journal article·2022-07Open access

Foams Stabilized by AquivionTM PFSA: Application to Interfacial Catalysis for Cascade Reactions

Andong Feng, Dmytro Dedovets, Shi Zhang, Jin Sha, Renate Schwiedernoch, Jie Gao, Yunjiao Gu, Marc Pera‐Titus

Advanced Materials Interfaces· Volume 9· Issue 19

Abstract

Abstract Foams are attractive platforms for engineering gas–liquid–solid catalytic microreactors with enhanced triphasic contact. In this study, the foaming properties of surface‐active AquivionTM perfluorosulfonic acid resin (AquivionTM PFSA) are unraveled. Stable aqueous and non‐aqueous foams are prepared driven by hydrogen bond interactions between AquivionTM PFSA and protic solvents (e.g., benzyl alcohol, aniline, water). In light of these unique properties, a catalytic foam system for one‐pot cascade deacetalization–hydrogenation reactions is designed. As proof of concept, benzaldehyde dimethyl acetal is converted into benzyl alcohol with 84% overall yield at room temperature in a foam system in the presence of AquivionTM PFSA and Pd/SiO2 catalysts, whereas the yield is halved in a non‐foam system. The enhanced reaction efficiency is attributed to a marked increase in interfacial area of the foam system and preferential location of catalytic acid centers at the gas–liquid interface.
Source: crossref · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: Catalysis and Hydrodesulfurization Studies · Catalytic Processes in Materials Science · Innovative Microfluidic and Catalytic Techniques Innovation

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

Eco‐Efficient Products and Processes Laboratory (E2P2L) UMI 3464 CNRS‐Solvay 3966 Jin Du Road, Xin Zhuang Ind. Zone Shanghai 201108 China

Laboratoire du Futur (LOF) UMR 5258 CNRS‐Solvay‐Univ. Bordeaux 178 Av. Dr Albert Schweitzer Pessac Cedex 33608 France

Cardiff Catalysis Institute School of Chemistry Cardiff University Main Building, Park Place Cardiff CF10 3AT UK

Funding

European Research Council

References (87)

Show source-provided references
1. 10.1021/ie051059n10.1021/ie051059n ↗
2. 10.1039/C5CS00447K10.1039/C5CS00447K ↗
3. 10.1016/j.cej.2018.04.05910.1016/j.cej.2018.04.059 ↗
4. Shah Y. T. · 1979
5. Ramachandran P. A. · 1983
6. Trambouze P. · 2004
7. Henkel K‐D. · 2012 · 293
8. 10.1016/S0065-2377(08)60025-310.1016/S0065-2377(08)60025-3 ↗
9. 10.1002/aic.69028030210.1002/aic.690280302 ↗
10. Harnby E. · 1985
11. 10.1016/0009-2509(93)80199-Z10.1016/0009-2509(93)80199-Z ↗
12. Green D. W. · 2008
13. 10.1002/978111880777410.1002/9781118807774 ↗
14. 10.1126/science.109695610.1126/science.1096956 ↗
15. 10.1002/cssc.20100035410.1002/cssc.201000354 ↗
16. 10.1002/anie.20140931810.1002/anie.201409318 ↗
17. 10.1016/S0920-5861(03)00197-410.1016/S0920-5861(03)00197-4 ↗
18. 10.1039/c0cc04377j10.1039/c0cc04377j ↗
19. 10.1016/j.colsurfa.2018.05.01010.1016/j.colsurfa.2018.05.010 ↗
20. 10.1016/j.cis.2017.02.00710.1016/j.cis.2017.02.007 ↗
21. 10.1016/j.colsurfa.2011.04.02910.1016/j.colsurfa.2011.04.029 ↗
22. 10.1016/j.cis.2021.10240410.1016/j.cis.2021.102404 ↗
23. 10.1002/anie.20046247010.1002/anie.200462470 ↗
24. 10.1016/j.cocis.2020.08.00410.1016/j.cocis.2020.08.004 ↗
25. 10.1039/C9SM00093C10.1039/C9SM00093C ↗
26. 10.1021/acs.langmuir.9b0386210.1021/acs.langmuir.9b03862 ↗
27. 10.1021/la048647a10.1021/la048647a ↗
28. 10.2516/ogst/201318610.2516/ogst/2013186 ↗
29. 10.1039/c0cp00777c10.1039/c0cp00777c ↗
30. 10.1039/C2SM27395K10.1039/C2SM27395K ↗
31. 10.1039/c0sm01129k10.1039/c0sm01129k ↗
32. 10.1021/acsami.5b0289010.1021/acsami.5b02890 ↗
33. 10.1039/C3SM52748D10.1039/C3SM52748D ↗
34. 10.1016/j.jcis.2021.05.07610.1016/j.jcis.2021.05.076 ↗
35. 10.1039/C9GC04063C10.1039/C9GC04063C ↗
36. 10.1016/j.jcis.2022.02.03410.1016/j.jcis.2022.02.034 ↗
37. 10.1039/C4GC02330G10.1039/C4GC02330G ↗
38. 10.1021/jacs.5b0979010.1021/jacs.5b09790 ↗
39. 10.1021/jacs.1c1120710.1021/jacs.1c11207 ↗
40. 10.1016/j.apcata.2020.11754410.1016/j.apcata.2020.117544 ↗
41. 10.1016/j.apcata.2020.11795710.1016/j.apcata.2020.117957 ↗
42. 10.1021/acscatal.6b0356110.1021/acscatal.6b03561 ↗
43. 10.1002/cssc.20170090310.1002/cssc.201700903 ↗
44. 10.1002/cctc.20170094510.1002/cctc.201700945 ↗
45. 10.1002/ejic.20180066810.1002/ejic.201800668 ↗
46. 10.1016/j.fuel.2017.10.12410.1016/j.fuel.2017.10.124 ↗
47. 10.1002/cssc.20170066310.1002/cssc.201700663 ↗
48. 10.1039/C5TA09705C10.1039/C5TA09705C ↗
49. 10.1021/acsami.8b0864910.1021/acsami.8b08649 ↗
50. 10.1016/S0032-3861(98)00055-X10.1016/S0032-3861(98)00055-X ↗
51. 10.1016/j.memsci.2003.12.00810.1016/j.memsci.2003.12.008 ↗
52. 10.1002/fuce.20110016810.1002/fuce.201100168 ↗
53. 10.1039/C5CY00534E10.1039/C5CY00534E ↗
54. 10.1016/j.jpowsour.2007.03.03710.1016/j.jpowsour.2007.03.037 ↗
55. 10.1016/j.memsci.2011.10.04110.1016/j.memsci.2011.10.041 ↗
56. 10.1021/ma049759b10.1021/ma049759b ↗
57. 10.1016/j.jpowsour.2008.10.00410.1016/j.jpowsour.2008.10.004 ↗
58. 10.1021/ie503591v10.1021/ie503591v ↗
59. 10.1039/c2sm26461g10.1039/c2sm26461g ↗
60. 10.1016/j.fluid.2018.01.02510.1016/j.fluid.2018.01.025 ↗
61. 10.1016/j.molstruc.2007.04.01810.1016/j.molstruc.2007.04.018 ↗
62. 10.1039/C8CP02448K10.1039/C8CP02448K ↗
63. 10.1002/chem.1996002120610.1002/chem.19960021206 ↗
64. 10.1039/cs980090009110.1039/cs9800900091 ↗
65. 10.1002/chem.20140285810.1002/chem.201402858 ↗
66. 10.1021/jo100461z10.1021/jo100461z ↗
67. Rice S. A. · 2011 · 2
68. 10.1021/ja001891d10.1021/ja001891d ↗
69. 10.1039/b004086j10.1039/b004086j ↗
70. Kingsbury C. A. · 2015
71. 10.1016/j.colsurfa.2014.01.08610.1016/j.colsurfa.2014.01.086 ↗
72. 10.1002/vnl.2017710.1002/vnl.20177 ↗
73. 10.1016/j.cherd.2015.06.02610.1016/j.cherd.2015.06.026 ↗
74. 10.1039/B704257B10.1039/B704257B ↗
75. 10.1016/j.matchemphys.2008.05.02610.1016/j.matchemphys.2008.05.026 ↗
76. 10.1016/j.electacta.2011.10.05810.1016/j.electacta.2011.10.058 ↗
77. 10.1021/je201009c10.1021/je201009c ↗
78. 10.1016/j.colsurfa.2007.05.02610.1016/j.colsurfa.2007.05.026 ↗
79. 10.1016/j.molliq.2019.11134110.1016/j.molliq.2019.111341 ↗
80. 10.1016/j.jcis.2018.03.01910.1016/j.jcis.2018.03.019 ↗
81. 10.1016/j.apsusc.2016.02.11710.1016/j.apsusc.2016.02.117 ↗
82. 10.1016/j.jcat.2011.05.02310.1016/j.jcat.2011.05.023 ↗
83. 10.1016/j.jcat.2017.12.02610.1016/j.jcat.2017.12.026 ↗
84. 10.1016/0021-9797(68)90272-510.1016/0021-9797(68)90272-5 ↗
85. 10.1016/j.apcatb.2014.09.04110.1016/j.apcatb.2014.09.041 ↗
86. 10.1016/j.jcis.2018.11.06510.1016/j.jcis.2018.11.065 ↗
87. 10.1016/j.apcatb.2015.06.02010.1016/j.apcatb.2015.06.020 ↗