FOTOKATALİZ – katalizator vә işıq şüasının birgә tәsrindәn kimyәvi reaksiyaların sürәtlәnmәsi. Fotokatalitik reaksiyaların kinetikası üçün katalitik vә fotokimyәvi reaksiyaların qanunauyğunluqları xarakterikdir. İşığın vә ya katalizatorun ayrılıqda tәsiri fotokatalitik reaksiyaların sürәtinә әhәmiyyәtli dәrәcәdә tәsir etmir. F. tәbiәtdә geniş yayılmışdır (bax Fotosintez). Fotokatalitik reaksiyalar aşağıdakı tiplәrә ayrılır:
1) Fotoinduksiyalaşmış kataliz:
Burada hv enerjili (h ̶ Plank sabiti, n ̶şüalanma tezliyi) fotonu udan qeyri-fәal maddә A (preküsor) C katalizatoruna çevrilir; sonuncunun iştirakı ilә S substratın P mәhsuluna çevrilmәsi termiki prosesdir. Şüalanmanın tәsiri kәsildikdәn sonra da reaksiya getdiyinә görә kvant çıxımı φ>1 olur.
2) Fotofәallaşdırılmış kataliz:
(kT – hissәciklәrin istilik hәrәkәtinin enerjisi, T – mütlәq temp-r, k – Bolsman sabiti). Bu daha çox yayılmış prosesdir. Əvvәlki prosesdәn fәrqli olaraq C katalizatoru fotokimyәvi vә ya termiki yolla S substratından P mәhsulunun әmәlә gәlmәsini kataliz edәrәk A preküsora çevrilir. Fotofәallaşdırılmış reaksiyalar şüalanma olmadıqda getmir, onlar üçün φ ≤ 1.
3) Katalitik fotoreaksiyalar:
Katalizator hәyәcanlı vәziyyәtdә olan S* substratı ilә reaksiyaya girir, sonra isә sonuncu P mәhsuluna çevirir. Əvvәlki fotokatalitik proseslәrdәn fәrqli olaraq bu halda fotonu substrat tәrәfindәn birbaşa udulur vә katalizatorun fotoaktivlәşdirilmәsi tәlәb olunmur.
Homogen sistemlәrdә katalizator kimi çox vaxt keçid metalların qeyri-üzvi vә üzvi liqandlı komplekslәri istifadә edilir. Heterogen sistemlәrdә (bәrk cisim–qaz vә ya bәrk cisim–maye) fotokatalizator kimi yarımkeçirici oksidlәr vә ya sulfidlәr (TiO2, ZnO, CdS vә s.), sәthi metalla örtülmüş yarımkeçirici oksidlәr (mәs., Pt/TiO2, Ph/SrTiO3) vә sәthinә oksidlәr çәkilmiş yarımkeçiricilәr (RuO2/TiO2) istifadә edilir. Yarımkeciricilәr işıqla şüalandırıldıqda onlarda yaranan deşik vә elektronlar reaksiyanın fәal mәrkәzlәridir. Ən çox yayılmış F. proseslәri aşağıdakılardır: qeyri-üzvi vә üzvi substratların fotooksidlәşmәsi vә fotoreduksiyası (fotokatalizatorlar – keçid metalların duzları, komplekslәri (ZnO, TiO2, WO3, ZnO2) vә s.; substratlar – CO, H2, NH3, H2O, CN– spirtlәr, alkanlar, alkenlәr vә s.); fotohidrogenlәşmә vә fotodehidrogenlәşmә (mәs., Cr karbonil komplekslәri üzәrindә hidrogenin dienlәrә fotobirlәşmәsi); fotodimerlәşmә vә fotopolimerlәşmә (mәs., Cu, Co, Cr, Ni, Rh komplekslәrin iştirakı ilә olefinlәrin fotodimerlәşmәsi); yarımkeçirici oksidlәrdә (ZnO, TiO2 vә s.) oksigenin fotoadsorbsiyası vә CO2-nin ZnO sәthindәn fotodesorbsiyası; oksigenlә hidrogenin fotomübadilәsi (TiO2, ZnO, ZrO2, SnO2, V2O5 vә s.); metalların (Pt, Cu, Pd, Ag vә s.) duzlardakı dispers yarımkeçiricilәrin sәthinә fotocökdürülmәsi.
Günәş enerjisindәn istifadәnin utillәşdirmә problemi ilә әlaqәdar F.-in tәtbiq edilmәsi böyük maraq kәsb edir. Sistemin sәrbәst enerjisinin artması ilә baş verәn belә reaksiyaların kömәyilә asan әldә edilәn vә praktiki tükәnmәyәn xammaldan (su vә atmosfer qazlarından) yüksәk enerjili ekoloji tәmiz yanacaq almaq olar. Ən perspektivli reaksiyalardan biri görünәn vә ya UB işıq şüaların tәsirilә suyun H2 vә O2-ә fotokatalitik parçalanmasıdır. Bu proses mikroheterogen sistemlәrdә hәyata keçirilә bilir. Poliqrafiyada (relyefli çap, qravüra vә s.) jelatin vә ya albuminin (yaxud polivinil spirtinin) dixromat zollarının fotoinduksiya polimerlәşmәsindәn istifadә olunur.
