山东
IT之家 7 月 9 日消息，中国科学技术大学精准智能化学全国重点实验室徐铜文教授、汪耀明特任教授和李震宇教授团队联合攻关，在氘代化学品制备领域取得突破性进展。
研究团队创新性地利用双极膜实现重水高效解离，发现了核量子效应导致膜层内氘离子迁移速率反超氢离子的现象，颠覆了长期以来“重水解离速率比水慢”的传统认知，并成功开发出低成本制备氘代酸碱的新技术。7 月 9 日，该重要研究成果在线发表于《自然》（Nature）。
▲双极膜重水解离示意图及理论模拟
氘代酸和氘代碱是合成氘代药物、进行氢 / 氘交换反应的关键原料，同时在有机发光二极管（OLED）器件寿命提升具有重要应用，市场前景广阔。然而，当前氘代酸碱的生产普遍存在工艺复杂、反应条件苛刻、产物纯化困难、过程能耗高等瓶颈问题，是比黄金还昂贵的工业原料。
此次研究以廉价的无机盐和重水为原料，在室温条件下利用双极膜解离重水，一步生成高浓度的氘代酸和氘代碱，大幅降低了生产成本，有望为下游众多氘代化学品提供经济、优质的氘代酸碱原料。
▲双极膜解离重水的实验装置
研究团队成功实现了包括氘代硫酸、氘代盐酸、氟化氘、氘代硝酸、氘氧化钾、氘氧化钠等一系列氘代酸碱试剂的高效制备。以该双极膜重水解离技术为核心的氘代酸碱制备平台，平均生产成本仅为传统工艺的五分之一（降低 80%）。整个生产过程无需使用强腐蚀性试剂或重金属催化剂，排放趋近于零，环境友好特性突出，高度契合我国经济社会全面绿色低碳转型的战略方向。
目前，该技术已成功完成 3 吨 / 年氘代酸碱的中试放大，为其工业化大规模生产奠定了坚实基础。
中国科大闫军营博士后、蒋晨啸副研究员和曾雄志特任副研究员为论文共同第一作者。徐铜文教授、汪耀明特任教授和李震宇教授为共同通讯作者。
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