Het belangrijkste verschil tussen zeoliet en MOF is dat zeoliet vooral nuttig is als katalysator, terwijl MOF ideaal is voor ondersteunende structuren voor katalyse of als katalysator kan werken.
We kunnen zeoliet en metaalorganische raamwerken of MOF's identificeren als twee veelvoorkomende poreuze materialen met poriën kleiner dan 1 nanometer (zoals in zeoliet) of groter dan 1 nanometer (zoals in MOF's), respectievelijk.
Wat is zeoliet?
Zeoliet is een microporeus aluminosilicaatmineraal. Het is vooral nuttig als katalysator. Op commerciële schaal is het bruikbaar als adsorbens. Deze term kreeg in 1756 bekendheid na het onderzoek van de Zweedse mineraloog Axel Fredrik Cronstedt. Hij observeerde de productie van grote hoeveelheden stoom uit water (die door adsorptie in het materiaal plaatsvindt) bij snelle verhitting van een bepaald materiaal dat stilbiet bevat. Afhankelijk van deze waarneming noemde deze wetenschapper dit materiaal zeoliet, wat de Griekse betekenis heeft, "zeo"="koken" en "lithos"="steen".
Figuur 01: Thomsonite – een vorm van zeolietmineraal
Zeolietstructuur
Er is een poreuze structuur in zeoliet die zich kan associëren met een grote verscheidenheid aan kationen, waaronder Na+, K+, Ca2+ en Mg2+. Dit zijn positief geladen ionen die losjes kunnen worden vastgehouden. Daarom kunnen deze ionen gemakkelijk worden uitgewisseld voor andere ionen bij contact met een oplossing. De minerale leden in de zeolietgroep omvatten analcime, chabaziet, clinoptiloliet, stilbiet, enz.
Figuur 02: Microscopische structuur van zeoliet
Als we kijken naar de eigenschappen van zeoliet, kunnen de natuurlijk voorkomende vormen reageren met alkalisch grondwater. Bovendien kunnen deze materialen gedurende een lange periode in post-depositionele omgevingen kristalliseren. Bovendien komen de natuurlijke zeolietvormen in zuivere toestand zelden voor. Ze zijn meestal verontreinigd met andere mineralen, metalen, kwarts, enz.
Wat is MOF?
Metaal-organische raamwerken of MOF's zijn hybride poreuze materialen die bestaan uit zowel organische als anorganische groepen. We kunnen de structuur van deze materialen waarnemen als kristallijn en 3D van aard, en het kan gebruik maken van een combinatie van starre anorganische groepen zoals metaalionen of metaalclusters samen met flexibele organische linkerliganden. Dit gebruik van zowel stijve als flexibele groepen kan de MOF's in staat stellen om afstembare poriën op lange afstand te krijgen, die zich kunnen associëren met een breed scala aan moleculen. Dit materiaal kan tunning ondergaan, waardoor ze selectief kunnen zijn voor het type moleculen dat hun poriën kan binnendringen.
MOF-structuur
Als we de structuur van de MOF's nauwkeurig bekijken, kunnen we zien dat de anorganische en organische groepen op een specifieke manier zijn gerangschikt en de poriën maken. De structuur van MOF's treedt op als een coördinatienetwerk van anorganische knooppunten. Deze knooppunten hebben de neiging om de hoeken van deze poriën te vormen en zorgen voor geometrische stabiliteit samen met structurele regelmaat. Bovendien bieden de organische linkers die de knooppunten met elkaar verbinden synthetische veelzijdigheid en modulaire functionaliteit. Verder kunnen we zien dat dezelfde structuur wordt herhaald in de 3D-structuur van MOF's.
Wat is het verschil tussen zeoliet en MOF?
Hoewel zeoliet jarenlang de optie was als poreus materiaal, heeft de ontwikkeling van andere materialen zoals metaal-organische raamwerken (MOF) en covalente organische raamwerken (COF) het gebruik ervan op dit moment uitgedaagd. Het belangrijkste verschil tussen zeoliet en MOF is dat zeoliet voornamelijk nuttig is als katalysator, terwijl MOF ideaal is voor ondersteunende structuren voor katalyse, of dat ze zelf als katalysator kunnen werken. Bovendien zijn de poriën in zeoliet kleiner dan 1 nanometer, terwijl de poriën in MOF groter zijn dan 1 nanometer.
De volgende infographic vat het verschil tussen zeoliet en MOF in tabelvorm samen.
Samenvatting – Zeoliet vs MOF
We kunnen zeoliet en metaalorganische raamwerken of MOF's identificeren als twee veelvoorkomende poreuze materialen met poriën van respectievelijk minder dan 1 nanometer (zoals in zeoliet) of groter dan 1 nanometer (zoals in MOF's). Het belangrijkste verschil tussen zeoliet en MOF is dat zeoliet voornamelijk nuttig is als katalysator, terwijl MOF ideaal is voor ondersteunende structuren voor katalyse of dat ze zelf als katalysator kunnen werken.
