ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างซีโอไลต์และกระทรวงการคลังคือซีโอไลต์มีประโยชน์เป็นหลักในการเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา ในขณะที่กระทรวงการคลังเหมาะสำหรับโครงสร้างรองรับสำหรับการเร่งปฏิกิริยาหรือสามารถทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาได้
เราสามารถระบุซีโอไลต์และโครงสร้างอินทรีย์ของโลหะหรือ MOF เป็นวัสดุที่มีรูพรุนทั่วไปสองชนิดที่มีรูพรุนน้อยกว่า 1 นาโนเมตร (เช่นเดียวกับในซีโอไลต์) หรือใหญ่กว่า 1 นาโนเมตร (ดังในกระทรวงการคลัง) ตามลำดับ
ซีโอไลต์คืออะไร
ซีโอไลต์เป็นแร่อะลูมิโนซิลิเกตที่มีรูพรุน ส่วนใหญ่จะมีประโยชน์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา ในระดับเชิงพาณิชย์ จะมีประโยชน์ในฐานะตัวดูดซับ คำนี้มีชื่อเสียงในปี 1756 หลังจากการวิจัยของนักแร่วิทยาชาวสวีเดน Axel Fredrik Cronstedtเขาสังเกตการผลิตไอน้ำปริมาณมากจากน้ำ (ซึ่งเกิดขึ้นภายในวัสดุผ่านการดูดซับ) เมื่อมีการให้ความร้อนอย่างรวดเร็วของวัสดุเฉพาะที่มีสไตลไบท์ ขึ้นอยู่กับข้อสังเกตนี้ นักวิทยาศาสตร์คนนี้ตั้งชื่อวัสดุนี้ว่าซีโอไลต์ ซึ่งมีความหมายในภาษากรีกว่า “ซีโอ”=”ต้ม” และ “ลิโธส”=”หิน”
รูปที่ 01: Thomsonite – รูปแบบของ Zeolite Mineral
โครงสร้างซีโอไลต์
ซีโอไลต์มีโครงสร้างเป็นรูพรุนซึ่งสามารถเชื่อมโยงกับไอออนบวกได้หลากหลาย เช่น Na+, K+, Ca2+ และ Mg2+ เหล่านี้เป็นไอออนที่มีประจุบวกที่สามารถจับหลวมได้ ดังนั้น ไอออนเหล่านี้จึงสามารถแลกเปลี่ยนกับไอออนอื่นๆ ได้อย่างง่ายดายเมื่อสัมผัสกับสารละลาย แร่ธาตุในกลุ่มซีโอไลต์ ได้แก่ ทวารหนัก, ชาบาไซต์, คลินออปติโลไลต์, สไตลไบท์ เป็นต้น
รูปที่ 02: โครงสร้างจุลภาคของซีโอไลต์
เมื่อพิจารณาคุณสมบัติของซีโอไลต์ รูปแบบที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติสามารถทำปฏิกิริยากับน้ำใต้ดินที่เป็นด่างได้ ยิ่งไปกว่านั้น วัสดุเหล่านี้สามารถตกผลึกในสภาพแวดล้อมหลังการสะสมตัวในช่วงระยะเวลาหนึ่ง นอกจากนี้ รูปแบบของซีโอไลต์ตามธรรมชาติยังไม่ค่อยเกิดขึ้นในสภาวะบริสุทธิ์ พวกมันมักจะปนเปื้อนด้วยแร่ธาตุอื่น ๆ โลหะ ควอทซ์ ฯลฯ
กระทรวงการคลังคืออะไร
โครงโลหะอินทรีย์หรือกระทรวงการคลังเป็นวัสดุที่มีรูพรุนแบบผสมซึ่งประกอบด้วยทั้งกลุ่มอินทรีย์และอนินทรีย์ เราสามารถสังเกตโครงสร้างของวัสดุเหล่านี้เป็นผลึกและ 3 มิติในธรรมชาติ และสามารถใช้การรวมกันของกลุ่มอนินทรีย์แข็งเช่นไอออนโลหะหรือกลุ่มโลหะพร้อมกับลิแกนด์เชื่อมโยงอินทรีย์ที่ยืดหยุ่นได้ การใช้ทั้งกลุ่มที่เข้มงวดและยืดหยุ่นนี้สามารถเปิดใช้งาน MOFs เพื่อรับรูพรุนที่ปรับได้ในระยะยาว ซึ่งสามารถเชื่อมโยงกับโมเลกุลที่หลากหลายวัสดุนี้สามารถรับการฟอก ซึ่งช่วยให้พวกเขาเลือกชนิดของโมเลกุลที่สามารถเข้าไปในรูขุมขนได้
โครงสร้างกระทรวงสาธารณสุข
เมื่อพิจารณาโครงสร้างของกระทรวงการคลังอย่างใกล้ชิด เราสามารถสังเกตได้ว่ากลุ่มอนินทรีย์และอินทรีย์ถูกจัดเรียงในลักษณะเฉพาะทำให้รูขุมขนกว้าง โครงสร้างของกระทรวงการคลังเกิดขึ้นเป็นเครือข่ายประสานงานของโหนดอนินทรีย์ โหนดเหล่านี้มักจะสร้างมุมของรูพรุนเหล่านี้ ให้ความเสถียรทางเรขาคณิตพร้อมกับความสม่ำเสมอของโครงสร้าง ยิ่งไปกว่านั้น ตัวเชื่อมโยงแบบออร์แกนิกที่เชื่อมต่อโหนดเข้าด้วยกันยังให้ความคล่องตัวในการสังเคราะห์และการทำงานแบบแยกส่วน นอกจากนี้ เราจะเห็นโครงสร้างเดิมซ้ำในโครงสร้าง 3 มิติของกระทรวงการคลัง
ซีโอไลต์กับกระทรวงการคลังต่างกันอย่างไร
แม้ว่าซีโอไลต์จะเป็นตัวเลือกสำหรับวัสดุที่มีรูพรุนมาหลายปี แต่การพัฒนาวัสดุอื่นๆ เช่น กรอบโลหะ-อินทรีย์ (MOF) และกรอบอินทรีย์โควาเลนต์ (COF) ได้ท้าทายการใช้งานในปัจจุบันความแตกต่างที่สำคัญระหว่างซีโอไลต์และกระทรวงการคลังคือ ซีโอไลต์มีประโยชน์เป็นหลักในฐานะตัวเร่งปฏิกิริยา ในขณะที่กระทรวงการคลังเหมาะสำหรับโครงสร้างรองรับสำหรับการเร่งปฏิกิริยา หรือสามารถทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาได้เอง ยิ่งไปกว่านั้น รูพรุนในซีโอไลต์จะน้อยกว่า 1 นาโนเมตร ในขณะที่รูพรุนในกระทรวงการคลังจะมีขนาดใหญ่กว่า 1 นาโนเมตร
อินโฟกราฟิกต่อไปนี้สรุปความแตกต่างระหว่างซีโอไลต์และกระทรวงการคลังในรูปแบบตาราง
สรุป – Zeolite vs MOF
เราสามารถระบุซีโอไลต์และโครงสร้างอินทรีย์ของโลหะหรือ MOF เป็นวัสดุที่มีรูพรุนทั่วไปสองชนิดที่มีรูพรุนน้อยกว่า 1 นาโนเมตร (เช่นเดียวกับในซีโอไลต์) หรือใหญ่กว่า 1 นาโนเมตร (เช่นเดียวกับในกระทรวงการคลัง) ตามลำดับ ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างซีโอไลต์และกระทรวงการคลังคือ ซีโอไลต์มีประโยชน์เป็นหลักในการเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา ในขณะที่ MOF นั้นเหมาะสำหรับโครงสร้างรองรับสำหรับการเร่งปฏิกิริยาหรือสามารถทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาได้เอง
