Ключовата разлика между зеолит и MOF е, че зеолитът е полезен главно като катализатор, докато MOF е идеален за поддържащи структури за катализа или може да действа като катализатор.
Можем да идентифицираме зеолит и метални органични рамки или MOFs като два често срещани порести материала с пори по-малки от 1 нанометър (както в зеолита) или по-големи от 1 нанометър (както в MOFs), съответно.
Какво е зеолит?
Зеолитът е микропорест алумосиликатен минерал. Полезен е главно като катализатор. В търговски мащаб е полезен като адсорбент. Този термин става известен през 1756 г. след изследванията на шведския минералог Аксел Фредрик Кронстед. Той наблюдава производството на големи количества пара от вода (което се получава вътре в материала чрез адсорбция) при бързо нагряване на определен материал, съдържащ стилбит. В зависимост от това наблюдение, този учен нарече този материал зеолит, което има гръцко значение „zeo”=„да кипи” и „lithos”=„камък”.
Фигура 01: Томсонит – форма на зеолитен минерал
Структура на зеолита
В зеолита има пореста структура, която може да се асоциира с голямо разнообразие от катиони, включително Na+, K+, Ca2+ и Mg2+. Това са положително заредени йони, които могат да се задържат свободно. Следователно тези йони могат лесно да бъдат заменени с други йони при контакт с разтвор. Членовете на минералите в групата на зеолитите включват аналцим, шабазит, клиноптилолит, стилбит и др.
Фигура 02: Микроскопска структура на зеолит
Когато се вземат предвид свойствата на зеолита, естествено срещащите се форми могат да реагират с алкални подземни води. Освен това, тези материали могат да кристализират в среда след отлагане за дълъг период от време. Освен това естествените форми на зеолит рядко се срещат в чисто състояние. Обикновено са замърсени с други минерали, метали, кварц и др.
Какво е MOF?
Металоорганичните рамки или MOF са хибридни порести материали, състоящи се от органични и неорганични групи. Можем да наблюдаваме структурата на тези материали като кристална и 3D в природата и тя може да използва комбинация от твърди неорганични групи като метални йони или метални клъстери заедно с гъвкави органични линкерни лиганди. Това използване както на твърди, така и на гъвкави групи може да позволи на MOFs да получат регулируеми пори на дълги разстояния, които могат да се асоциират с широк спектър от молекули. Този материал може да претърпи настройка, което им позволява да бъдат селективни за типа молекули, които могат да навлязат в порите им.
MOF структура
Когато разглеждаме структурата на MOF отблизо, можем да наблюдаваме, че неорганичните и органичните групи са подредени по специфичен начин, образувайки порите. Структурата на MOFs възниква като координационна мрежа от неорганични възли. Тези възли са склонни да образуват ъглите на тези пори, осигурявайки геометрична стабилност заедно със структурна редовност. Освен това, органичните линкери, които свързват възлите заедно, осигуряват синтетична гъвкавост и модулна функционалност. Освен това можем да видим, че същата структура се повтаря в 3D структурата на MOFs.
Каква е разликата между зеолит и MOF?
Въпреки че зеолитът беше опцията като порест материал в продължение на много години, развитието на други материали като метало-органични рамки (MOF) и ковалентни органични рамки (COF) предизвика употребата му в момента. Ключовата разлика между зеолит и MOF е, че зеолитът е полезен главно като катализатор, докато MOF е идеален за поддържащи структури за катализа или те сами могат да действат като катализатори. Освен това, порите в зеолита са по-малки от 1 нанометър, докато порите в MOF са по-големи от 1 нанометър.
Следващата инфографика обобщава разликата между зеолит и MOF в таблична форма.
Обобщение – Зеолит срещу MOF
Можем да идентифицираме зеолит и метални органични рамки или MOFs като два често срещани порести материала с пори по-малки от 1 нанометър (както в зеолита) или по-големи от 1 нанометър (както в MOFs), съответно. Ключовата разлика между зеолит и MOF е, че зеолитът е полезен главно като катализатор, докато MOF е идеален за поддържащи структури за катализа или те могат сами да действат като катализатори.
