Galvenā atšķirība starp ceolītu un MOF ir tā, ka ceolīts galvenokārt ir noderīgs kā katalizators, turpretim MOF ir ideāli piemērots katalīzes atbalsta konstrukcijām vai var darboties kā katalizators.
Mēs varam identificēt ceolītu un metāla organiskos karkasus vai MOF kā divus parasti porainus materiālus, kuru poras ir attiecīgi mazākas par 1 nanometru (kā ceolītā) vai lielākas par 1 nanometru (kā MOF).
Kas ir ceolīts?
Ceolīts ir mikroporains aluminosilikāta minerāls. Tas galvenokārt ir noderīgs kā katalizators. Komerciālā mērogā tas ir noderīgs kā adsorbents. Šis termins kļuva slavens 1756. gadā pēc zviedru mineraloga Aksela Fredrika Kronštedta pētījumiem. Viņš novēroja liela daudzuma tvaika veidošanos no ūdens (kas notiek materiāla iekšpusē adsorbcijas rezultātā), ātri karsējot konkrētu materiālu, kas satur stilbītu. Atkarībā no šī novērojuma šis zinātnieks nosauca šo materiālu par ceolītu, kas grieķu valodā nozīmē “zeo”=“vārīties” un “litoss”=”akmens”.
Attēls 01: Tomsonīts - ceolīta minerāla forma
Ceolīta struktūra
Ceolītā ir poraina struktūra, kas var saistīties ar ļoti dažādiem katjoniem, tostarp Na+, K+, Ca2+ un Mg2+. Tie ir pozitīvi lādēti joni, kurus var brīvi turēt. Tāpēc, saskaroties ar šķīdumu, šos jonus var viegli apmainīt pret citiem joniem. Ceolītu grupas minerālvielas ietver analcīmu, chabazītu, klinoptilolītu, stilbītu utt.
Attēls 02: Ceolīta mikroskopiskā struktūra
Ņemot vērā ceolīta īpašības, dabā sastopamās formas var reaģēt ar sārmainiem gruntsūdeņiem. Turklāt šie materiāli var kristalizēties vidē pēc nogulsnēšanās ilgu laiku. Turklāt dabiskās ceolīta formas reti sastopamas tīrā veidā. Tie parasti ir piesārņoti ar citiem minerāliem, metāliem, kvarcu utt.
Kas ir MOF?
Metāliski organiskie karkasi jeb MOF ir hibrīdi poraini materiāli, kas sastāv gan no organiskām, gan neorganiskām grupām. Mēs varam novērot šo materiālu struktūru kā kristālisku un 3D dabā, un tajā var izmantot stingru neorganisku grupu, piemēram, metālu jonu vai metālu kopu, kombināciju kopā ar elastīgiem organisko saišu ligandiem. Šāda gan stingru, gan elastīgu grupu izmantošana var ļaut MOF iegūt liela attāluma regulējamas poras, kuras var saistīt ar plašu molekulu klāstu. Šo materiālu var noregulēt, kas ļauj tiem izvēlēties molekulu veidu, kas var iekļūt to porās.
MOF struktūra
Cieši apsverot MOF struktūru, mēs varam novērot, ka neorganiskās un organiskās grupas ir sakārtotas īpašā veidā, veidojot poras. MOF struktūra notiek kā neorganisko mezglu koordinācijas tīkls. Šie mezgli mēdz veidot šo poru stūrus, nodrošinot ģeometrisku stabilitāti un struktūras regularitāti. Turklāt organiskie savienotāji, kas savieno mezglus, nodrošina sintētisku daudzpusību un modulāru funkcionalitāti. Turklāt mēs varam redzēt, ka tā pati struktūra atkārtojas MOF 3D struktūrā.
Kāda ir atšķirība starp ceolītu un MOF?
Lai gan ceolīts kā porains materiāls tika izmantots daudzus gadus, citu materiālu, piemēram, metālorganisko karkasu (MOF) un kovalento organisko karkasu (COF) izstrāde pašlaik ir apstrīdējusi tā izmantošanu. Galvenā atšķirība starp ceolītu un MOF ir tāda, ka ceolīts galvenokārt ir noderīgs kā katalizators, turpretim MOF ir ideāli piemērots katalīzes atbalsta struktūrām, vai arī tie paši var darboties kā katalizatori. Turklāt ceolīta poras ir mazākas par 1 nanometru, savukārt MOF poras ir lielākas par 1 nanometru.
Šajā infografikā tabulas veidā ir apkopota atšķirība starp ceolītu un MOF.
Kopsavilkums - ceolīts pret MOF
Mēs varam identificēt ceolītu un metāla organiskos karkasus vai MOF kā divus parasti porainus materiālus, kuru poras ir attiecīgi mazākas par 1 nanometru (kā ceolītā) vai lielākas par 1 nanometru (kā MOF). Galvenā atšķirība starp ceolītu un MOF ir tāda, ka ceolīts galvenokārt ir noderīgs kā katalizators, turpretim MOF ir ideāli piemērots katalīzes atbalsta struktūrām vai arī paši var darboties kā katalizatori.
