Ключевое различие между фотокатализом и электрокатализом заключается в том, что во время фотокатализа в каталитической реакции преобладают фотоиндуцированные электрические носители, тогда как во время электрокатализа в каталитической реакции преобладают носители, индуцированные внешней цепью.
Фотокатализ - это фотоактивируемая химическая реакция, которая происходит, когда свободнорадикальные механизмы инициируются при контакте между соединением и фотонами, имеющими достаточный уровень энергии. Электрокатализ, с другой стороны, представляет собой тип гетерогенного катализа электрохимических реакций, происходящих на границе раздела электрод-электролит.
Что такое фотокатализ?
Фотокатализ - это фотоактивируемая химическая реакция, которая происходит, когда свободнорадикальные механизмы инициируются при контакте между соединением и фотонами, имеющими достаточный уровень энергии. Это тип реакции ускорения фотореакции в присутствии катализатора. При катализируемом фотолизе свет поглощается адсорбированным субстратом. Существует еще один тип, известный как фотогенерированный катализ. Именно фотокаталитическая активность зависит от способности катализатора создавать некоторые электронно-дырочные пары. Эти пары могут генерировать свободные радикалы, такие как гидроксильные радикалы, способные вступать во вторичные реакции. Первым практическим применением этого процесса было открытие электролиза воды в присутствии диоксида титана.
Рисунок 01: Использование фотокатализа
Существуют два основных типа фотокатализа: гомогенный и гетерогенный фотокатализ. При гомогенном фотокатализе реагенты и фотокатализаторы находятся в одной фазе. Наиболее распространенные примеры этого типа реакции включают системы озона и фотофентона. Напротив, при гетерогенном фотокатализе реагенты и фотокатализаторы существуют в разных фазах. Некоторые распространенные примеры этого типа реакции включают слабое или полное окисление, дегидрирование, реакции переноса водорода и т. д.
Что такое электрокатализ?
Электрокатализ можно описать как гетерогенный катализ электрохимических реакций, происходящих на границе раздела электрод-электролит. В этом процессе роль как донора-акцептора электронов, так и катализатора играет электрод.
Рисунок 02. Использование платинового катода для измерения стабильности электрокатализатора
Электрокатализатор – это тип каталитического вещества, которое может участвовать в электрохимических реакциях. Эти вещества представляют собой специфические формы катализаторов, которые способны функционировать на поверхности электрода. Обычно электрокатализатор является гетерогенным, т.е. платинированный электрод. Существуют также гомогенные электрокатализаторы. Они растворимы и могут способствовать переносу электронов между электродом и реагентами. Они также могут способствовать промежуточному химическому превращению, которое мы можем описать общей полуреакцией.
В чем разница между фотокатализом и электрокатализом?
Фотокатализ - это фотоактивируемая химическая реакция, которая происходит, когда свободнорадикальные механизмы инициируются при контакте между соединением и фотонами, обладающими достаточными энергетическими уровнями. Электрокатализ, с другой стороны, представляет собой тип гетерогенного катализа электрохимических реакций, происходящих на границе раздела электрод-электролит. Ключевое различие между фотокатализом и электрокатализом заключается в том, что в процессе каталитической реакции при фотокатализе преобладают фотоиндуцированные электрические носители, тогда как в процессе каталитической реакции при электролизе преобладают носители, индуцированные внешней цепью. Кроме того, в фотокатализе используются фотокатализаторы, такие как оксид цинка, сульфид цинка, сульфид кадмия и пероксид стронция, тогда как в электрокатализе используются углеродные нанотрубки и материалы на основе графена, металлоорганические каркасы и т. д.
Приведенная ниже инфографика представляет различия между фотокатализом и электрокатализом в табличной форме для параллельного сравнения.
Резюме – фотокатализ против электрокатализа
Фотокатализ и электрокатализ являются важными аналитическими процессами в химии. Ключевое различие между фотокатализом и электрокатализом заключается в том, что во время фотокатализа в каталитической реакции преобладают фотоиндуцированные электрические носители, тогда как во время электрокатализа в каталитической реакции преобладают носители, индуцированные внешней цепью.
