Цеолит пен MOF арасындағы негізгі айырмашылық мынада: цеолит негізінен катализатор ретінде пайдалы, ал MOF катализге арналған тірек құрылымдар үшін өте қолайлы немесе катализатор ретінде әрекет ете алады.
Біз цеолит пен металл органикалық қаңқаларды немесе MOF-терді сәйкесінше 1 нанометрден аз (цеолиттегідей) немесе 1 нанометрден үлкен (МОФ сияқты) кеуектері бар екі жалпы кеуекті материал ретінде анықтай аламыз.
Цеолит дегеніміз не?
Цеолит – микрокеуекті алюмосиликатты минерал. Ол негізінен катализатор ретінде пайдалы. Коммерциялық масштабта ол адсорбент ретінде пайдалы. Бұл термин 1756 жылы швед минералогы Аксель Фредрик Кронстедттің зерттеулерінен кейін танымал болды. Ол стилбиті бар белгілі бір материалды жылдам қыздыру кезінде судан (материалдың ішінде адсорбция арқылы пайда болатын) будың көп мөлшерін өндіруді байқады. Осы бақылауға байланысты бұл ғалым бұл материалды цеолит деп атады, оның грекше “zeo”=”қайнату” және “литос”=”тас” деген мағынасы бар.
01-сурет: Томсонит – цеолит минералының түрі
Цеолиттік құрылым
Цеолитте Na+, K+, Ca2+ және Mg2+ сияқты көптеген катиондармен байланыса алатын кеуекті құрылым бар. Бұл бос ұстауға болатын оң зарядталған иондар. Сондықтан бұл иондар ерітіндімен жанасқанда басқа иондармен оңай алмасуы мүмкін. Цеолит тобындағы минералды мүшелерге анальцим, шабазит, клиноптилолит, стилбит және т.б. жатады.
02-сурет: цеолиттің микроскопиялық құрылымы
Цеолиттің қасиеттерін қарастыратын болсақ, табиғатта кездесетін формалары сілтілі жер асты суларымен әрекеттесе алады. Сонымен қатар, бұл материалдар ұзақ уақыт ішінде тұндырудан кейінгі ортада кристалдануы мүмкін. Сонымен қатар, табиғи цеолит формалары таза күйінде сирек кездеседі. Олар әдетте басқа минералдармен, металдармен, кварцтармен және т.б. ластанған.
МОФ дегеніміз не?
Металл-органикалық қаңқалар немесе MOFs органикалық және бейорганикалық топтардан тұратын гибридті кеуекті материалдар болып табылады. Біз бұл материалдардың құрылымын табиғатта кристалдық және 3D ретінде байқай аламыз және ол икемді органикалық байланыстырушы лигандтармен бірге металл иондары немесе металл кластерлері сияқты қатты бейорганикалық топтардың комбинациясын пайдалана алады. Қатты және икемді топтарды бұл пайдалану MOF-ға кең ауқымды молекулалармен байланыстыра алатын ұзақ қашықтыққа реттелетін тесіктерді алуға мүмкіндік береді. Бұл материал олардың кеуектеріне кіре алатын молекулалардың түрін таңдауға мүмкіндік беретін баптаудан өтуі мүмкін.
MOF құрылымы
МФ құрылымын мұқият қарастырған кезде бейорганикалық және органикалық топтардың кеуектерді құрайтын белгілі бір жолмен орналасқанын байқауға болады. MOF құрылымы бейорганикалық түйіндердің координациялық желісі ретінде пайда болады. Бұл түйіндер құрылымдық заңдылықпен бірге геометриялық тұрақтылықты қамтамасыз ететін осы тесіктердің бұрыштарын құруға бейім. Сонымен қатар, түйіндерді біріктіретін органикалық байланыстырғыштар синтетикалық әмбебаптық пен модульдік функционалдылықты қамтамасыз етеді. Сонымен қатар, біз бірдей құрылымның MOFs 3D құрылымында қайталанатынын көреміз.
Цеолит пен МОФ арасындағы айырмашылық неде?
Көп жылдар бойы цеолит кеуекті материал ретінде опция болғанымен, металл-органикалық қаңқалар (MOF) және коваленттік органикалық қаңқалар (COF) сияқты басқа материалдардың дамуы қазіргі уақытта оны пайдалануды қиындатады. Цеолит пен MOF арасындағы негізгі айырмашылық мынада: цеолит негізінен катализатор ретінде пайдалы, ал MOF катализге арналған тірек құрылымдар үшін өте қолайлы немесе олар өздері катализатор ретінде әрекет ете алады. Оның үстіне цеолиттегі кеуектер 1 нанометрден аз, ал MOF-тегі кеуектер 1 нанометрден үлкен.
Келесі инфографика кесте түрінде цеолит пен MOF арасындағы айырмашылықты қорытындылайды.
Қорытынды – Цеолит пен MOF
Біз цеолит пен металл органикалық қаңқаларды немесе MOF-терді сәйкесінше 1 нанометрден аз (цеолиттегідей) немесе 1 нанометрден үлкен (МОФ сияқты) кеуектері бар екі жалпы кеуекті материал ретінде анықтай аламыз. Цеолит пен MOF арасындағы негізгі айырмашылық мынада: цеолит негізінен катализатор ретінде пайдалы, ал MOF катализге арналған тірек құрылымдар үшін өте қолайлы немесе олар катализатор ретінде әрекет ете алады.
