Ֆոտոկատալիզի և էլեկտրակատալիզի հիմնական տարբերությունն այն է, որ ֆոտոկատալիզի ընթացքում կատալիտիկ ռեակցիայի մշակման մեջ գերակշռում են ֆոտոառաջադրված էլեկտրական կրիչները, մինչդեռ էլեկտրակատալիզի ժամանակ կատալիտիկ ռեակցիայի մշակման մեջ գերակշռում են արտաքին միացումից առաջացած կրիչները::
Ֆոտոկատալիզը ֆոտոակտիվացված քիմիական ռեակցիա է, որը տեղի է ունենում, երբ ազատ ռադիկալների մեխանիզմները սկսվում են միացության և էներգիայի բավարար մակարդակ ունեցող ֆոտոնների միջև շփման հետ: Էլեկտրոկատալիզը, մյուս կողմից, էլեկտրաքիմիական ռեակցիաների տարասեռ կատալիզացիայի տեսակ է, որը տեղի է ունենում էլեկտրոդ-էլեկտրոլիտ միջերեսում:
Ի՞նչ է ֆոտոկատալիզը:
Ֆոտոկատալիզը ֆոտոակտիվացված քիմիական ռեակցիա է, որը տեղի է ունենում, երբ ազատ ռադիկալների մեխանիզմները սկսվում են միացության և էներգիայի բավարար մակարդակ ունեցող ֆոտոնների միջև շփման հետ: Կատալիզատորի առկայության դեպքում ֆոտոռեակցիայի արագացման ռեակցիայի տեսակ է։ Կատալիզացված ֆոտոլիզի ժամանակ լույսը կլանում է ներծծված ենթաշերտը: Կա մեկ այլ տեսակ, որը հայտնի է որպես ֆոտոգեներացված կատալիզ: Դա ֆոտոկատալիտիկ ակտիվությունն է, որը կախված է կատալիզատորի կարողությունից՝ ստեղծելու որոշ էլեկտրոն-անցք զույգեր։ Այս զույգերը կարող են առաջացնել ազատ ռադիկալներ, ինչպիսիք են հիդրոքսիլ ռադիկալները, որոնք ունակ են երկրորդական ռեակցիաների ենթարկվել: Այս գործընթացի առաջին գործնական կիրառումը ջրի էլեկտրոլիզի հայտնաբերումն էր տիտանի երկօքսիդի առկայության դեպքում:
Նկար 01. Ֆոտոկատալիզի օգտագործում
Կա ֆոտոկատալիզի երկու հիմնական տեսակ՝ համասեռ և տարասեռ ֆոտոկատալիզի: Համասեռ ֆոտոկատալիզի ժամանակ ռեակտիվները և ֆոտոկատալիզատորները գոյություն ունեն նույն փուլում: Այս տեսակի ռեակցիաների ամենատարածված օրինակներն են օզոնային և ֆոտոֆենտոն համակարգերը: Ի հակադրություն, տարասեռ ֆոտոկատալիզի ժամանակ ռեակտիվները և ֆոտոկատալիզատորները գոյություն ունեն տարբեր փուլերում: Այս տեսակի ռեակցիաների որոշ ընդհանուր օրինակներ ներառում են մեղմ կամ ամբողջական օքսիդացումներ, ջրազրկում, ջրածնի փոխանցման ռեակցիաներ և այլն:
Ի՞նչ է էլեկտրոկատալիզը:
Էլեկտրոկատալիզը կարելի է բնութագրել որպես էլեկտրաքիմիական ռեակցիաների տարասեռ կատալիզ, որը տեղի է ունենում էլեկտրոդ-էլեկտրոլիտ միջերեսում: Այս գործընթացում և՛ էլեկտրոնների դոնոր-ընդունիչի, և՛ կատալիզատորի դերերը խաղում են էլեկտրոդը:
Նկար 02. Օգտագործելով պլատինե կաթոդ՝ էլեկտրակատալիզատորի կայունությունը չափելու համար
Էլեկտրակատալիզատորը կատալիզատոր նյութի տեսակ է, որը կարող է մասնակցել էլեկտրաքիմիական ռեակցիաներին: Այս նյութերը կատալիզատորների հատուկ ձևեր են, որոնք ունակ են գործել էլեկտրոդի մակերեսին: Սովորաբար, էլեկտրակատալիզատորը տարասեռ է, օրինակ. պլատինացված էլեկտրոդ: Կան նաև միատարր էլեկտրակատալիզատորներ։ Սրանք լուծելի են և կարող են նպաստել էլեկտրոնների փոխանցմանը էլեկտրոդի և ռեակտիվ նյութերի միջև: Նրանք կարող են նաև նպաստել միջանկյալ քիմիական փոխակերպմանը, որը մենք կարող ենք նկարագրել ընդհանուր կիսա-ռեակցիայի միջոցով:
Ո՞րն է տարբերությունը ֆոտոկատալիզի և էլեկտրոկատալիզի միջև:
Ֆոտոկատալիզը ֆոտոակտիվացված քիմիական ռեակցիա է, որը տեղի է ունենում, երբ ազատ ռադիկալների մեխանիզմները սկսվում են միացության և էներգիայի բավարար մակարդակ ունեցող ֆոտոնների միջև շփման հետ:Մյուս կողմից, էլեկտրակատալիզը էլեկտրաքիմիական ռեակցիաների տարասեռ կատալիզացման տեսակ է, որը տեղի է ունենում էլեկտրոդ-էլեկտրոլիտ միջերեսում: Ֆոտոկատալիզի և էլեկտրակատալիզի հիմնական տարբերությունն այն է, որ ֆոտոկատալիզի կատալիտիկ ռեակցիայի մշակումը գերակշռում է ֆոտոինդուկտացված էլեկտրական կրիչների կողմից, մինչդեռ էլեկտրոլիզի մեջ կատալիտիկ ռեակցիայի մշակումը գերակշռում է արտաքին միացումով առաջացած կրիչների կողմից: Ավելին, ֆոտոկատալիզի համար օգտագործվում են ֆոտոկատալիզատորներ, ինչպիսիք են ցինկի օքսիդը, ցինկի սուլֆիդը, կադմիումի սուլֆիդը և ստրոնցիումի պերօքսիդը, մինչդեռ էլեկտրակատալիզի համար օգտագործվում են ածխածնային նանոխողովակներ և գրաֆենի վրա հիմնված նյութեր, մետաղական օրգանական շրջանակներ և այլն:
Ստորև բերված ինֆոգրաֆիկան ներկայացնում է ֆոտոկատալիզի և էլեկտրակատալիզի տարբերությունները աղյուսակային տեսքով՝ կողք կողքի համեմատելու համար:
Ամփոփում – Ֆոտոկատալիզի ընդդեմ էլեկտրոկատալիզի
Ֆոտոկատալիզը և էլեկտրակատալիզը կարևոր վերլուծական գործընթացներ են քիմիայում: Ֆոտոկատալիզի և էլեկտրակատալիզի հիմնական տարբերությունն այն է, որ ֆոտոկատալիզի ընթացքում կատալիտիկ ռեակցիայի մշակումը գերակշռում է ֆոտոինդուկտացված էլեկտրական կրիչների կողմից, մինչդեռ էլեկտրակատալիզի ընթացքում կատալիտիկ ռեակցիայի մշակումը գերակշռում է արտաքին միացումով առաջացած կրիչների կողմից:
