Galvenā atšķirība starp fotokatalīzi un elektrokatalīzi ir tāda, ka fotokatalīzes laikā katalītiskās reakcijas apstrādē dominē fotoinducēti elektriskie nesēji, savukārt elektrokatalīzes laikā katalītiskās reakcijas apstrādē dominē ārējās ķēdes izraisīti nesēji.
Fotokatalīze ir fotoaktivēta ķīmiska reakcija, kas notiek, kad tiek uzsākti brīvo radikāļu mehānismi, saskaroties ar savienojumu un fotoniem ar pietiekamu enerģijas līmeni. No otras puses, elektrokatalīze ir elektroķīmisko reakciju neviendabīgas katalīzes veids, kas notiek elektroda-elektrolīta saskarnē.
Kas ir fotokatalīze?
Fotokatalīze ir fotoaktivēta ķīmiska reakcija, kas notiek, kad tiek uzsākti brīvo radikāļu mehānismi, saskaroties ar savienojumu un fotoniem ar pietiekamu enerģijas līmeni. Tas ir fotoreakcijas paātrinājuma reakcijas veids katalizatora klātbūtnē. Katalizētā fotolīzē gaismu absorbē adsorbēts substrāts. Ir vēl viens veids, kas pazīstams kā fotoģenerēta katalīze. Tā ir fotokatalītiskā aktivitāte, kas ir atkarīga no katalizatora spējas izveidot dažus elektronu caurumu pārus. Šie pāri var radīt brīvos radikāļus, piemēram, hidroksilradikāļus, kas spēj iziet sekundāras reakcijas. Pirmais šī procesa praktiskais pielietojums bija ūdens elektrolīzes atklāšana titāna dioksīda klātbūtnē.
Attēls 01: Fotokatalīzes izmantošana
Ir divi galvenie fotokatalīzes veidi: homogēnā un neviendabīgā fotokatalīze. Homogēnā fotokatalīzē reaģenti un fotokatalizatori pastāv vienā un tajā pašā fāzē. Visbiežāk sastopamie šāda veida reakciju piemēri ir ozona un fotofentona sistēmas. Turpretim neviendabīgā fotokatalīzē reaģenti un fotokatalizatori pastāv dažādās fāzēs. Daži izplatīti šāda veida reakciju piemēri ir viegla vai pilnīga oksidēšana, dehidrogenēšana, ūdeņraža pārneses reakcijas utt.
Kas ir elektrokatalīze?
Elektrokatalīzi var raksturot kā neviendabīgu elektroķīmisko reakciju katalīzi, kas notiek elektroda-elektrolīta saskarnē. Šajā procesā gan elektronu donora-akceptora, gan katalizatora lomu pilda elektrods.
Attēls 02: Platīna katoda izmantošana elektrokatalizatora stabilitātes mērīšanai
Elektrokatalizators ir katalizatora vielas veids, kas var piedalīties elektroķīmiskās reakcijās. Šīs vielas ir īpašas katalizatoru formas, kas spēj darboties uz elektrodu virsmas. Parasti elektrokatalizators ir neviendabīgs, piem. platinizēts elektrods. Ir arī viendabīgi elektrokatalizatori. Tie ir šķīstoši, un tie var palīdzēt pārvietot elektronus starp elektrodu un reaģentiem. Tie var arī veicināt starpposma ķīmisko transformāciju, ko mēs varam aprakstīt ar kopējo pusreakciju.
Kāda ir atšķirība starp fotokatalīzi un elektrokatalīzi?
Fotokatalīze ir fotoaktivēta ķīmiska reakcija, kas notiek, kad brīvo radikāļu mehānismi uzsāk kontaktu starp savienojumu un fotoniem ar pietiekamu enerģijas līmeni. No otras puses, elektrokatalīze ir neviendabīgas elektroķīmisko reakciju katalīzes veids, kas notiek elektroda-elektrolīta saskarnē. Galvenā atšķirība starp fotokatalīzi un elektrokatalīzi ir tāda, ka katalītiskās reakcijas apstrādē fotokatalīzē dominē fotoinducēti elektriskie nesēji, savukārt katalītiskās reakcijas apstrādē elektrolīzē dominē ārējās ķēdes izraisīti nesēji. Turklāt fotokatalīzē tiek izmantoti fotokatalizatori, piemēram, cinka oksīds, cinka sulfīds, kadmija sulfīds un stroncija peroksīds, savukārt elektrokatalīze izmanto oglekļa nanocaurules un materiālus uz grafēna bāzes, metālu-organisko karkasu utt.
Tālāk esošajā infografikā tabulas veidā ir parādītas atšķirības starp fotokatalīzi un elektrokatalīzi, lai tos varētu salīdzināt.
Kopsavilkums - fotokatalīze pret elektrokatalīzi
Fotokatalīze un elektrokatalīze ir svarīgi analītiskie procesi ķīmijā. Galvenā atšķirība starp fotokatalīzi un elektrokatalīzi ir tāda, ka fotokatalīzes laikā katalītiskās reakcijas apstrādē dominē fotoinducēti elektriskie nesēji, savukārt elektrokatalīzes laikā katalītiskās reakcijas apstrādē dominē ārējās ķēdes izraisītie nesēji.
