Diferența cheie dintre zeolit și MOF este că zeolitul este util în principal ca catalizator, în timp ce MOF este ideal pentru structurile suport pentru cataliză sau poate acționa ca catalizator.
Putem identifica zeolitul și cadrele organice metalice sau MOF-urile ca două materiale poroase obișnuite având pori mai mici de 1 nanometru (ca în zeolit) sau mai mari de 1 nanometru (ca în MOF-uri).
Ce este zeolitul?
Zeolitul este un mineral aluminosilicat microporos. Este util în principal ca catalizator. La scară comercială, este util ca adsorbant. Acest termen a intrat în faimă în 1756, după cercetările mineralogistului suedez Axel Fredrik Cronstedt. El a observat producția de cantități mari de abur din apă (care are loc în interiorul materialului prin adsorbție) la încălzirea rapidă a unui anumit material care conține stilbit. În funcție de această observație, acest om de știință a numit acest material zeolit, care are sensul grecesc, „zeo”=„a fierbe” și „lithos”=„piatră”.
Figura 01: Thomsonit – o formă de mineral zeolit
Zeolit Structura
Există o structură poroasă în zeolit care se poate asocia cu o mare varietate de cationi, inclusiv Na+, K+, Ca2+ și Mg2+. Aceștia sunt ioni încărcați pozitiv care pot fi ținuți liber. Prin urmare, acești ioni pot fi schimbați cu ușurință cu alți ioni la contactul cu o soluție. Membrii minerali din grupul zeoliților includ analcima, chabazita, clinoptilolit, stilbitul etc.
Figura 02: Structura microscopică a zeolitului
Când luăm în considerare proprietățile zeolitului, formele care apar în mod natural pot reacționa cu apele subterane alcaline. Mai mult, aceste materiale se pot cristaliza în medii post-depoziționale pe o perioadă mare de timp. În plus, formele naturale de zeolit apar rareori în stare pură. Ele sunt de obicei contaminate cu alte minerale, metale, cuarț etc.
Ce este MOF?
Cadurile metal-organice sau MOF-urile sunt materiale poroase hibride care constau atât din grupe organice, cât și din grupări anorganice. Putem observa structura acestor materiale ca fiind de natură cristalină și 3D și poate utiliza o combinație de grupări anorganice rigide, cum ar fi ionii metalici sau grupurile metalice, împreună cu liganzi organici flexibili. Această utilizare atât a grupurilor rigide, cât și a celor flexibile poate permite MOF-urilor să obțină pori reglabili pe distanță lungă, care se pot asocia cu o gamă largă de molecule. Acest material poate suferi tunning, ceea ce le permite să fie selectivi pentru tipul de molecule care pot intra în porii lor.
Structura MOF
Când luăm în considerare structura MOF-urilor îndeaproape, putem observa că grupurile anorganice și organice sunt aranjate într-un mod specific formând porii. Structura MOF-urilor apare ca o rețea de coordonare a nodurilor anorganice. Aceste noduri tind să formeze colțurile acestor pori, oferind stabilitate geometrică împreună cu regularitatea structurală. Mai mult, linkerii organici care conectează nodurile împreună oferă versatilitate sintetică și funcționalitate modulară. În plus, putem vedea că aceeași structură se repetă în structura 3D a MOF-urilor.
Care este diferența dintre zeolit și MOF?
Deși zeolitul a fost opțiunea ca material poros timp de mulți ani, dezvoltarea altor materiale, cum ar fi cadrele metalo-organice (MOF) și cadrele organice covalente (COF) a provocat utilizarea sa în prezent. Diferența cheie dintre zeolit și MOF este că zeolitul este util în principal ca catalizator, în timp ce MOF este ideal pentru structurile suport pentru cataliză sau pot acționa ca catalizatori înșiși. În plus, porii din zeolit au mai puțin de 1 nanometru, în timp ce porii din MOF sunt mai mari de 1 nanometru.
Următorul infografic rezumă diferența dintre zeolit și MOF sub formă tabelară.
Rezumat – Zeolit vs MOF
Putem identifica zeolitul și cadrele organice metalice sau MOF-urile ca două materiale poroase obișnuite având pori mai mici de 1 nanometru (ca în zeolitul) sau mai mari de 1 nanometru (ca în MOF-uri). Diferența cheie dintre zeolit și MOF este că zeolitul este util în principal ca catalizator, în timp ce MOF este ideal pentru structurile suport pentru cataliză sau pot acționa ca catalizatori în sine.
