Nyckelskillnaden mellan fotokatalys och elektrokatalys är att under fotokatalys domineras katalytisk reaktionsbehandling av fotoinducerade elektriska bärare, medan under elektrokatalys domineras katalytisk reaktionsbehandling av externa kretsinducerade bärare.
Fotokatalys är en fotoaktiverad kemisk reaktion som uppstår när fria radikalmekanismer initieras med kontakten mellan föreningen och fotoner som har tillräckliga energinivåer. Elektrokatalys, å andra sidan, är en typ av heterogen katalys av elektrokemiska reaktioner som sker vid elektrod-elektrolytgränsytan.
Vad är fotokatalys?
Fotokatalys är en fotoaktiverad kemisk reaktion som uppstår när fria radikalmekanismer initieras med kontakten mellan föreningen och fotoner som har tillräckliga energinivåer. Det är en typ av accelerationsreaktion av en fotoreaktion i närvaro av en katalysator. Vid katalyserad fotolys absorberas ljuset av ett adsorberat substrat. Det finns en annan typ som kallas fotogenererad katalys. Det är den fotokatalytiska aktiviteten som beror på katalysatorns förmåga att skapa några elektron-hålpar. Dessa par kan generera fria radikaler såsom hydroxylradikaler som kan genomgå sekundära reaktioner. Den första praktiska tillämpningen av denna process var upptäckten av vattenelektrolys i närvaro av titandioxid.
Figur 01: Användning av fotokatalys
Det finns två huvudtyper av fotokatalys: homogen och heterogen fotokatalys. I homogen fotokatalys existerar reaktanter och fotokatalysatorer i samma fas. De vanligaste exemplen på denna typ av reaktion inkluderar ozon- och foto-Fenton-system. I motsats härtill, vid heterogen fotokatalys, existerar reaktanterna och fotokatalysatorerna i olika faser. Några vanliga exempel på denna typ av reaktion inkluderar milda eller totala oxidationer, dehydreringar, väteöverföringsreaktioner, etc.
Vad är elektrokatalys?
Elektrokatalys kan beskrivas som heterogen katalys av elektrokemiska reaktioner som sker vid elektrod-elektrolytgränsytan. I denna process spelas rollerna som både elektrondonator-acceptor och katalysator av elektroden.
Figur 02: Använda en platinakatod för att mäta stabiliteten hos en elektrokatalysator
En elektrokatalysator är en typ av katalysatorsubstans som kan delta i elektrokemiska reaktioner. Dessa ämnen är specifika former av katalysatorer som kan fungera på elektrodytan. Typiskt är en elektrokatalysator heterogen, t.ex. platinerad elektrod. Det finns också homogena elektrokatalysatorer. Dessa är lösliga och de kan hjälpa till vid överföringen av elektroner mellan elektroden och reaktanterna. De kan också underlätta en mellanliggande kemisk omvandling som vi kan beskriva med den övergripande halvreaktionen.
Vad är skillnaden mellan fotokatalys och elektrokatalys?
Fotokatalys är en fotoaktiverad kemisk reaktion som uppstår när fria radikalmekanismer initieras med kontakten mellan föreningen och fotoner som har tillräckliga energinivåer. Elektrokatalys, å andra sidan, är en typ av heterogen katalys av elektrokemiska reaktioner som inträffar vid elektrod-elektrolytgränsytan. Den viktigaste skillnaden mellan fotokatalys och elektrokatalys är att katalytisk reaktionsbearbetning i fotokatalys domineras av fotoinducerade elektriska bärare, medan katalytisk reaktionsbearbetning i elektrolys domineras av externa kretsinducerade bärare. Dessutom använder fotokatalys fotokatalysatorer som zinkoxid, zinksulfid, kadmiumsulfid och strontiumperoxid medan elektrokatalys använder kolnanorör och grafenbaserade material, metallorganiska ramverk, etc.
Infografiken nedan visar skillnaderna mellan fotokatalys och elektrokatalys i tabellform för jämförelse sida vid sida.
Sammanfattning – Fotokatalys vs elektrokatalys
Fotokatalys och elektrokatalys är viktiga analytiska processer inom kemin. Den viktigaste skillnaden mellan fotokatalys och elektrokatalys är att under fotokatalys domineras katalytisk reaktionsbearbetning av fotoinducerade elektriska bärare, medan under elektrokatalys domineras katalytisk reaktionsbearbetning av externa kretsinducerade bärare.
