La differenza fondamentale tra zeolite e MOF è che la zeolite è principalmente utile come catalizzatore, mentre il MOF è ideale per strutture di supporto per la catalisi o può fungere da catalizzatore.
Possiamo identificare zeolite e strutture metalliche organiche o MOF come due materiali porosi comuni con pori rispettivamente inferiori a 1 nanometro (come nella zeolite) o più grandi di 1 nanometro (come nei MOF).
Cos'è la zeolite?
Zeolite è un minerale microporoso di alluminosilicato. È principalmente utile come catalizzatore. Su scala commerciale è utile come adsorbente. Questo termine divenne famoso nel 1756 dopo le ricerche del mineralogista svedese Axel Fredrik Cronstedt. Ha osservato la produzione di grandi quantità di vapore dall'acqua (che si verifica all'interno del materiale attraverso l'adsorbimento) in seguito al rapido riscaldamento di un particolare materiale contenente stilbite. A seconda di questa osservazione, questo scienziato ha chiamato questo materiale zeolite, che ha il significato greco, "zeo"="bollire" e "lithos"="pietra".
Figura 01: Thomsonite – una forma di zeolite minerale
Struttura in zeolite
C'è una struttura porosa nella zeolite che può associarsi con un'ampia varietà di cationi, inclusi Na+, K+, Ca2+ e Mg2+. Questi sono ioni caricati positivamente che possono essere trattenuti liberamente. Pertanto, questi ioni possono essere prontamente scambiati con altri ioni al contatto con una soluzione. I membri minerali nel gruppo delle zeoliti includono analcime, chabazite, clinoptilolite, stilbite, ecc.
Figura 02: Struttura microscopica della zeolite
Se si considerano le proprietà della zeolite, le forme naturali possono reagire con le acque sotterranee alcaline. Inoltre, questi materiali possono cristallizzarsi in ambienti post-deposizionali per un lungo periodo di tempo. Inoltre, le forme naturali di zeolite si verificano raramente allo stato puro. Di solito sono contaminati da altri minerali, metalli, quarzo, ecc.
Cos'è MOF?
Le strutture metallo-organiche o MOF sono materiali porosi ibridi costituiti da gruppi sia organici che inorganici. Possiamo osservare la struttura di questi materiali come cristallina e di natura 3D e può utilizzare una combinazione di gruppi inorganici rigidi come ioni metallici o cluster metallici insieme a leganti organici flessibili. Questo uso di gruppi sia rigidi che flessibili può consentire ai MOF di ottenere pori sintonizzabili a lungo raggio, che possono associarsi a un'ampia gamma di molecole. Questo materiale può subire un tuning, che consente loro di essere selettivi per il tipo di molecole che possono entrare nei loro pori.
Struttura MOF
Se consideriamo da vicino la struttura dei MOF, possiamo osservare che i gruppi inorganici e organici sono disposti in modo specifico creando i pori. La struttura dei MOF si presenta come una rete di coordinamento di nodi inorganici. Questi nodi tendono a formare gli angoli di questi pori fornendo stabilità geometrica e regolarità strutturale. Inoltre, i linker organici che collegano i nodi insieme forniscono versatilità sintetica e funzionalità modulare. Inoltre, possiamo vedere che la stessa struttura si ripete nella struttura 3D dei MOF.
Qual è la differenza tra zeolite e MOF?
Sebbene la zeolite sia stata l'opzione come materiale poroso per molti anni, lo sviluppo di altri materiali come le strutture metallo-organiche (MOF) e le strutture organiche covalenti (COF) ne ha messo in discussione l'uso al momento. Il differenza fondamentale tra zeolite e MOF è quello la zeolite è principalmente utile come catalizzatore mentre il MOF è ideale per le strutture di supporto per la catalisi, oppure possono fungere da catalizzatori stessi. Inoltre, i pori della zeolite sono inferiori a 1 nanometro, mentre i pori della MOF sono più grandi di 1 nanometro.
La seguente infografica riassume la differenza tra zeolite e MOF in forma tabellare.
Riepilogo – Zeolite vs MOF
Possiamo identificare zeolite e strutture metalliche organiche o MOF come due materiali porosi comuni con pori rispettivamente inferiori a 1 nanometro (come nella zeolite) o più grandi di 1 nanometro (come nei MOF). Il differenza fondamentale tra zeolite e MOF è quello la zeolite è principalmente utile come catalizzatore mentre il MOF è ideale per le strutture di supporto per la catalisi o possono fungere da catalizzatori stessi.
