A zeolit és a MOF közötti fő különbség az, hogy a zeolit főként katalizátorként használható, míg a MOF ideális katalizátor tartószerkezetekhez, vagy katalizátorként működhet.
A zeolitot és a fém szerves vázakat vagy MOF-okat úgy azonosíthatjuk, mint két gyakori porózus anyagot, amelyek pórusai 1 nanométernél kisebbek (mint a zeolitnál), illetve 1 nanométernél nagyobbak (mint a MOF-eknél).
Mi az a zeolit?
A zeolit egy mikroporózus alumínium-szilikát ásvány. Főleg katalizátorként használható. Kereskedelmi méretekben adszorbensként hasznos. Ez a kifejezés 1756-ban vált híressé Axel Fredrik Cronstedt svéd ásványkutató kutatásai után. Megfigyelte, hogy nagy mennyiségű gőz keletkezik a vízből (amely az anyag belsejében az adszorpció révén megy végbe) egy adott, stilbitet tartalmazó anyag gyors felmelegítésekor. E megfigyeléstől függően ez a tudós zeolitnak nevezte el ezt az anyagot, amelynek görög jelentése „zeo”=„forrni”, és „lithosz”=”kő”.
01. ábra: Tomsonit – a zeolit ásványi anyag formája
Zeolit szerkezet
A zeolitban porózus szerkezet található, amely sokféle kationhoz kapcsolódhat, beleértve a Na+, K+, Ca2+ és Mg2+ kationokat. Ezek pozitív töltésű ionok, amelyeket lazán lehet tartani. Ezért ezek az ionok az oldattal érintkezve könnyen kicserélhetők más ionokra. A zeolit csoport ásványi elemei közé tartozik az analcim, chabazit, klinoptilolit, stilbit stb.
02. ábra: A zeolit mikroszkópos szerkezete
A zeolit tulajdonságait figyelembe véve a természetben előforduló formák reakcióba léphetnek a lúgos talajvízzel. Ezen túlmenően ezek az anyagok a lerakódás utáni környezetben hosszú időn keresztül kristályosodhatnak. Ezenkívül a természetes zeolit formák ritkán fordulnak elő tiszta állapotban. Általában más ásványokkal, fémekkel, kvarccal stb. szennyezettek.
Mi az a MOF?
A fém-szerves keretek vagy MOF-ek hibrid porózus anyagok, amelyek szerves és szervetlen csoportokból is állnak. Ezeknek az anyagoknak a szerkezetét kristályos és 3D természetben figyelhetjük meg, és merev szervetlen csoportok, például fémionok vagy fémklaszterek kombinációját használhatja rugalmas szerves linker ligandumokkal együtt. A merev és rugalmas csoportok ilyen használata lehetővé teszi a MOF-ok számára, hogy hosszú hatótávolságú hangolható pórusokat kapjanak, amelyek molekulák széles skálájával kapcsolódhatnak. Ez az anyag tuningon megy keresztül, ami lehetővé teszi számukra, hogy szelektívek legyenek a pórusaikban behatoló molekulák típusára.
MOF szerkezet
A MOF-ok szerkezetét alaposabban megvizsgálva megfigyelhető, hogy a szervetlen és szerves csoportok sajátos módon helyezkednek el, kialakítva a pórusokat. A MOF-ok szerkezete szervetlen csomópontok koordinációs hálózataként jelenik meg. Ezek a csomópontok hajlamosak ezeknek a pórusoknak a sarkait kialakítani, biztosítva a geometriai stabilitást és a szerkezeti szabályosságot. Ezenkívül a csomópontokat összekötő szerves linkerek szintetikus sokoldalúságot és moduláris funkcionalitást biztosítanak. Továbbá láthatjuk, hogy ugyanaz a struktúra ismétlődik a MOF-ok 3D struktúrájában.
Mi a különbség a zeolit és a MOF között?
Bár a zeolit porózus anyagként sok éven át választható volt, más anyagok, például fém-organikus vázak (MOF) és kovalens szerves vázszerkezetek (COF) kifejlesztése kihívás elé állította a használatát. A zeolit és a MOF közötti kulcsfontosságú különbség az, hogy a zeolit elsősorban katalizátorként használható, míg a MOF ideális a katalízis hordozószerkezeteihez, vagy maguk is katalizátorként működhetnek. Ezenkívül a zeolit pórusai 1 nanométernél kisebbek, míg a MOF pórusai 1 nanométernél nagyobbak.
A következő infografika táblázatos formában foglalja össze a zeolit és a MOF közötti különbséget.
Összefoglaló – Zeolit vs MOF
A zeolitot és a fém szerves vázakat vagy MOF-okat úgy azonosíthatjuk, mint két gyakori porózus anyagot, amelyek pórusai 1 nanométernél kisebbek (mint a zeolitnál), illetve 1 nanométernél nagyobbak (mint a MOF-eknél). A legfontosabb különbség a zeolit és a MOF között az, hogy a zeolit főként katalizátorként használható, míg a MOF ideális a katalízis hordozószerkezeteihez, vagy maguk is katalizátorként működhetnek.
