Ključna razlika između zeolita i MOF-a je ta što je zeolit uglavnom koristan kao katalizator, dok je MOF idealan za potporne strukture za katalizu ili može djelovati kao katalizator.
Možemo identificirati zeolit i metalni organski okvir ili MOF kao dva uobičajena porozna materijala koja imaju pore manje od 1 nanometra (kao u zeolitu) ili veće od 1 nanometra (kao u MOF-ima), respektivno.
Šta je zeolit?
Zeolit je mikroporozni aluminosilikatni mineral. Uglavnom je koristan kao katalizator. U komercijalnim razmerama, koristan je kao adsorbent. Ovaj izraz je postao slavan 1756. godine nakon istraživanja švedskog mineraloga Axela Fredrika Cronstedta. Promatrao je proizvodnju velike količine pare iz vode (koja se javlja unutar materijala kroz adsorpciju) pri brzom zagrijavanju određenog materijala koji sadrži stilbit. U zavisnosti od ovog zapažanja, ovaj naučnik je ovaj materijal nazvao zeolit, što ima grčko značenje, “zeo”=“vreti” i “lithos”=“kamen”.
Slika 01: Thomsonit – oblik minerala zeolita
zeolitna struktura
Postoji porozna struktura u zeolitu koja se može povezati sa širokim spektrom katjona, uključujući Na+, K+, Ca2+ i Mg2+. To su pozitivno nabijeni joni koji se mogu labavo držati. Stoga se ovi joni mogu lako zamijeniti za druge jone nakon kontakta s otopinom. Članovi minerala u grupi zeolita uključuju analcim, chabazit, klinoptilolit, stilbit, itd.
Slika 02: Mikroskopska struktura zeolita
Kada se razmatraju svojstva zeolita, oblici koji se javljaju u prirodi mogu reagovati sa alkalnom podzemnom vodom. Štaviše, ovi materijali mogu kristalizirati u sredinama nakon taloženja tokom dugog vremenskog perioda. Nadalje, prirodni oblici zeolita rijetko se javljaju u čistom stanju. Obično su kontaminirani drugim mineralima, metalima, kvarcom, itd.
Šta je MOF?
Metalno-organski okviri ili MOF su hibridni porozni materijali koji se sastoje od organskih i neorganskih grupa. Možemo posmatrati strukturu ovih materijala kao kristalnu i 3D prirodu, i može koristiti kombinaciju krutih neorganskih grupa kao što su metalni joni ili metalni klasteri zajedno sa fleksibilnim organskim linker ligandima. Ova upotreba i krutih i fleksibilnih grupa može omogućiti MOF-ima da dobiju podesive pore dugog dometa, koje se mogu povezati sa širokim spektrom molekula. Ovaj materijal se može podvrgnuti tuningu, što im omogućava da budu selektivni prema vrsti molekula koji mogu ući u njihove pore.
MOF struktura
Kada pobliže razmotrimo strukturu MOF-ova, možemo uočiti da su neorganske i organske grupe raspoređene na specifičan način čineći pore. Struktura MOF-a javlja se kao koordinaciona mreža neorganskih čvorova. Ovi čvorovi imaju tendenciju da formiraju uglove ovih pora pružajući geometrijsku stabilnost zajedno sa strukturnom pravilnošću. Štaviše, organski linkeri koji povezuju čvorove zajedno pružaju sintetičku svestranost i modularnu funkcionalnost. Nadalje, možemo vidjeti da se ista struktura ponavlja u 3D strukturi MOF-ova.
Koja je razlika između zeolita i MOF-a?
Iako je zeolit bio opcija kao porozni materijal dugi niz godina, razvoj drugih materijala kao što su metalno-organski okviri (MOF) i kovalentni organski okviri (COF) doveo je u pitanje njegovu upotrebu trenutno. Ključna razlika između zeolita i MOF-a je u tome što je zeolit uglavnom koristan kao katalizator, dok je MOF idealan za potporne strukture za katalizu, ili oni sami mogu djelovati kao katalizatori. Štaviše, pore u zeolitu su manje od 1 nanometra, dok su pore u MOF-u veće od 1 nanometra.
Sljedeća infografika sumira razliku između zeolita i MOF-a u obliku tabele.
Sažetak – Zeolit vs MOF
Možemo identifikovati zeolit i metalni organski okvir ili MOF kao dva uobičajena porozna materijala koja imaju pore manje od 1 nanometra (kao u zeolitu) ili veće od 1 nanometra (kao u MOF-ima), respektivno. Ključna razlika između zeolita i MOF-a je u tome što je zeolit uglavnom koristan kao katalizator, dok je MOF idealan za potporne strukture za katalizu ili oni mogu sami djelovati kao katalizatori.
