Hierarchical porous silica monoliths: A novel class of microreactors for process intensification in catalysis and adsorption

• Published in: Comptes rendus. Chimie Vol. 19; no. 1-2; pp. 231 - 247
• Main Authors: Galarneau, Anne, Sachse, Alexander, Said, Bilel, Pelisson, Carl-Hugo, Boscaro, Paolo, Brun, Nicolas, Courtheoux, Laurence, Olivi-Tran, Nathalie, Coasne, Benoit, Fajula, Francois
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: Elsevier SAS 01.01.2016; Académie des sciences (Paris)
• Subjects: Chemical Sciences; Design de synthèse; Liquid-phase reactions; Macroporous materials; Material chemistry; Matériaux macroporeux; Matériaux microporeux; Matériaux mésoporeux; Mesoporous materials; Microporous materials; Microreactors; Microréacteurs; Réactions en phase liquide; Synthesis design; Zeolites; Zéolithes; Réactions en phase liquide; Zéolithes; Macroporous materials; Liquid-phase reactions; Microporous materials; Mesoporous materials; Zeolites; Matériaux mésoporeux; Synthesis design; Design de synthèse; Matériaux microporeux; Microreactors; Microréacteurs; Matériaux macroporeux
• ISSN: 1631-0748; 1878-1543; 1878-1543
• DOI: 10.1016/j.crci.2015.05.017

Silica monoliths with hierarchical porosity (macro-/mesoporous), prepared by a combination of phase separation (spinodal decomposition) and sol–gel process, have demonstrated remarkable potential as supports for catalysts and adsorbents with improved efficiency and productivity of a number of applications. This is due to perfect homogeneous interconnected porous networks enabling an exceptional mass transfer and a fine control of contact times. Silica monoliths have been functionalized by an important variety of moities and techniques, such as grafting with versatile species (acidic, basic), by alumina coating, immobilization of ionic liquids, in-situ synthesis of nanoparticles of Pd, MOF, and NiMoS2, pseudomorphic transformation of the skeleton into MCM-41 or zeolites (SOD, LTA). These functional materials reveal great opportunities for process intensification. Les monolithes siliciques à porosité hiérarchique (macro-/mésoporeux) synthétisés par une combinaison de séparation de phase (décomposition spinodale) et de procédé sol–gel sont des supports remarquables pour des catalyseurs et des adsorbants. ls ont permis d'améliorer l'efficacité et la productivité d'un grand nombre d'applications, grâce à a un réseau de pores homogenes rendant possibles un transfert de matiere exceptionnel et une parfaite maîtrise du temps de contact. Les monolithes de silice ont été fonctionnalisés par greffage de différentes espèces (acides, basiques), par recouvrement d’alumine, par dépôt de liquide ionique, par synthèse in situ de nanoparticules de Pd, de MOF (CuBTC), de NiMoS2 et par transformation pseudomorphique du squelette silicique en MCM-41 et en zéolithes (SOD, LTA). Tous ces nouveaux catalyseurs et adsorbants ainsi mis en forme ont révélé de grandes potentialités pour l'intensification de divers procédés.