Kľúčový rozdiel medzi zeolitom a MOF je v tom, že zeolit je užitočný hlavne ako katalyzátor, zatiaľ čo MOF je ideálny pre podporné štruktúry pre katalýzu alebo môže pôsobiť ako katalyzátor.
Zeolitové a kovové organické konštrukcie alebo MOF môžeme identifikovať ako dva bežné porézne materiály, ktoré majú póry menšie ako 1 nanometer (ako v zeolite) alebo väčšie ako 1 nanometer (ako v MOF).
Čo je to zeolit?
Zeolit je mikroporézny hlinitokremičitanový minerál. Používa sa hlavne ako katalyzátor. V komerčnom meradle je užitočný ako adsorbent. Tento termín sa preslávil v roku 1756 po výskume švédskeho mineralóga Axela Fredrika Cronstedta. Pozoroval tvorbu veľkého množstva pary z vody (ktorá vzniká vo vnútri materiálu adsorpciou) pri rýchlom zahriatí konkrétneho materiálu obsahujúceho stilbit. V závislosti od tohto pozorovania tento vedec pomenoval tento materiál zeolit, čo má grécky význam, „zeo“=„variť“a „lithos“=„kameň“.
Obrázok 01: Thomsonit – forma zeolitového minerálu
Štruktúra zeolitu
V zeolite je porézna štruktúra, ktorá sa môže spájať so širokou škálou katiónov vrátane Na+, K+, Ca2+ a Mg2+. Sú to kladne nabité ióny, ktoré sa dajú voľne držať. Preto môžu byť tieto ióny po kontakte s roztokom ľahko vymenené za iné ióny. Medzi minerálne členy v skupine zeolitov patria analcim, chabazit, klinoptilolit, stilbit atď.
Obrázok 02: Mikroskopická štruktúra zeolitu
Pri zvažovaní vlastností zeolitu môžu prirodzene sa vyskytujúce formy reagovať s alkalickou podzemnou vodou. Okrem toho môžu tieto materiály kryštalizovať v prostredí po depozícii počas dlhého časového obdobia. Okrem toho sa prírodné zeolitové formy zriedkavo vyskytujú v čistom stave. Zvyčajne sú kontaminované inými minerálmi, kovmi, kremeňom atď.
Čo je MOF?
Kovovo-organické konštrukcie alebo MOF sú hybridné porézne materiály pozostávajúce z organických aj anorganických skupín. Štruktúru týchto materiálov môžeme pozorovať ako kryštalickú a 3D v prírode a môže využívať kombináciu tuhých anorganických skupín, ako sú kovové ióny alebo kovové zhluky, spolu s flexibilnými organickými spojovacími ligandami. Toto použitie tuhých aj flexibilných skupín môže umožniť MOF získať laditeľné póry s dlhým dosahom, ktoré sa môžu spájať so širokou škálou molekúl. Tento materiál môže prejsť ladením, čo mu umožňuje byť selektívny pre typ molekúl, ktoré môžu vstúpiť do ich pórov.
Štruktúra MOF
Pri bližšom zvážení štruktúry MOF môžeme pozorovať, že anorganické a organické skupiny sú usporiadané špecifickým spôsobom a vytvárajú póry. Štruktúra MOF sa vyskytuje ako koordinačná sieť anorganických uzlov. Tieto uzly majú tendenciu vytvárať rohy týchto pórov, čím poskytujú geometrickú stabilitu spolu so štrukturálnou pravidelnosťou. Okrem toho organické linkery, ktoré spájajú uzly, poskytujú syntetickú všestrannosť a modulárnu funkčnosť. Okrem toho môžeme vidieť, že rovnaká štruktúra sa opakuje v 3D štruktúre MOF.
Aký je rozdiel medzi zeolitom a MOF?
Hoci zeolit bol mnoho rokov možnosťou ako porézny materiál, vývoj iných materiálov, ako sú kovovo-organické štruktúry (MOF) a kovalentné organické štruktúry (COF), v súčasnosti spochybnil jeho použitie. Kľúčový rozdiel medzi zeolitom a MOF je v tom, že zeolit je užitočný hlavne ako katalyzátor, zatiaľ čo MOF je ideálny pre podporné štruktúry pre katalýzu, alebo môžu pôsobiť ako katalyzátory samotné. Okrem toho sú póry v zeolite menšie ako 1 nanometer, zatiaľ čo póry v MOF sú väčšie ako 1 nanometer.
Nasledujúca infografika sumarizuje rozdiel medzi zeolitom a MOF v tabuľkovej forme.
Zhrnutie – Zeolit vs MOF
Zeolitové a kovové organické štruktúry alebo MOF môžeme identifikovať ako dva bežné porézne materiály, ktoré majú póry menšie ako 1 nanometer (ako v zeolite) alebo väčšie ako 1 nanometer (ako v MOF). Kľúčový rozdiel medzi zeolitom a MOF je v tom, že zeolit je užitočný hlavne ako katalyzátor, zatiaľ čo MOF je ideálny pre podporné štruktúry pre katalýzu alebo môžu pôsobiť ako katalyzátory samotné.
