Զեոլիտի և MOF-ի հիմնական տարբերությունն այն է, որ ցեոլիտը հիմնականում օգտակար է որպես կատալիզատոր, մինչդեռ MOF-ը իդեալական է կատալիզացման համար օժանդակ կառույցների համար կամ կարող է հանդես գալ որպես կատալիզատոր:
Մենք կարող ենք ճանաչել ցեոլիտ և մետաղական օրգանական շրջանակները կամ MOF-ները որպես երկու սովորական ծակոտկեն նյութ, որոնք ունեն համապատասխանաբար 1 նանոմետրից պակաս ծակոտիներ (ինչպես ցեոլիտում) կամ 1 նանոմետրից մեծ (ինչպես MOF-ներում):
Ի՞նչ է ցեոլիտը:
Զեոլիտը միկրոծակոտկեն ալյումինոսիլիկատային միներալ է: Այն հիմնականում օգտակար է որպես կատալիզատոր։ Առևտրային մասշտաբով այն օգտակար է որպես ներծծող նյութ: Այս տերմինը հայտնի դարձավ 1756 թվականին շվեդ հանքաբան Ակսել Ֆրեդրիկ Կրոնստեդտի հետազոտությունից հետո։Նա նկատեց մեծ քանակությամբ գոլորշու արտադրությունը ջրից (որը տեղի է ունենում նյութի ներսում կլանման միջոցով) որոշակի նյութի արագ տաքացման ժամանակ, որը պարունակում է ստիլբիտ: Կախված այս դիտարկումից՝ գիտնականն այս նյութն անվանել է ցեոլիտ, որն ունի հունարեն իմաստը՝ «զեո»=«եռացնել» և «լիթոս»=«քար»::
Նկար 01. Թոմսոնիտ՝ ցեոլիտ հանքանյութի ձև
Զեոլիտ կառուցվածք
Զեոլիտում կա ծակոտկեն կառուցվածք, որը կարող է կապված լինել կատիոնների լայն տեսականի, ներառյալ Na+, K+, Ca2+ և Mg2+: Սրանք դրական լիցքավորված իոններ են, որոնք կարող են ազատորեն պահել: Հետևաբար, այս իոնները կարող են հեշտությամբ փոխանակվել այլ իոնների հետ լուծույթի հետ շփման դեպքում: Զեոլիտի խմբի հանքային անդամները ներառում են անալցիմ, շաբազիտ, կլինոպթիլոլիտ, ստիլբիտ և այլն:
Նկար 02. Զեոլիտի մանրադիտակային կառուցվածքը
Զեոլիտի հատկությունները դիտարկելիս բնական ձևերը կարող են արձագանքել ստորերկրյա ալկալային ջրերի հետ: Ավելին, այդ նյութերը կարող են բյուրեղանալ հետպահանջվող միջավայրերում մեծ ժամանակի ընթացքում: Ավելին, բնական ցեոլիտի ձևերը հազվադեպ են լինում մաքուր վիճակում: Դրանք սովորաբար աղտոտված են այլ հանքանյութերով, մետաղներով, քվարցով և այլն:
Ի՞նչ է MOF-ը:
Մետաղ-օրգանական շրջանակները կամ MOF-ները հիբրիդային ծակոտկեն նյութեր են, որոնք բաղկացած են ինչպես օրգանական, այնպես էլ անօրգանական խմբերից: Մենք կարող ենք դիտարկել այս նյութերի կառուցվածքը որպես բյուրեղային և 3D բնույթ, և այն կարող է օգտագործել կոշտ անօրգանական խմբերի համադրություն, ինչպիսիք են մետաղական իոնները կամ մետաղական կլաստերները, ինչպես նաև ճկուն օրգանական կապող լիգանդեր: Ե՛վ կոշտ, և՛ ճկուն խմբերի այս օգտագործումը կարող է MOF-ներին հնարավորություն տալ ստանալ երկարաժամկետ կարգավորվող ծակոտիներ, որոնք կարող են կապված լինել մոլեկուլների լայն շրջանակի հետ:Այս նյութը կարող է ենթարկվել թյունինգի, ինչը թույլ է տալիս նրանց ընտրովի լինել մոլեկուլների տեսակի համար, որոնք կարող են մտնել իրենց ծակոտիները:
MOF կառուցվածք
ՄՕՖ-ների կառուցվածքը ուշադիր դիտարկելիս մենք կարող ենք դիտել, որ անօրգանական և օրգանական խմբերը դասավորված են հատուկ ձևով, որոնք կազմում են ծակոտիները: MOF-ների կառուցվածքը առաջանում է որպես անօրգանական հանգույցների համակարգող ցանց։ Այս հանգույցները հակված են ձևավորել այս ծակոտիների անկյունները՝ ապահովելով երկրաչափական կայունություն՝ կառուցվածքային կանոնավորության հետ մեկտեղ: Ավելին, օրգանական կապակցիչները, որոնք միացնում են հանգույցները, ապահովում են սինթետիկ բազմակողմանիություն և մոդուլային ֆունկցիոնալություն: Ավելին, մենք կարող ենք տեսնել, որ նույն կառուցվածքը կրկնվում է MOF-ների 3D կառուցվածքում:
Ո՞րն է տարբերությունը ցեոլիտի և MOF-ի միջև:
Չնայած ցեոլիտը երկար տարիներ որպես ծակոտկեն նյութի տարբերակ էր, այլ նյութերի մշակումը, ինչպիսիք են մետաղական օրգանական շրջանակները (MOF) և կովալենտ օրգանական շրջանակները (COF) ներկայումս մարտահրավեր են նետել դրա օգտագործմանը:Զեոլիտի և MOF-ի հիմնական տարբերությունն այն է, որ ցեոլիտը հիմնականում օգտակար է որպես կատալիզատոր, մինչդեռ MOF-ը իդեալական է կատալիզացման համար օժանդակ կառույցների համար, կամ նրանք կարող են իրենք հանդես գալ որպես կատալիզատոր: Ավելին, ցեոլիտում ծակոտիները 1 նանոմետրից պակաս են, մինչդեռ MOF-ում ծակոտիները 1 նանոմետրից մեծ են։
Հետևյալ ինֆոգրաֆիկան ամփոփում է ցեոլիտի և MOF-ի տարբերությունը աղյուսակային տեսքով:
Ամփոփում – Զեոլիտ ընդդեմ MOF
Մենք կարող ենք ճանաչել ցեոլիտ և մետաղական օրգանական շրջանակները կամ MOF-ները որպես երկու սովորական ծակոտկեն նյութ, որոնք ունեն համապատասխանաբար 1 նանոմետրից պակաս ծակոտիներ (ինչպես ցեոլիտում) կամ 1 նանոմետրից մեծ (ինչպես MOF-ներում): Զեոլիտի և MOF-ի հիմնական տարբերությունն այն է, որ ցեոլիտը հիմնականում օգտակար է որպես կատալիզատոր, մինչդեռ MOF-ը իդեալական է կատալիզացման համար օժանդակ կառույցների համար, կամ նրանք կարող են իրենք հանդես գալ որպես կատալիզատորներ:
