Ključna razlika med fotokatalizo in elektrokatalizo je v tem, da med fotokatalizo katalitsko reakcijsko obdelavo prevladujejo fotoinducirani električni nosilci, medtem ko med elektrokatalizo katalitsko reakcijsko obdelavo prevladujejo zunanji tokokrogi inducirani nosilci.
Fotokataliza je foto-aktivirana kemična reakcija, ki se pojavi, ko se sprožijo mehanizmi prostih radikalov s stikom med spojino in fotoni, ki imajo zadostno raven energije. Po drugi strani pa je elektrokataliza vrsta heterogene katalize elektrokemičnih reakcij, ki poteka na meji med elektrodo in elektrolitom.
Kaj je fotokataliza?
Fotokataliza je foto-aktivirana kemična reakcija, ki se pojavi, ko se sprožijo mehanizmi prostih radikalov s stikom med spojino in fotoni, ki imajo zadostno raven energije. Je vrsta reakcije pospeševanja fotoreakcije v prisotnosti katalizatorja. Pri katalizirani fotolizi svetlobo absorbira adsorbirana podlaga. Obstaja še ena vrsta, znana kot fotogenerirana kataliza. Fotokatalitska aktivnost je odvisna od sposobnosti katalizatorja, da ustvari nekaj parov elektron-luknja. Ti pari lahko ustvarijo proste radikale, kot so hidroksilni radikali, ki so lahko podvrženi sekundarnim reakcijam. Prva praktična uporaba tega postopka je bilo odkritje elektrolize vode v prisotnosti titanovega dioksida.
Slika 01: Uporaba fotokatalize
Obstajata dve glavni vrsti fotokatalize: homogena in heterogena fotokataliza. Pri homogeni fotokatalizi so reaktanti in fotokatalizatorji v isti fazi. Najpogostejši primeri te vrste reakcije so ozon in foto-Fenton sistemi. Nasprotno pa pri heterogeni fotokatalizi reaktanti in fotokatalizatorji obstajajo v različnih fazah. Nekateri pogosti primeri te vrste reakcij vključujejo blage ali popolne oksidacije, dehidrogenacije, reakcije prenosa vodika itd.
Kaj je elektrokataliza?
Elektrokatalizo lahko opišemo kot heterogeno katalizo elektrokemičnih reakcij, ki potekajo na meji med elektrodo in elektrolitom. V tem procesu ima elektroda vlogo donorja-akceptorja elektronov in katalizatorja.
Slika 02: Uporaba platinaste katode za merjenje stabilnosti elektrokatalizatorja
Elektrokatalizator je vrsta katalizatorske snovi, ki lahko sodeluje v elektrokemičnih reakcijah. Te snovi so posebne oblike katalizatorjev, ki lahko delujejo na površini elektrode. Običajno je elektrokatalizator heterogen, npr. platinirana elektroda. Obstajajo tudi homogeni elektrokatalizatorji. Ti so topni in lahko pomagajo pri prenosu elektronov med elektrodo in reaktanti. Prav tako lahko olajšajo vmesno kemijsko transformacijo, ki jo lahko opišemo s celotno polovično reakcijo.
Kakšna je razlika med fotokatalizo in elektrokatalizo?
Fotokataliza je foto-aktivirana kemična reakcija, ki se pojavi, ko se sprožijo mehanizmi prostih radikalov s stikom med spojino in fotoni, ki imajo zadostno raven energije. Po drugi strani pa je elektrokataliza vrsta heterogene katalize elektrokemičnih reakcij, ki potekajo na meji med elektrodo in elektrolitom. Ključna razlika med fotokatalizo in elektrokatalizo je v tem, da pri procesiranju katalitskih reakcij pri fotokatalizi prevladujejo fotoinducirani električni nosilci, medtem ko pri procesiranju katalitskih reakcij pri elektrolizi prevladujejo nosilci, ki jih povzročajo zunanji tokokrogi. Poleg tega fotokataliza uporablja fotokatalizatorje, kot so cinkov oksid, cinkov sulfid, kadmijev sulfid in stroncijev peroksid, medtem ko elektrokataliza uporablja ogljikove nanocevke in materiale na osnovi grafena, kovinsko-organska ogrodja itd.
Spodnja infografika prikazuje razlike med fotokatalizo in elektrokatalizo v obliki tabele za vzporedno primerjavo.
Povzetek – fotokataliza proti elektrokatalizi
Fotokataliza in elektrokataliza sta pomembna analitska procesa v kemiji. Ključna razlika med fotokatalizo in elektrokatalizo je v tem, da med fotokatalizo pri procesiranju katalitskih reakcij prevladujejo fotoinducirani električni nosilci, medtem ko med elektrokatalizo pri procesiranju katalitskih reakcij prevladujejo nosilci, ki jih povzročajo zunanji tokokrogi.
