Nyckelskillnaden mellan zeolit och MOF är att zeolit huvudsakligen är användbar som katalysator, medan MOF är idealisk för stödstrukturer för katalys eller kan fungera som en katalysator.
Vi kan identifiera zeolit- och metallorganiska ramverk eller MOF som två vanliga porösa material med porer som är mindre än 1 nanometer (som i zeolit) respektive större än 1 nanometer (som i MOFs).
Vad är zeolit?
Zeolit är ett mikroporöst aluminiumsilikatmineral. Den är främst användbar som katalysator. I kommersiell skala är den användbar som adsorbent. Denna term blev berömd 1756 efter forskning av den svenske mineralogen Axel Fredrik Cronstedt. Han observerade produktionen av stora mängder ånga från vatten (som sker inuti materialet genom adsorption) vid snabb uppvärmning av ett visst material som innehåller stilbit. Beroende på denna observation döpte den här forskaren detta material till zeolit, som har den grekiska betydelsen "zeo"="att koka" och "lithos"="sten".
Figur 01: Thomsonite – en form av zeolitmineral
zeolitstruktur
Det finns en porös struktur i zeolit som kan associeras med en mängd olika katjoner, inklusive Na+, K+, Ca2+ och Mg2+. Dessa är positivt laddade joner som kan hållas löst. Därför kan dessa joner lätt bytas ut mot andra joner vid kontakt med en lösning. Mineralmedlemmarna i zeolitgruppen inkluderar analcim, chabazit, klinoptilolit, stilbit, etc.
Figur 02: Mikroskopisk struktur av zeolit
När man överväger zeolitens egenskaper kan de naturligt förekommande formerna reagera med alkaliskt grundvatten. Dessutom kan dessa material kristalliseras i post-depositionsmiljöer under en lång tidsperiod. Dessutom förekommer de naturliga zeolitformerna sällan i rent tillstånd. De är vanligtvis förorenade med andra mineraler, metaller, kvarts, etc.
Vad är MOF?
Metal-organiska ramverk eller MOF är hybridporösa material som består av både organiska och oorganiska grupper. Vi kan observera strukturen hos dessa material som kristallin och 3D i naturen, och den kan använda en kombination av stela oorganiska grupper som metalljoner eller metallkluster tillsammans med flexibla organiska länkligander. Denna användning av både stela och flexibla grupper kan göra det möjligt för MOF:erna att få långväga avstämbara porer, som kan associeras med ett brett utbud av molekyler. Detta material kan genomgå trimning, vilket gör att de kan vara selektiva för den typ av molekyler som kan tränga in i deras porer.
MOF-struktur
När man noggrant överväger strukturen hos MOF:erna kan vi observera att de oorganiska och organiska grupperna är ordnade på ett specifikt sätt som gör porerna. Strukturen av MOFs uppstår som ett koordinationsnätverk av oorganiska noder. Dessa noder tenderar att bilda hörnen på dessa porer, vilket ger geometrisk stabilitet tillsammans med strukturell regelbundenhet. Dessutom ger de organiska länkarna som förbinder noderna syntetisk mångsidighet och modulär funktionalitet. Dessutom kan vi se att samma struktur upprepas i 3D-strukturen för MOF.
Vad är skillnaden mellan zeolit och MOF?
Även om zeolit var alternativet som ett poröst material under många år, har utvecklingen av andra material som metall-organiska ramverk (MOF) och kovalenta organiska ramverk (COF) utmanat dess användning för närvarande. Den viktigaste skillnaden mellan zeolit och MOF är att zeolit huvudsakligen är användbar som en katalysator medan MOF är idealisk för stödstrukturer för katalys, eller så kan de själva fungera som katalysatorer. Dessutom är porerna i zeolit mindre än 1 nanometer, medan porerna i MOF är större än 1 nanometer.
Följande infografik sammanfattar skillnaden mellan zeolit och MOF i tabellform.
Sammanfattning – Zeolite vs MOF
Vi kan identifiera zeolit- och metallorganiska ramverk eller MOF som två vanliga porösa material med porer mindre än 1 nanometer (som i zeolit) respektive större än 1 nanometer (som i MOF). Den viktigaste skillnaden mellan zeolit och MOF är att zeolit huvudsakligen är användbar som katalysator medan MOF är idealisk för stödstrukturer för katalys eller så kan de själva fungera som katalysatorer.
