ההבדל העיקרי בין פוטו-קטליזה לאלקטרוקטליזה הוא שבמהלך פוטו-קטליזה, עיבוד התגובה הקטליטית נשלט על ידי נשאים חשמליים המושרים על ידי פוטו, בעוד שבמהלך האלקטרוקטליזה, עיבוד התגובה הקטליטית נשלט על ידי נשאים המושרים על ידי מעגל חיצוני.
Photocatalysis היא תגובה כימית המופעלת על ידי צילום המתרחשת כאשר מנגנוני רדיקלים חופשיים מתחילים עם המגע בין התרכובת לפוטונים בעלי רמות אנרגיה מספקות. אלקטרוקטליזה, לעומת זאת, היא סוג של קטליזה הטרוגנית של תגובות אלקטרוכימיות המתרחשות בממשק האלקטרודה-אלקטרוליט.
מה זה פוטוקטליזה?
Photocatalysis היא תגובה כימית המופעלת על ידי צילום המתרחשת כאשר מנגנוני רדיקלים חופשיים מתחילים עם המגע בין התרכובת לפוטונים בעלי רמות אנרגיה מספקות. זהו סוג של תגובת האצה של photoreaction בנוכחות זרז. בפוטוליזה מזורזת, האור נספג על ידי מצע נספג. קיים סוג נוסף המכונה קטליזה שנוצרה בצילום. הפעילות הפוטוקטליטית היא שתלויה ביכולתו של הזרז ליצור כמה זוגות אלקטרונים-חורים. צמדים אלה יכולים ליצור רדיקלים חופשיים כגון רדיקלים הידרוקסיל המסוגלים לעבור תגובות משניות. היישום המעשי הראשון של תהליך זה היה גילוי אלקטרוליזה של מים בנוכחות דו תחמוצת טיטניום.
איור 01: שימוש בפוטוקטליזה
ישנם שני סוגים עיקריים של פוטו-קטליזה: פוטו-קטליזה הומוגנית והטרוגנית. בפוטו-קטליזה הומוגנית, מגיבים ופוטו-זרזים קיימים באותו שלב. הדוגמאות הנפוצות ביותר לסוג זה של תגובה כוללות מערכות אוזון ופוטו-פנטון. לעומת זאת, בפוטוקטליזה הטרוגנית, המגיבים והפוטו-זרזים קיימים בשלבים שונים. כמה דוגמאות נפוצות לסוג תגובות זה כוללות חמצון מתון או מלא, דהידרוגנציות, תגובות העברת מימן וכו'.
מהי אלקטרוקטליזה?
ניתן לתאר אלקטרוקטליזה כקטליזה הטרוגנית של תגובות אלקטרוכימיות המתרחשות בממשק האלקטרודה-אלקטרוליט. בתהליך זה, התפקידים של תורם אלקטרונים-מקבל וגם של זרז ממלאים על ידי האלקטרודה.
איור 02: שימוש בקתודה פלטינה למדידת היציבות של אלקטרו-זרז
אלקטרו-זרז הוא סוג של חומר זרז שיכול להשתתף בתגובות אלקטרוכימיות. חומרים אלה הם צורות ספציפיות של זרזים המסוגלים לתפקד על פני האלקטרודה. בדרך כלל, זרז חשמלי הוא הטרוגני, למשל. אלקטרודה פלטינה. ישנם גם אלקטרו-זרזים הומוגניים. אלה מסיסים, והם יכולים לסייע בהעברת אלקטרונים בין האלקטרודה למגיבים. הם יכולים גם להקל על טרנספורמציה כימית ביניים שאנו יכולים לתאר לפי חצי התגובה הכוללת.
מה ההבדל בין פוטוקטליזה לאלקטרוקטליזה?
Photocatalysis היא תגובה כימית המופעלת על ידי צילום המתרחשת כאשר מנגנוני רדיקלים חופשיים מתחילים עם המגע בין התרכובת לפוטונים בעלי רמות אנרגיה מספקות.אלקטרוקטליזה, לעומת זאת, היא סוג של קטליזה הטרוגנית של תגובות אלקטרוכימיות המתרחשות בממשק האלקטרודה-אלקטרוליט. ההבדל העיקרי בין פוטו-קטליזה לאלקטרוקטליזה הוא שעיבוד תגובה קטליטי בפוטו-קטליזה נשלט על ידי נשאים חשמליים המושרים על ידי פוטו, בעוד שעיבוד תגובה קטליטי באלקטרוליזה נשלט על ידי נשאים המושרים על ידי מעגלים חיצוניים. יתרה מכך, פוטו-קטליזה משתמשת בפוטו-זרזים כגון תחמוצת אבץ, אבץ גופרתי, קדמיום גופרתי וסטרונציום פרוקסיד, בעוד שבאלקטרוקטליזה נעשה שימוש בצינורות פחמן וחומרים מבוססי גרפן, מסגרות מתכת-אורגניות וכו'.
האינפוגרפיקה שלהלן מציגה את ההבדלים בין פוטו-קטליזה לאלקטרוקטליזה בצורה טבלאית להשוואה זו לצד זו.
סיכום – פוטוקטליזה לעומת אלקטרוקטליזה
פוטוקטליזה ואלקטרוקטליזה הם תהליכים אנליטיים חשובים בכימיה. ההבדל העיקרי בין פוטו-קטליזה לאלקטרוקטליזה הוא שבמהלך פוטו-קטליזה, עיבוד התגובה הקטליטית נשלט על ידי נשאים חשמליים המושרים על ידי פוטו, בעוד שבמהלך האלקטרוקטליזה, עיבוד התגובה הקטליטית נשלט על ידי נשאים המושרים על ידי מעגל חיצוני.
