Tofauti kuu kati ya zeolite na MOF ni kwamba zeolite ni muhimu sana kama kichocheo, ilhali MOF ni bora kwa miundo ya usaidizi wa kichocheo au inaweza kufanya kama kichocheo.
Tunaweza kutambua mifumo ya zeolite na metali ya kikaboni au MOF kama nyenzo mbili za kawaida za vinyweleo zenye matundu chini ya nanomita 1 (kama ilivyo katika zeolite) au kubwa kuliko nanomita 1 (kama ilivyo katika MOF), mtawalia.
Zeolite ni nini?
Zeolite ni madini ya aluminosilicate ndogo sana. Ni muhimu sana kama kichocheo. Kwa kiwango cha kibiashara, ni muhimu kama adsorbent. Neno hili lilikuja umaarufu mnamo 1756 baada ya utafiti wa mtaalamu wa madini wa Uswidi Axel Fredrik Cronstedt. Aliona uzalishaji wa kiasi kikubwa cha mvuke kutoka kwa maji (ambayo hutokea ndani ya nyenzo kwa njia ya adsorption) juu ya joto la haraka la nyenzo fulani zilizo na stilbite. Kulingana na uchunguzi huu, mwanasayansi huyu aliita nyenzo hii zeolite, ambayo ina maana ya Kigiriki, "zeo"="kuchemsha", na "lithos"="jiwe".
Kielelezo 01: Thomsonite - Aina ya Madini ya Zeolite
Muundo wa Zeolite
Kuna muundo wa vinyweleo katika zeolite ambao unaweza kuhusishwa na aina mbalimbali za milio, ikiwa ni pamoja na Na+, K+, Ca2+ na Mg2+. Hizi ni ioni zenye chaji chanya ambazo zinaweza kushikiliwa kwa urahisi. Kwa hiyo, ioni hizi zinaweza kubadilishwa kwa urahisi kwa ions nyingine wakati wa kuwasiliana na suluhisho. Wanachama wa madini katika kundi la zeolite ni pamoja na analcime, chabazite, clinoptilolite, stilbite, n.k.
Kielelezo 02: Muundo wa Hadubini wa Zeolite
Unapozingatia sifa za zeolite, maumbo yanayotokea kiasili yanaweza kuathiriwa na maji ya chini ya ardhi yenye alkali. Zaidi ya hayo, nyenzo hizi zinaweza kuangaziwa katika mazingira ya baada ya kuwekwa kwa muda mrefu. Zaidi ya hayo, fomu za zeolite asili hutokea mara chache katika hali safi. Kwa kawaida huchafuliwa na madini mengine, metali, quartz, n.k.
MOF ni nini?
Mifumo ya chuma-hai au MOF ni nyenzo mseto za vinyweleo zinazojumuisha vikundi vya kikaboni na isokaboni. Tunaweza kuona muundo wa nyenzo hizi kama fuwele na 3D katika asili, na inaweza kutumia mchanganyiko wa vikundi visivyo vya kikaboni kama vile ayoni za chuma au nguzo za metali pamoja na ligandi za kiunganishi za kikaboni zinazonyumbulika. Utumiaji huu wa vikundi vilivyo ngumu na vinavyonyumbulika vinaweza kuwezesha MOF kupata tundu za masafa marefu zinazoweza kusomeka, ambazo zinaweza kuhusishwa na anuwai ya molekuli. Nyenzo hii inaweza kufanyiwa urekebishaji, ambayo huiruhusu kuchagua aina ya molekuli zinazoweza kuingia kwenye vinyweleo vyake.
Muundo wa MOF
Tunapozingatia muundo wa MOF kwa karibu, tunaweza kuona vikundi vya isokaboni na kikaboni vimepangwa kwa njia mahususi kutengeneza vinyweleo. Muundo wa MOF hutokea kama mtandao wa uratibu wa nodi isokaboni. Nodi hizi huwa na kuunda pembe za pores hizi zinazotoa, utulivu wa kijiometri pamoja na utaratibu wa muundo. Zaidi ya hayo, viunganishi vya kikaboni ambavyo vinaunganisha nodi pamoja hutoa utengamano wa sintetiki na utendakazi wa kawaida. Zaidi ya hayo, tunaweza kuona muundo sawa unarudiwa katika muundo wa 3D wa MOF.
Kuna tofauti gani kati ya Zeolite na MOF?
Ingawa zeolite lilikuwa chaguo kama nyenzo yenye vinyweleo kwa miaka mingi, uundaji wa nyenzo nyingine kama vile mifumo ya kikaboni ya metali (MOF) na mifumo ya kikaboni ya ushirikiano (COF) imepinga matumizi yake kwa sasa. Tofauti kuu kati ya zeolite na MOF ni kwamba zeolite ni muhimu sana kama kichocheo ilhali MOF ni bora kwa miundo ya usaidizi wa kichocheo, au zinaweza kufanya kama vichochezi zenyewe. Zaidi ya hayo, vinyweleo kwenye zeolite ni chini ya nanomita 1, ilhali vinyweleo kwenye MOF ni vikubwa kuliko nanomita 1.
Infographic ifuatayo ni muhtasari wa tofauti kati ya zeolite na MOF katika umbo la jedwali.
Muhtasari – Zeolite dhidi ya MOF
Tunaweza kutambua zeolite na mifumo ya kikaboni ya chuma au MOF kama nyenzo mbili za kawaida za vinyweleo zenye matundu chini ya nanomita 1 (kama ilivyo katika zeolite) au kubwa kuliko nanomita 1 (kama ilivyo katika MOF), mtawalia. Tofauti kuu kati ya zeolite na MOF ni kwamba zeolite ni muhimu sana kama kichocheo ilhali MOF ni bora kwa miundo ya usaidizi wa kichocheo au zinaweza kufanya kama vichochezi zenyewe.
