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 može djelovati kao katalizator.
Možemo identificirati zeolit i metalne organske okvire ili MOF-ove kao dva uobičajena porozna materijala koji imaju pore manje od 1 nanometra (kao u zeolitu) odnosno veće od 1 nanometra (kao u MOF-ovima).
Što je Zeolit?
Zeolit je mikroporozni aluminosilikatni mineral. Uglavnom je koristan kao katalizator. U komercijalnim razmjerima, koristan je kao adsorbent. Ovaj izraz postao je poznat 1756. godine nakon istraživanja švedskog mineraloga Axela Fredrika Cronstedta. Promatrao je proizvodnju velikih količina pare iz vode (koja se javlja unutar materijala putem adsorpcije) nakon brzog zagrijavanja određenog materijala koji sadrži stilbit. Ovisno o ovom opažanju, ovaj je znanstvenik ovaj materijal nazvao zeolit, što ima grčko značenje, “zeo”=”kuhati” i “lithos”=”kamen”.
Slika 01: Thomsonite – oblik minerala zeolita
Struktura zeolita
Postoji porozna struktura u zeolitu koja se može povezati s velikim brojem kationa, uključujući Na+, K+, Ca2+ i Mg2+. To su pozitivno nabijeni ioni koji se mogu labavo držati. Stoga se ti ioni mogu lako zamijeniti za druge ione nakon kontakta s otopinom. Članovi minerala u skupini zeolita uključuju analcime, chabazit, klinoptilolit, stilbit itd.
Slika 02: Mikroskopska struktura zeolita
Kada se uzmu u obzir svojstva zeolita, prirodni oblici mogu reagirati s alkalnom podzemnom vodom. Štoviše, ti se materijali mogu kristalizirati u posttaložnim okruženjima tijekom dugog vremenskog razdoblja. Nadalje, prirodni oblici zeolita rijetko se pojavljuju u čistom stanju. Obično su kontaminirani drugim mineralima, metalima, kvarcom itd.
Što je MOF?
Metalno-organski okviri ili MOF hibridni su porozni materijali koji se sastoje od organskih i anorganskih skupina. Strukturu ovih materijala možemo promatrati kao kristalnu i trodimenzionalnu u prirodi, a može koristiti kombinaciju krutih anorganskih skupina kao što su metalni ioni ili metalni klasteri zajedno s fleksibilnim organskim veznim ligandima. Ova upotreba krutih i fleksibilnih skupina može omogućiti MOF-ovima da dobiju dugotrajne podesive pore, koje se mogu povezati sa širokim rasponom molekula. Ovaj materijal može biti podvrgnut podešavanju, što im omogućuje da budu selektivni za vrstu molekula koje mogu ući u njihove pore.
MOF struktura
Kada pobliže razmotrimo strukturu MOF-a, možemo uočiti da su anorganske i organske skupine raspoređene na specifičan način čineći pore. Struktura MOF-a javlja se kao koordinacijska mreža anorganskih čvorova. Ovi čvorovi teže formiranju kutova ovih pora, pružajući geometrijsku stabilnost zajedno sa pravilnošću strukture. Štoviše, organski poveznici koji međusobno povezuju čvorove 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 godinama bio opcija kao porozni materijal, razvoj drugih materijala kao što su metalno-organski okviri (MOF) i kovalentni organski okviri (COF) doveli su u pitanje njegovu trenutnu upotrebu. 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. Štoviše, pore u zeolitu su manje od 1 nanometra, dok su pore u MOF-u veće od 1 nanometra.
Sljedeća infografika sažima razliku između zeolita i MOF-a u tabličnom obliku.
Sažetak – Zeolit u odnosu na MOF
Možemo identificirati zeolit i metalne organske okvire ili MOF-ove kao dva uobičajena porozna materijala koji imaju pore manje od 1 nanometra (kao u zeolitu) odnosno veće od 1 nanometra (kao u MOF-ovima). 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 mogu sami djelovati kao katalizatori.
