Фотокатализ бен электрокатализдің негізгі айырмашылығы мынада: фотокатализ кезінде каталитикалық реакцияны өңдеуде фотоиндукцияланған электр тасымалдаушылар басым болады, ал электрокатализ кезінде каталитикалық реакцияны өңдеуде сыртқы тізбек индукцияланған тасымалдаушылар басым болады.
Фотокатализ – жеткілікті энергия деңгейлері бар қосылыс пен фотондар арасындағы байланыста бос радикалдар механизмдері іске қосылған кезде пайда болатын фотобелсендірілген химиялық реакция. Электрокатализ, керісінше, электрод-электролит интерфейсінде болатын электрохимиялық реакциялардың гетерогенді катализінің бір түрі.
Фотокатализ дегеніміз не?
Фотокатализ – жеткілікті энергия деңгейлері бар қосылыс пен фотондар арасындағы байланыста бос радикалдар механизмдері іске қосылған кезде пайда болатын фотобелсендірілген химиялық реакция. Бұл катализатор қатысында фотореакцияның үдеу реакциясының бір түрі. Катализделген фотолизде жарық адсорбцияланған субстратпен жұтылады. Фотогенерацияланған катализ деп аталатын тағы бір түрі бар. Бұл катализатордың кейбір электронды-тесік жұптарын құру қабілетіне байланысты фотокаталитикалық белсенділік. Бұл жұптар қайталама реакцияларға түсуге қабілетті гидроксил радикалдары сияқты бос радикалдарды тудыруы мүмкін. Бұл процестің бірінші практикалық қолданылуы титан диоксидінің қатысуымен судың электролизінің ашылуы болды.
01-сурет: Фотокатализді пайдалану
Фотокатализдің екі негізгі түрі бар: гомогенді және гетерогенді фотокатализ. Гомогенді фотокатализде әрекеттесуші заттар мен фотокатализаторлар бір фазада болады. Реакцияның бұл түрінің ең көп тараған мысалдарына озон және фото-Фентон жүйелері жатады. Керісінше, гетерогенді фотокатализде әрекеттесуші заттар мен фотокатализаторлар әртүрлі фазаларда болады. Реакцияның бұл түрінің кейбір жалпы мысалдарына жұмсақ немесе толық тотығулар, дегидрлеу, сутегі тасымалдау реакциялары, т.б. жатады.
Электрокатализ дегеніміз не?
Электрокатализді электрод-электролит интерфейсінде болатын электрохимиялық реакциялардың гетерогенді катализі ретінде сипаттауға болады. Бұл процесте электрод-донор-акцептордың да, катализатордың да рөлін электрод атқарады.
02-сурет: электрокатализатордың тұрақтылығын өлшеу үшін платина катодын пайдалану
Электрокатализатор – электрохимиялық реакцияларға қатыса алатын катализатор затының бір түрі. Бұл заттар электрод бетінде жұмыс істеуге қабілетті катализаторлардың ерекше формалары болып табылады. Әдетте, электрокатализатор гетерогенді, мысалы. платинизацияланған электрод. Біртекті электрокатализаторлар да бар. Олар ериді және олар электрод пен реактивтер арасында электрондарды тасымалдауға көмектеседі. Олар сондай-ақ жалпы жартылай реакция арқылы сипаттауға болатын аралық химиялық трансформацияны жеңілдете алады.
Фотокатализ бен электрокатализдің айырмашылығы неде?
Фотокатализ – бос радикалдар механизмдері қосылыс пен жеткілікті энергия деңгейлері бар фотондар арасындағы байланыста басталған кезде пайда болатын фотобелсендірілген химиялық реакция. Ал электрокатализ, керісінше, электрод-электролит интерфейсінде жүретін электрохимиялық реакциялардың гетерогенді катализінің бір түрі болып табылады. Фотокатализ бен электрокатализдің басты айырмашылығы мынада: фотокатализдегі каталитикалық реакцияны өңдеуде фотоиндукцияланған электр тасымалдаушылар басым болады, ал электролиздегі каталитикалық реакцияны өңдеуде сыртқы тізбектен туындаған тасымалдаушылар басым болады. Сонымен қатар, фотокатализ мырыш оксиді, мырыш сульфиді, кадмий сульфиді және стронций асқын тотығы сияқты фотокатализаторларды пайдаланады, ал электрокатализ көміртекті нанотүтіктерді және графен негізіндегі материалдарды, металл-органикалық құрылымдарды және т.б. пайдаланады.
Төмендегі инфографика фотокатализ мен электрокатализ арасындағы айырмашылықтарды қатар салыстыру үшін кесте түрінде ұсынады.
Қорытынды – Фотокатализ және электрокатализ
Фотокатализ және электрокатализ химиядағы маңызды аналитикалық процестер болып табылады. Фотокатализ бен электрокатализдің басты айырмашылығы мынада: фотокатализ кезінде каталитикалық реакцияны өңдеуде фотоиндукцияланған электр тасымалдаушылар басым болады, ал электрокатализ кезінде каталитикалық реакцияны өңдеуде сыртқы тізбек индукцияланған тасымалдаушылар басым болады.
