ფოტოკატალიზსა და ელექტროკატალიზს შორის მთავარი განსხვავება ისაა, რომ ფოტოკატალიზის დროს კატალიზური რეაქციის დამუშავებაში დომინირებს ფოტოინდუცირებული ელექტრული მატარებლები, მაშინ როცა ელექტროკატალიზის დროს კატალიზური რეაქციის დამუშავებაში დომინირებს გარე წრედით გამოწვეული მატარებლები..
ფოტოკატალიზი არის ფოტოგააქტიურებული ქიმიური რეაქცია, რომელიც ხდება მაშინ, როდესაც თავისუფალი რადიკალების მექანიზმები იწყება ნაერთსა და ფოტონებს შორის, რომლებსაც აქვთ საკმარისი ენერგიის დონეები. ელექტროკატალიზი, მეორეს მხრივ, არის ელექტროქიმიური რეაქციების ჰეტეროგენული კატალიზის ტიპი, რომელიც ხდება ელექტროდი-ელექტროლიტის ინტერფეისზე.
რა არის ფოტოკატალიზი?
ფოტოკატალიზი არის ფოტოგააქტიურებული ქიმიური რეაქცია, რომელიც ხდება მაშინ, როდესაც თავისუფალი რადიკალების მექანიზმები იწყება ნაერთსა და ფოტონებს შორის, რომლებსაც აქვთ საკმარისი ენერგიის დონეები. ეს არის ფოტორეაქციის აჩქარების რეაქციის ტიპი კატალიზატორის თანდასწრებით. კატალიზებული ფოტოლიზის დროს სინათლე შეიწოვება ადსორბირებული სუბსტრატის მიერ. არსებობს კიდევ ერთი ტიპი, რომელიც ცნობილია როგორც ფოტოგენერირებული კატალიზი. ეს არის ფოტოკატალიტიკური აქტივობა, რომელიც დამოკიდებულია კატალიზატორის უნარზე, შექმნას ელექტრონულ-ხვრელების წყვილი. ამ წყვილებს შეუძლიათ წარმოქმნან თავისუფალი რადიკალები, როგორიცაა ჰიდროქსილის რადიკალები, რომლებსაც შეუძლიათ მეორადი რეაქციების გავლა. ამ პროცესის პირველი პრაქტიკული გამოყენება იყო წყლის ელექტროლიზის აღმოჩენა ტიტანის დიოქსიდის თანდასწრებით.
სურათი 01: ფოტოკატალიზის გამოყენება
არსებობს ფოტოკატალიზის ორი ძირითადი ტიპი: ჰომოგენური და ჰეტეროგენული ფოტოკატალიზი. ჰომოგენური ფოტოკატალიზის დროს რეაქტორები და ფოტოკატალიზატორები ერთსა და იმავე ფაზაშია. ამ ტიპის რეაქციის ყველაზე გავრცელებული მაგალითებია ოზონის და ფოტო-ფენტონის სისტემები. ამის საპირისპიროდ, ჰეტეროგენული ფოტოკატალიზის დროს, რეაქტორები და ფოტოკატალიზატორები სხვადასხვა ფაზაშია. ამ ტიპის რეაქციის ზოგიერთი გავრცელებული მაგალითია მსუბუქი ან მთლიანი დაჟანგვა, დეჰიდროგენაცია, წყალბადის გადაცემის რეაქციები და ა.შ.
რა არის ელექტროკატალიზი?
ელექტროკატალიზი შეიძლება შეფასდეს, როგორც ელექტროქიმიური რეაქციების ჰეტეროგენული კატალიზი, რომელიც ხდება ელექტროდი-ელექტროლიტის ინტერფეისზე. ამ პროცესში, როგორც ელექტრონის დონორი-მიმღები, ისე კატალიზატორის როლს ასრულებს ელექტროდი.
სურათი 02: პლატინის კათოდის გამოყენება ელექტროკატალიზატორის სტაბილურობის გასაზომად
ელექტროკატალიზატორი არის კატალიზატორი ნივთიერების ტიპი, რომელსაც შეუძლია მონაწილეობა მიიღოს ელექტროქიმიურ რეაქციებში. ეს ნივთიერებები არის კატალიზატორების სპეციფიკური ფორმები, რომლებსაც შეუძლიათ ფუნქციონირება ელექტროდის ზედაპირზე. როგორც წესი, ელექტროკატალიზატორი ჰეტეროგენულია, მაგ. პლატინირებული ელექტროდი. არსებობს ჰომოგენური ელექტროკატალიზატორებიც. ისინი ხსნადია და მათ შეუძლიათ ხელი შეუწყონ ელექტრონების გადაცემას ელექტროდსა და რეაქტორებს შორის. მათ ასევე შეუძლიათ ხელი შეუწყონ შუალედურ ქიმიურ ტრანსფორმაციას, რომელიც ჩვენ შეგვიძლია აღვწეროთ მთლიანი ნახევრადრეაქციით.
რა განსხვავებაა ფოტოკატალიზსა და ელექტროკატალიზს შორის?
ფოტოკატალიზი არის ფოტოგააქტიურებული ქიმიური რეაქცია, რომელიც ხდება მაშინ, როდესაც თავისუფალი რადიკალების მექანიზმები იწყება ნაერთსა და ფოტონებს შორის, რომლებსაც აქვთ საკმარისი ენერგიის დონეები.თავის მხრივ, ელექტროკატალიზი არის ელექტროქიმიური რეაქციების ჰეტეროგენული კატალიზის ტიპი, რომელიც ხდება ელექტროდი-ელექტროლიტის ინტერფეისზე. ფოტოკატალიზსა და ელექტროკატალიზს შორის მთავარი განსხვავებაა ის, რომ კატალიზური რეაქციის დამუშავება ფოტოკატალიზში დომინირებს ფოტოინდუცირებული ელექტრული მატარებლებით, ხოლო ელექტროლიზში კატალიზური რეაქციის დამუშავება დომინირებს გარე მიკროსქემით გამოწვეული მატარებლებით. გარდა ამისა, ფოტოკატალიზში გამოიყენება ფოტოკატალიზატორები, როგორიცაა თუთიის ოქსიდი, თუთიის სულფიდი, კადმიუმის სულფიდი და სტრონციუმის პეროქსიდი, ხოლო ელექტროკატალიზი იყენებს ნახშირბადის ნანომილებს და გრაფენზე დაფუძნებულ მასალებს, მეტალო-ორგანულ ჩარჩოებს და ა.შ.
ქვემოთ მოცემული ინფოგრაფიკა წარმოგიდგენთ განსხვავებებს ფოტოკატალიზსა და ელექტროკატალიზს შორის ცხრილის სახით გვერდიგვერდ შედარებისთვის.
შეჯამება – ფოტოკატალიზი ელექტროკატალიზის წინააღმდეგ
ფოტოკატალიზი და ელექტროკატალიზი მნიშვნელოვანი ანალიტიკური პროცესებია ქიმიაში. ფოტოკატალიზსა და ელექტროკატალიზს შორის მთავარი განსხვავება ისაა, რომ ფოტოკატალიზის დროს კატალიზური რეაქციის დამუშავებაში დომინირებს ფოტოინდუცირებული ელექტრული მატარებლები, ხოლო ელექტროკატალიზის დროს კატალიზური რეაქციის დამუშავებაში დომინირებს გარე მიკროსქემით გამოწვეული მატარებლები.
