Zeolit ve MOF arasındaki temel fark, zeolitin esas olarak bir katalizör olarak kullanışlı olması, MOF'un ise kataliz için destek yapıları için ideal olması veya bir katalizör görevi görmesidir.
Zeolit ve metal organik çerçeveleri veya MOF'leri sırasıyla 1 nanometreden küçük (zeolitte olduğu gibi) veya 1 nanometreden büyük (MOF'larda olduğu gibi) gözeneklere sahip iki yaygın gözenekli malzeme olarak tanımlayabiliriz.
Zeolit nedir?
Zeolite, mikro gözenekli bir alüminosilikat mineralidir. Esas olarak bir katalizör olarak yararlıdır. Ticari ölçekte, bir adsorban olarak yararlıdır. Bu terim, İsveçli mineralog Axel Fredrik Cronstedt'in araştırmasından sonra 1756'da ün kazandı. Stilbit içeren belirli bir malzemenin hızlı bir şekilde ısıtılması üzerine sudan (yüzerme yoluyla malzemenin içinde meydana gelen) büyük miktarlarda buhar üretimini gözlemledi. Bu bilim adamı bu gözleme dayanarak bu malzemeye Yunanca anlamı olan zeolit “zeo”=”kaynamak” ve “lithos”=”taş” adını vermiştir.
Şekil 01: Thomsonite – Bir Zeolit Minerali Biçimi
Zeolit Yapısı
Zeolitte Na+, K+, Ca2+ ve Mg2+ dahil olmak üzere çok çeşitli katyonlarla ilişki kurabilen gözenekli bir yapı vardır. Bunlar gevşekçe tutulabilen pozitif yüklü iyonlardır. Bu nedenle, bu iyonlar, bir çözelti ile temas ettiğinde diğer iyonlarla kolayca değiştirilebilir. Zeolit grubundaki mineral üyeler arasında analsim, şabazit, klinoptilolit, stilbit vb. bulunur.
Şekil 02: Zeolitin Mikroskobik Yapısı
Zeolitin özellikleri göz önüne alındığında, doğal olarak oluşan formlar alkali yer altı suyu ile reaksiyona girebilir. Ayrıca, bu malzemeler, biriktirme sonrası ortamlarda uzun bir süre boyunca kristalleşebilir. Ayrıca, doğal zeolit formları nadiren saf halde bulunur. Genellikle diğer mineraller, metaller, kuvars vb. ile kirlenirler.
MOF nedir?
Metal-organik çerçeveler veya MOF'lar, hem organik hem de inorganik gruplardan oluşan hibrit gözenekli malzemelerdir. Bu malzemelerin yapısını doğada kristal ve 3D olarak gözlemleyebiliriz ve esnek organik bağlayıcı ligandlar ile birlikte metal iyonları veya metalik kümeler gibi katı inorganik grupların bir kombinasyonunu kullanabilir. Hem katı hem de esnek grupların bu kullanımı, MOF'lerin çok çeşitli moleküllerle ilişkilendirilebilen uzun menzilli ayarlanabilir gözenekler elde etmelerini sağlayabilir. Bu malzeme, gözeneklerine girebilecek moleküllerin türü için seçici olmalarını sağlayan ayar işlemine tabi tutulabilir.
MOF Yapısı
MOF'ların yapısına yakından bakıldığında, inorganik ve organik grupların gözenekleri oluşturacak şekilde belirli bir şekilde düzenlendiğini gözlemleyebiliriz. MOF'lerin yapısı, inorganik düğümlerin bir koordinasyon ağı olarak oluşur. Bu düğümler, yapısal düzenlilik ile birlikte geometrik stabilite sağlayan bu gözeneklerin köşelerini oluşturma eğilimindedir. Ayrıca, düğümleri birbirine bağlayan organik bağlayıcılar, sentetik çok yönlülük ve modüler işlevsellik sağlar. Ayrıca MOF'ların 3D yapısında da aynı yapının tekrarlandığını görebiliriz.
Zeolit ve MOF Arasındaki Fark Nedir?
Zeolit, uzun yıllar gözenekli bir malzeme olarak seçenek olmasına rağmen, metal-organik çerçeveler (MOF) ve kovalent organik çerçeveler (COF) gibi diğer malzemelerin geliştirilmesi, şu anda kullanımına meydan okudu.temel fark zeolit ve MOF arasında zeolit esas olarak bir katalizör olarak faydalıdır, oysa MOF kataliz için destek yapıları için idealdir veya kendileri katalizör görevi görebilirler. Ayrıca, zeolitteki gözenekler 1 nanometreden küçüktür, oysa MOF'deki gözenekler 1 nanometreden büyüktür.
Aşağıdaki infografik, zeolit ve MOF arasındaki farkı tablo biçiminde özetler.
Özet – Zeolit ve MOF
Zeolit ve metal organik çerçeveleri veya MOF'leri sırasıyla 1 nanometreden küçük (zeolitte olduğu gibi) veya 1 nanometreden büyük (MOF'lerde olduğu gibi) gözeneklere sahip iki yaygın gözenekli malzeme olarak tanımlayabiliriz. Zeolit ve MOF arasındaki temel fark, zeolitin temel olarak bir katalizör olarak kullanışlı olmasına karşın, MOF'nin kataliz için destek yapıları için ideal olması veya kendileri katalizör olarak hareket edebilmeleridir.
