP - 427 DO - 10.1016/j.nanoen.2016.06.023 ER - TY - JOUR AU - Wang, L. AU - Meng, H. AU - Shen, P. K. AU - Bianchini, C. AU - Vizza, F. AU - Wei, Z. JF - Phys. Chem. Chem. Phys. PY - 2011/// VL - 13 SP - 2667 EP - 2673 DO - 10.1039/c0cp01913e ER - TY - JOUR AU - Ferreira, R. S., Jr AU - Giz, M. J. AU - Camara, G. A. JF - J. Electroanal. Chem. PY - 2013/// VL - 697 SP - 15 EP - 20 DO - 10.1016/j.jelechem.2013.03.007 ER - TY - JOUR AU - de Souza, N. E. AU - Gomes, J. F. AU - Tremiliosi-Filho, G. JF - J. Electroanal. Chem. PY - 2017/// VL - 800 SP - 106 EP - 113 DO - 10.1016/j.jelechem.2016.08.019 ER - TY - JOUR AU - Gomes, J. F. AU - Garcia, A. C. AU - Gasparotto, L. AU - de Souza, N. E. AU - Ferreira, E. B. AU - Pires, C. AU - Tremiliosi-Filho, G. JF - Electrochim. Acta PY - 2014/// VL - 144 SP - 361 EP - 368 DO - 10.1016/j.electacta.2014.08.035 ER - TY - JOUR AU - Gomes, J. F. AU - Martins, C. A. AU - Giz, M. J. AU - Tremiliosi-Filho, G. AU - Camara, G. A. JF - J. Catal. PY - 2013/// VL - 301 SP - 154 EP - 161 DO - 10.1016/j.jcat.2013.02.007 ER - TY - JOUR AU - Garcia, A. C. AU - Kolb, M. J. AU - van Nierop y Sanchez, C. AU - Vos, J. AU - Birdja, Y. Y. AU - Kwon, Y. AU - Tremiliosi-Filho, G. AU - Koper, M. T. M. JF - ACS Catal. PY - 2016/// VL - 6 SP - 4491 EP - 4500 DO - 10.1021/acscatal.6b00709 ER - TY - JOUR AU - Bott-Neto, J. L. AU - Garcia, A. C. AU - Oliveira, V. L. AU - de Souza, N. E. AU - Tremiliosi-Filho, G. JF - J. Electroanal. Chem. PY - 2014/// VL - 735 SP - 57 EP - 62 DO - 10.1016/j.jelechem.2014.10.010 ER - TY - JOUR AU - Simões, M. AU - Baranton, S. AU - Coutanceau, C. JF - Appl. Catal., B PY - 2010/// VL - 93 SP - 354 EP - 362 DO - 10.1016/j.apcatb.2009.10.008 ER - TY - JOUR AU - González-Cobos, J. AU - Baranton, S. AU - Coutanceau, C. JF - J. Phys. Chem. C PY - 2016/// VL - 120 SP - 7155 EP - 7164 DO - 10.1021/acs.jpcc.6b00295 ER - TY - JOUR AU - Geraldes, A. N. AU - Silva, D. F. AU - Silva, J. C. M. AU - Souza, R. F. B. AU - Spinacé, E. V. AU - Neto, A. O. AU - Linardi, M. AU - Santos, M. C. JF - J. Braz. Chem. Soc. PY - 2014/// VL - 25 SP - 831 EP - 840 DO - 10.5935/0103-5053.20140044 ER - TY - JOUR AU - Holade, Y. AU - Morais, C. AU - Servat, K. AU - Napporn, T. W. AU - Kokoh, K. B. JF - ACS Catal. PY - 2013/// VL - 3 SP - 2403 EP - 2411 DO - 10.1021/cs400559d ER - TY - JOUR AU - Strmcnik, D. AU - Kodama, K. AU - van der Vliet, D. AU - Greeley, J. AU - Stamenkovic, V. R. AU - Marković, N. M. JF - Nat. Chem. PY - 2009/// VL - 1 SP - 466 EP - 472 DO - 10.1038/nchem.330 ER - TY - JOUR AU - Angelucci, C. A. AU - Varela, H. AU - Tremiliosi-Filho, G. AU - Gomes, J. F. JF - Electrochem. Commun. PY - 2013/// VL - 33 SP - 10 EP - 13 DO - 10.1016/j.elecom.2013.03.039 ER - TY - JOUR AU - Nakamura, M. AU - Nakajima, Y. AU - Kato, K. AU - Sakata, O. AU - Hoshi, N. JF - J. Phys. Chem. C PY - 2015/// VL - 119 SP - 23586 EP - 23591 DO - 10.1021/acs.jpcc.5b07878 ER - TY - JOUR AU - Berkes, B. B. AU - Inzelt, G. AU - Schuhmann, W. AU - Bondarenko, A. S. JF - J. Phys. Chem. C PY - 2012/// VL - 116 SP - 10995 EP - 11003 DO - 10.1021/jp300863z ER - TY - JOUR AU - Tymoczko, J. AU - Colic, V. AU - Ganassin, A. AU - Schuhmann, W. AU - Bandarenka, A. S. JF - Catal. Today PY - 2015/// VL - 244 SP - 96 EP - 102 DO - 10.1016/j.cattod.2014.07.007 ER - TY - JOUR AU - Ganassin, A. AU - Colic, V. AU - Tymoczko, J. AU - Bandarenka, A. S. AU - Schuhmann, W. JF - Phys. Chem. Chem. Phys. PY - 2015/// VL - 17 SP - 8349 EP - 8355 DO - 10.1039/c4cp04791e ER - TY - JOUR AU - Stoffelsma, C. AU - Rodriguez, P. AU - Garcia, G. AU - Garcia-Araez, N. AU - Strmcnik, D. AU - Marković, N. M. AU - Koper, M. T. M. JF - J. Am. Chem. Soc. PY - 2010/// VL - 132 SP - 16127 EP - 16133 DO - 10.1021/ja106389k ER - TY - JOUR AU - Previdello, B. A. F. AU - Machado, E. G. AU - Varela, H. JF - RSC Adv. PY - 2014/// VL - 4 SP - 15271 EP - 15275 DO - 10.1039/C4RA00769G ER - TY - JOUR AU - Sitta, E. AU - Batista, B. C. AU - Varela, H. JF - Chem. Commun. PY - 2011/// VL - 47 SP - 3775 EP - 3777 DO - 10.1039/c0cc05353h ER - TY - JOUR AU - Sitta, E. AU - Nagao, R. AU - Kiss, I. Z. AU - Varela, H. JF - J. Phys. Chem. C PY - 2015/// VL - 119 SP - 1464 EP - 1472 DO - 10.1021/jp5105505 ER - TY - JOUR AU - Hiltrop, D. AU - Masa, J. AU - Maljusch, A. AU - Xia, W. AU - Schuhmann, W. AU - Muhler, M. JF - Electrochem. Commun. PY - 2016/// VL - 63 SP - 30 EP - 33 DO - 10.1016/j.elecom.2015.11.010 ER - TY - JOUR AU - Chen, P. AU - Chew, L. M. AU - Kostka, A. AU - Muhler, M. AU - Xia, W. JF - Catal. Sci. Technol. PY - 2013/// VL - 3 SP - 1964 EP - 1971 DO - 10.1039/c3cy00097d ER - TY - JOUR AU - Hiltrop, D. AU - Masa, J. AU - Botz, A. J. R. AU - Lindner, A. AU - Schuhmann, W. AU - Muhler, M. JF - Anal. Chem. PY - 2017/// VL - 89 SP - 4367 EP - 4372 DO - 10.1021/acs.analchem.6b03732 ER - TY - JOUR AU - Rotzinger, F. P. AU - Kesselman-Truttmann, J. M. AU - Hug, S. J. AU - Shklover, V. AU - Grätzel, M. JF - J. Phys. Chem. B PY - 2004/// VL - 108 SP - 5004 EP - 5017 DO - 10.1021/jp0360974 ER - TY - JOUR AU - Zalineeva, A. AU - Serov, A. AU - Padilla, M. AU - Martinez, U. AU - Artyushkova, K. AU - Baranton, S. AU - Coutanceau, C. AU - Atanassov, P. B. JF - Appl. Catal., B PY - 2015/// VL - 176–177 SP - 429 EP - 435 DO - 10.1016/j.apcatb.2015.04.037 ER - TY - JOUR AU - Zalineeva, A. AU - Baranton, S. AU - Coutanceau, C. JF - Electrochim. Acta PY - 2015/// VL - 176 SP - 705 EP - 717 DO - 10.1016/j.electacta.2015.07.073 ER - TY - JOUR AU - Gosselink, R. W. AU - Xia, W. AU - Muhler, M. AU - de Jong, K. P. AU - Bitter, J. H. JF - ACS Catal. PY - 2013/// VL - 3 SP - 2397 EP - 2402 DO - 10.1021/cs400478q ER - TY - JOUR AU - Dong, W. AU - Chen, P. AU - Xia, W. AU - Weide, P. AU - Ruland, H. AU - Kostka, A. AU - Köhler, K. AU - Muhler, M. JF - ChemCatChem PY - 2016/// VL - 8 SP - 1269 EP - 1273 DO - 10.1002/cctc.201501379 ER -