我国学者在双极膜制备氘代酸碱方面取得进展

文章导读

你想过，抗癌药物和高端屏幕的制造难题，竟被一张“膜”破解？我国科学家首创“一步法”用重水和廉价盐高效制备氘代酸碱，不仅纯度高、成本直降8%，更无需强腐蚀试剂、零污染排放。更惊人的是，团队发现氘离子竟比氢离子跑得更快——核量子效应让反常加速成为现实。这项登顶《自然》的突破，或将重塑绿色制药与新材料产业格局，开启氘化学工业化的新篇章。

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图双极膜电渗析制备氘代酸碱性能示意

　　在国家自然科学基金项目（批准号：22438012, 22261132518, 22393913, 22303090）等资助下，中国科学技术大学徐铜文和李震宇团队在绿色低成本制备氘代酸碱方面取得新进展。研究成果以“利用双极膜合成氘代酸和氘代碱（Synthesis of deuterated acids and bases using bipolar membranes）”为题，于2025年7月9日发表在《自然》（Nature）上。论文链接https://doi.org/10.1038/s41586-025-09274-7。

　　氘代酸和氘代碱是合成抗癌药物、提升有机发光半导体（Organic Light-Emitting Diode）器件屏幕寿命的关键原料，但传统生产存在工艺复杂、反应条件苛刻、产物纯化困难、过程能耗高等瓶颈问题，制约了进一步应用。

　　上述研究团队提出以廉价无机盐和重水为原料，“一步”生成高纯度氘代酸碱的新策略，创制了高性能双极膜，揭示了核量子效应导致膜层内氘离子（D⁺）迁移速率反超氢离子（H⁺）的现象，实现了常温下重水在双极膜的高效解离，发展了以双极膜重水解离技术为核心的氘代酸碱制备平台，实现了氘代硫酸、氘氧化锂等十余种试剂的高效制备，平均生产成本仅为传统方法的五分之一，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，有望为医药、新材料等产业新发展提供参考。