在催化領(lǐng)域，研究者常用驅(qū)動(dòng)化學(xué)反應(yīng)的外界能源形式來(lái)對(duì)催化過(guò)程進(jìn)行分類(lèi)，常見(jiàn)的包括光催化、熱催化和電催化，就對(duì)應(yīng)于光能、熱能和電能作為驅(qū)動(dòng)能。從我過(guò)去的催化學(xué)習(xí)來(lái)看，不同激勵(lì)方式對(duì)應(yīng)的催化機(jī)制差別甚大，響應(yīng)的催化劑設(shè)計(jì)也適用的原理有相同，也有不同。

計(jì)算老司機(jī)制作了光催化和電催化的各7集小視頻，感興趣的朋友請(qǐng)關(guān)注：

對(duì)于光催化和電催化的差異，我簡(jiǎn)要概括三點(diǎn)，供朋友們參考：

1 最本質(zhì)的就是能源轉(zhuǎn)化形式不同，光催化是光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，而電催化是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，這就導(dǎo)致對(duì)外界提供的能源，利用機(jī)制就根本不同。具體講，光能的吸收大部分需要借助電子躍遷與激發(fā)，因?yàn)榉磻?yīng)中實(shí)際參與反應(yīng)的是激發(fā)后的電子與空穴，而電催化是借助外電壓，通過(guò)構(gòu)建外電路和電場(chǎng)而直接施加到反應(yīng)物種上；

2 催化劑顯著不同：光催化因?yàn)樾枰展庾拥哪芰?，往往采用具有合適禁帶寬度的半導(dǎo)體，其光吸收能力與轉(zhuǎn)移光生電子/空穴的能力直接決定了催化性能好壞，其中一個(gè)核心指標(biāo)就是價(jià)帶、導(dǎo)帶的帶邊位置，而電催化不涉及此類(lèi)激發(fā)行為，但需要有電子作為反應(yīng)物或產(chǎn)物直接參與反應(yīng)，催化性能往往與催化劑的導(dǎo)電性、局部活性位的化學(xué)活性密切相關(guān)；

3 化學(xué)本質(zhì)顯著不同：光催化本質(zhì)是激發(fā)態(tài)化學(xué)，不是基態(tài)化學(xué)，即反應(yīng)中電子或空穴不同于其穩(wěn)定的基態(tài)，因此顯著受到激發(fā)態(tài)穩(wěn)定性的影響，光生載流子的壽命、遷移與復(fù)合行為往往是考察的重點(diǎn)，而電催化屬于基態(tài)化學(xué)，絕大部分不需要考慮電子的激發(fā)以及壽命問(wèn)題。

對(duì)于如何采用DFT方法計(jì)算光催化和電催化，并準(zhǔn)確理解計(jì)算結(jié)果，有基本的共同規(guī)范，也有因具體反應(yīng)而特殊的考量。光催化計(jì)算更多的會(huì)關(guān)注半導(dǎo)體性質(zhì)，而電催化對(duì)化學(xué)基元過(guò)程有更多考量。希望系統(tǒng)學(xué)習(xí)，可以關(guān)注計(jì)算老司機(jī)課堂相關(guān)課程。