科技日报记者 吴长锋
记者9日从中国科学技能年夜学获悉，该校精准智能化学天下重点试验室传授徐铜文、特任传授汪耀明及传授李震宇团队结合攻关，立异性地使用双极膜实现重水高效解离，发明了核量子效应致使膜层内氘离子迁徙速度反超氢离子的征象。该研究倾覆了持久以来“重水解离速度比水慢”的传统认知，并乐成开发出低成本制备氘代酸碱的新技能。研究结果9日于线发表在国际期刊《天然》。
氘代酸及氘代碱是合成氘代药物、举行氢/氘互换反映的要害原料，同时于有机发光二极管（OLED）器件寿命晋升具备主要运用，市场远景广漠。然而，当前氘代酸碱的出产遍及存于工艺繁杂、反映前提苛刻、产品纯化坚苦、历程能耗高档瓶颈问题。
这次研究以廉价的无机盐及重水为原料，于室温前提下使用双极膜解离重水，一步天生高浓度的氘代酸及氘代碱，年夜幅降低了出产成本，有望为下流浩繁氘代化学品提供经济、优质的氘代酸碱原料。
研究阐了然双极膜高效解离重水的焦点机理，即于反向偏压作用下，双极膜中间层离子定向迁出，解离孕育发生的氘离子及氘氧根离子成为氘代酸碱的来历。研究注解，与水系统比拟，重水更高的氘氧键键能及更低的离子扩散系数致使膜堆电压显著升高；特别是于耗损不异电荷量的环境下，氘离子/氘氧根离子的天生速度反是氢离子/氢氧根离子的1.25倍，这倾覆了重水解离速度慢的固有认知。
基在此，研究团队乐成将技能拓展最多种系统，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能为焦点的氘代酸碱制备平台，平均出产成本仅为传统工艺的五分之一。整个出产历程无需利用强腐化性试剂或者重金属催化剂，排放趋近在零，情况友爱特征凸起，高度契合我国经济社会周全绿色低碳转型的战略标的目的。今朝，该技能已经乐成完成3吨/年氘代酸碱的中试放年夜，为其工业化年夜范围出产奠基了坚实基础。
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