La diferència clau entre la zeolita i el MOF és que la zeolita és útil principalment com a catalitzador, mentre que el MOF és ideal per a estructures de suport per a la catàlisi o pot actuar com a catalitzador.
Podem identificar zeolites i marcs orgànics metàl·lics o MOF com a dos materials porosos comuns amb porus de menys d'1 nanòmetre (com en la zeolita) o més grans d'1 nanòmetre (com en els MOF), respectivament.
Què és la zeolita?
La zeolita és un mineral d'aluminosilicat microporós. És útil principalment com a catalitzador. A escala comercial, és útil com a adsorbent. Aquest terme va arribar a la fama l'any 1756 després de les investigacions del mineralogista suec Axel Fredrik Cronstedt. Va observar la producció de grans quantitats de vapor a partir de l'aigua (que es produeix a l'interior del material mitjançant l'adsorció) després de l'escalfament ràpid d'un material concret que conté estilbita. Segons aquesta observació, aquest científic va anomenar aquest material zeolita, que té el significat grec, "zeo"="bullir" i "lithos"="pedra".
Figura 01: Thomsonita: una forma de mineral de zeolita
Estructura de zeolita
Hi ha una estructura porosa a la zeolita que es pot associar amb una gran varietat de cations, inclosos Na+, K+, Ca2+ i Mg2+. Aquests són ions carregats positivament que es poden mantenir sense problemes. Per tant, aquests ions es poden intercanviar fàcilment per altres ions en contacte amb una solució. Els membres minerals del grup de les zeolites inclouen analcima, chabazita, clinoptilolita, estilbita, etc.
Figura 02: Estructura microscòpica de la zeolita
Si es consideren les propietats de la zeolita, les formes naturals poden reaccionar amb les aigües subterrànies alcalines. A més, aquests materials es poden cristal·litzar en entorns postdeposicionals durant un gran període de temps. A més, les formes naturals de zeolita rarament es produeixen en estat pur. Normalment estan contaminats amb altres minerals, metalls, quars, etc.
Què és MOF?
Els marcs metall-orgànics o MOF són materials porosos híbrids formats per grups orgànics i inorgànics. Podem observar l'estructura d'aquests materials de naturalesa cristal·lina i 3D, i pot utilitzar una combinació de grups inorgànics rígids com ara ions metàl·lics o cúmuls metàl·lics juntament amb lligands orgànics flexibles. Aquest ús de grups rígids i flexibles pot permetre als MOF obtenir porus ajustables de llarg abast, que es poden associar amb una àmplia gamma de molècules. Aquest material pot ser sotmès a un tunning, la qual cosa els permet ser selectius pel tipus de molècules que poden entrar als seus porus.
Estructura MOF
Si considerem de prop l'estructura dels MOF, podem observar que els grups inorgànics i orgànics estan disposats d'una manera específica fent els porus. L'estructura dels MOF es produeix com una xarxa de coordinació de nodes inorgànics. Aquests nodes tendeixen a formar les cantonades d'aquests porus proporcionant estabilitat geomètrica juntament amb regularitat estructural. A més, els enllaços orgànics que connecten els nodes entre ells proporcionen versatilitat sintètica i funcionalitat modular. A més, podem veure que la mateixa estructura es repeteix a l'estructura 3D dels MOF.
Quina diferència hi ha entre la zeolita i el MOF?
Tot i que la zeolita va ser l'opció com a material porós durant molts anys, el desenvolupament d' altres materials com ara marcs orgànics metall (MOF) i marcs orgànics covalents (COF) ha desafiat el seu ús en l'actualitat. La diferència clau entre la zeolita i el MOF és que la zeolita és útil principalment com a catalitzador, mentre que el MOF és ideal per a estructures de suport per a la catàlisi, o poden actuar com a catalitzadors. A més, els porus de la zeolita tenen menys d'1 nanòmetre, mentre que els porus de MOF són més grans d'1 nanòmetre.
La següent infografia resumeix la diferència entre zeolita i MOF en forma de taula.
Resum: zeolita vs MOF
Podem identificar zeolites i marcs orgànics metàl·lics o MOF com a dos materials porosos comuns amb porus de menys d'1 nanòmetre (com en la zeolita) o més grans d'1 nanòmetre (com en els MOF), respectivament. La diferència clau entre la zeolita i el MOF és que la zeolita és útil principalment com a catalitzador, mentre que el MOF és ideal per a estructures de suport per a la catàlisi o poden actuar com a catalitzadors ells mateixos.
