Ključna razlika med zeolitom in MOF je v tem, da je zeolit uporaben predvsem kot katalizator, medtem ko je MOF idealen za podporne strukture za katalizo ali pa lahko deluje kot katalizator.
Zeolit in kovinska organska ogrodja ali MOF lahko identificiramo kot dva pogosta porozna materiala, ki imata pore manj kot 1 nanometer (kot pri zeolitu) oziroma večje od 1 nanometra (kot pri MOF).
Kaj je Zeolit?
Zeolit je mikroporozen aluminosilikatni mineral. Uporaben je predvsem kot katalizator. V komercialnem obsegu je uporaben kot adsorbent. Ta izraz je postal znan leta 1756 po raziskavah švedskega mineraloga Axela Fredrika Cronstedta. Opazoval je proizvodnjo velikih količin pare iz vode (ki se pojavi znotraj materiala z adsorpcijo) pri hitrem segrevanju določenega materiala, ki vsebuje stilbit. Glede na to opazovanje je ta znanstvenik ta material poimenoval zeolit, kar ima grški pomen "zeo"="vreti" in "lithos"="kamen".
Slika 01: Thomsonite – oblika minerala zeolita
Struktura zeolita
V zeolitu je porozna struktura, ki se lahko poveže s številnimi kationi, vključno z Na+, K+, Ca2+ in Mg2+. To so pozitivno nabiti ioni, ki jih je mogoče ohlapno zadržati. Zato se lahko ti ioni zlahka zamenjajo za druge ione ob stiku z raztopino. Minerali v skupini zeolitov vključujejo analcim, habazit, klinoptilolit, stilbit itd.
Slika 02: Mikroskopska struktura zeolita
Če upoštevamo lastnosti zeolita, lahko naravno prisotne oblike reagirajo z alkalno podtalnico. Poleg tega lahko ti materiali v daljšem časovnem obdobju kristalizirajo v okoljih po nanosu. Poleg tega se naravne oblike zeolita redko pojavljajo v čistem stanju. Običajno so onesnaženi z drugimi minerali, kovinami, kremenom itd.
Kaj je MOF?
Kovinsko-organska ogrodja ali MOF so hibridni porozni materiali, sestavljeni iz organskih in anorganskih skupin. Strukturo teh materialov lahko opazujemo kot kristalno in 3D po naravi in lahko uporablja kombinacijo togih anorganskih skupin, kot so kovinski ioni ali kovinski grozdi, skupaj s prožnimi organskimi veznimi ligandi. Ta uporaba tako togih kot prožnih skupin lahko omogoči MOF, da dobijo nastavljive pore na dolge razdalje, ki se lahko povežejo s širokim naborom molekul. Ta material je lahko podvržen uravnavanju, kar jim omogoča, da so selektivni za vrsto molekul, ki lahko vstopijo v njihove pore.
Struktura MOF
Ko natančno preučujemo strukturo MOF, lahko opazimo, da so anorganske in organske skupine razporejene na poseben način in tvorijo pore. Struktura MOF se pojavi kot koordinacijska mreža anorganskih vozlišč. Ta vozlišča ponavadi tvorijo vogale teh por, kar zagotavlja geometrijsko stabilnost in strukturno pravilnost. Poleg tega organski povezovalci, ki povezujejo vozlišča skupaj, zagotavljajo sintetično vsestranskost in modularno funkcionalnost. Poleg tega lahko vidimo, da se ista struktura ponavlja v 3D strukturi MOF.
Kakšna je razlika med Zeolitom in MOF?
Čeprav je bil zeolit več let možnost kot porozen material, je razvoj drugih materialov, kot so kovinsko-organska ogrodja (MOF) in kovalentna organska ogrodja (COF), izzval njegovo trenutno uporabo. Ključna razlika med zeolitom in MOF je v tem, da je zeolit uporaben predvsem kot katalizator, medtem ko je MOF idealen za podporne strukture za katalizo ali pa lahko sami delujejo kot katalizatorji. Poleg tega so pore v zeolitu manjše od 1 nanometra, medtem ko so pore v MOF večje od 1 nanometra.
Naslednja infografika povzema razliko med zeolitom in MOF v obliki tabele.
Povzetek – Zeolit proti MOF
Zeolit in kovinska organska ogrodja ali MOF lahko prepoznamo kot dva pogosta porozna materiala, ki imata pore manj kot 1 nanometer (kot pri zeolitu) oziroma večje od 1 nanometra (kot pri MOF). Ključna razlika med zeolitom in MOF je v tem, da je zeolit uporaben predvsem kot katalizator, medtem ko je MOF idealen za podporne strukture za katalizo ali pa lahko sami delujejo kot katalizatorji.
