ძირითადი განსხვავება ცეოლიტსა და MOF-ს შორის არის ის, რომ ცეოლიტი ძირითადად სასარგებლოა როგორც კატალიზატორი, ხოლო MOF იდეალურია კატალიზის დამხმარე სტრუქტურებისთვის ან შეუძლია იმოქმედოს როგორც კატალიზატორი.
ჩვენ შეგვიძლია განვსაზღვროთ ცეოლითის და ლითონის ორგანული ჩარჩოები ან MOF, როგორც ორი საერთო ფოროვანი მასალა, რომელთა ფორები 1 ნანომეტრზე ნაკლებია (როგორც ცეოლითში) ან 1 ნანომეტრზე მეტი (როგორც MOF-ებში), შესაბამისად.
რა არის ცეოლიტი?
ზეოლიტი არის მიკროფოროვანი ალუმოსილიკატური მინერალი. ის ძირითადად სასარგებლოა როგორც კატალიზატორი. კომერციული მასშტაბით, ის სასარგებლოა როგორც ადსორბენტი. ეს ტერმინი ცნობილი გახდა 1756 წელს შვედი მინერალოგის აქსელ ფრედრიკ კრონსტედტის კვლევის შემდეგ.მან დააკვირდა წყლისგან დიდი რაოდენობით ორთქლის წარმოქმნას (რომელიც ხდება მასალის შიგნით ადსორბციის გზით) კონკრეტული მასალის სტილიბიტის შემცველი მასალის სწრაფი გაცხელებისას. ამ დაკვირვებიდან გამომდინარე, მეცნიერმა ამ მასალას დაარქვა ცეოლიტი, რომელსაც აქვს ბერძნული მნიშვნელობა, "zeo"="ადუღება" და "lithos"="ქვა"..
სურათი 01: ტომსონიტი - ცეოლიტის მინერალის ფორმა
ზეოლიტის სტრუქტურა
ზეოლითში არის ფოროვანი სტრუქტურა, რომელიც შეიძლება ასოცირებული იყოს კატიონების მრავალფეროვნებასთან, მათ შორის Na+, K+, Ca2+ და Mg2+. ეს არის დადებითად დამუხტული იონები, რომლებიც თავისუფლად შეიძლება დაიკავონ. ამიტომ, ეს იონები შეიძლება ადვილად შეიცვალოს სხვა იონებში ხსნართან შეხებისას. ცეოლითის ჯგუფში შემავალი მინერალური წევრებია ანალციმი, ჭაბაზიტი, კლინოპტილოლიტი, სტილიბიტი და სხვ.
სურათი 02: ცეოლიტის მიკროსკოპული სტრუქტურა
ცეოლიტის თვისებების განხილვისას, ბუნებრივად წარმოქმნილ ფორმებს შეუძლიათ რეაგირება ტუტე მიწისქვეშა წყლებთან. უფრო მეტიც, ეს მასალები შეიძლება კრისტალიზდეს დეპონირების შემდგომ გარემოში დიდი ხნის განმავლობაში. გარდა ამისა, ბუნებრივი ცეოლითის ფორმები იშვიათად გვხვდება სუფთა მდგომარეობაში. ისინი ჩვეულებრივ დაბინძურებულია სხვა მინერალებით, ლითონებით, კვარცით და ა.შ.
რა არის MOF?
მეტალო-ორგანული ჩარჩოები ან MOF არის ჰიბრიდული ფოროვანი მასალები, რომლებიც შედგება როგორც ორგანული, ასევე არაორგანული ჯგუფებისგან. ჩვენ შეგვიძლია დავაკვირდეთ ამ მასალების სტრუქტურას, როგორც კრისტალური და 3D ბუნებით, და მას შეუძლია გამოიყენოს ხისტი არაორგანული ჯგუფების კომბინაცია, როგორიცაა ლითონის იონები ან მეტალის მტევანი, მოქნილ ორგანულ დამაკავშირებელ ლიგანდებთან ერთად. როგორც ხისტი, ასევე მოქნილი ჯგუფების ამ გამოყენებას შეუძლია MOF-ებს საშუალება მისცეს მიიღონ შორ მანძილზე რეგულირებადი ფორები, რომლებიც შეიძლება ასოცირებული იყოს მოლეკულების ფართო სპექტრთან.ამ მასალას შეუძლია გაიაროს შეკუმშვა, რაც მათ საშუალებას აძლევს შერჩევით იყვნენ მოლეკულების ტიპი, რომელიც შეიძლება შევიდეს მათ ფორებში.
MOF სტრუქტურა
MOF-ების სტრუქტურის ყურადღებით განხილვისას, ჩვენ შეგვიძლია დავაკვირდეთ, რომ არაორგანული და ორგანული ჯგუფები სპეციალურად არიან განლაგებული, ქმნიან ფორებს. MOF-ების სტრუქტურა ხდება არაორგანული კვანძების საკოორდინაციო ქსელის სახით. ეს კვანძები ქმნიან ამ ფორების კუთხეებს, რაც უზრუნველყოფს გეომეტრიულ სტაბილურობას სტრუქტურულ კანონზომიერებასთან ერთად. უფრო მეტიც, ორგანული დამაკავშირებლები, რომლებიც აკავშირებენ კვანძებს ერთმანეთთან, უზრუნველყოფენ სინთეზურ მრავალფეროვნებას და მოდულურ ფუნქციონირებას. გარდა ამისა, ჩვენ ვხედავთ, რომ იგივე სტრუქტურა მეორდება MOF-ების 3D სტრუქტურაში.
რა განსხვავებაა ცეოლიტსა და MOF-ს შორის?
მიუხედავად იმისა, რომ ცეოლიტი მრავალი წლის განმავლობაში იყო ფოროვანი მასალის ვარიანტი, სხვა მასალების განვითარება, როგორიცაა მეტალო-ორგანული ჩარჩოები (MOF) და კოვალენტური ორგანული ჩარჩოები (COF) ამჟამად მის გამოყენებას ეჭვქვეშ აყენებს.ცეოლიტსა და MOF-ს შორის მთავარი განსხვავება ისაა, რომ ცეოლიტი ძირითადად სასარგებლოა როგორც კატალიზატორი, ხოლო MOF იდეალურია კატალიზის დამხმარე სტრუქტურებისთვის, ან მათ შეუძლიათ თავად იმოქმედონ როგორც კატალიზატორები. უფრო მეტიც, ცეოლითში ფორები 1 ნანომეტრზე ნაკლებია, ხოლო MOF-ში ფორები 1 ნანომეტრზე მეტია.
შემდეგი ინფოგრაფიკა აჯამებს განსხვავებას ცეოლიტსა და MOF-ს შორის ცხრილის სახით.
რეზიუმე – ცეოლიტი vs MOF
ჩვენ შეგვიძლია განვსაზღვროთ ცეოლითის და ლითონის ორგანული ჩარჩოები ან MOFs, როგორც ორი ჩვეულებრივი ფოროვანი მასალა, რომელთა ფორები 1 ნანომეტრზე ნაკლებია (როგორც ცეოლითში) ან 1 ნანომეტრზე მეტი (როგორც MOF-ებში), შესაბამისად. მთავარი განსხვავება ცეოლიტსა და MOF-ს შორის არის ის, რომ ცეოლიტი ძირითადად გამოსადეგია, როგორც კატალიზატორი, ხოლო MOF იდეალურია კატალიზის დამხმარე სტრუქტურებისთვის, ან მათ შეუძლიათ თავად იმოქმედონ როგორც კატალიზატორები.
