Nøkkelforskjellen mellom zeolitt og MOF er at zeolitt hovedsakelig er nyttig som katalysator, mens MOF er ideell for støttestrukturer for katalyse eller kan fungere som en katalysator.
Vi kan identifisere zeolitt- og metallorganiske rammeverk eller MOF-er som to vanlige porøse materialer med porer på henholdsvis mindre enn 1 nanometer (som i zeolitt) eller større enn 1 nanometer (som i MOF-er).
Hva er zeolitt?
Zeolitt er et mikroporøst aluminosilikatmineral. Det er hovedsakelig nyttig som en katalysator. I kommersiell skala er det nyttig som adsorbent. Dette begrepet ble berømt i 1756 etter forskningen til den svenske mineralogen Axel Fredrik Cronstedt. Han observerte produksjonen av store mengder damp fra vann (som oppstår inne i materialet gjennom adsorpsjon) ved rask oppvarming av et bestemt materiale som inneholder stilbitt. Avhengig av denne observasjonen k alte denne forskeren dette materialet zeolitt, som har den greske betydningen "zeo"="å koke", og "lithos"="stein".
Figur 01: Thomsonite – en form for zeolittmineral
zeolittstruktur
Det er en porøs struktur i zeolitt som kan assosieres med en lang rekke kationer, inkludert Na+, K+, Ca2+ og Mg2+. Dette er positivt ladede ioner som kan holdes løst. Derfor kan disse ionene lett byttes ut med andre ioner ved kontakt med en løsning. Mineralmedlemmene i zeolittgruppen inkluderer analcime, chabazitt, klinoptilolitt, stilbitt, etc.
Figur 02: Mikroskopisk struktur av zeolitt
Når man vurderer zeolittens egenskaper, kan de naturlig forekommende formene reagere med alkalisk grunnvann. Dessuten kan disse materialene krystalliseres i post-avsetningsmiljøer over en lang tidsperiode. Videre forekommer de naturlige zeolittformene sjelden i ren tilstand. De er vanligvis forurenset med andre mineraler, metaller, kvarts osv.
Hva er MOF?
Metal-organiske rammeverk eller MOF-er er hybride porøse materialer som består av både organiske og uorganiske grupper. Vi kan observere strukturen til disse materialene som krystallinsk og 3D i naturen, og den kan bruke en kombinasjon av stive uorganiske grupper som metallioner eller metalliske klynger sammen med fleksible organiske linkerligander. Denne bruken av både stive og fleksible grupper kan gjøre det mulig for MOF-ene å få langdistanse avstembare porer, som kan assosieres med et bredt spekter av molekyler. Dette materialet kan gjennomgå tuning, noe som gjør at de kan være selektive for typen molekyler som kan komme inn i porene deres.
MOF-struktur
Når vi vurderer strukturen til MOF-ene nøye, kan vi observere at de uorganiske og organiske gruppene er ordnet på en bestemt måte og danner porene. Strukturen til MOF-er oppstår som et koordineringsnettverk av uorganiske noder. Disse nodene har en tendens til å danne hjørnene av disse porene og gir geometrisk stabilitet sammen med strukturell regelmessighet. Dessuten gir de organiske linkere som kobler nodene sammen syntetisk allsidighet og modulær funksjonalitet. Videre kan vi se at den samme strukturen gjentas i 3D-strukturen til MOF-er.
Hva er forskjellen mellom zeolitt og MOF?
Selv om zeolitt var alternativet som et porøst materiale i mange år, har utviklingen av andre materialer som metall-organiske rammeverk (MOF) og kovalente organiske rammeverk (COF) utfordret bruken for tiden. Nøkkelforskjellen mellom zeolitt og MOF er at zeolitt hovedsakelig er nyttig som katalysator, mens MOF er ideell for støttestrukturer for katalyse, eller de kan fungere som katalysatorer selv. Dessuten er porene i zeolitt mindre enn 1 nanometer, mens porene i MOF er større enn 1 nanometer.
Følgende infografikk oppsummerer forskjellen mellom zeolitt og MOF i tabellform.
Sammendrag – Zeolite vs MOF
Vi kan identifisere zeolitt- og metallorganiske rammeverk eller MOF-er som to vanlige porøse materialer med porer på henholdsvis mindre enn 1 nanometer (som i zeolitt) eller større enn 1 nanometer (som i MOF-er). Den viktigste forskjellen mellom zeolitt og MOF er at zeolitt hovedsakelig er nyttig som katalysator, mens MOF er ideell for støttestrukturer for katalyse, eller de kan selv fungere som katalysatorer.
