研究阐明了双极膜高效解离重水的核心机理，即在反向偏压作用下，双极膜中间层离子定向迁出， 解离产生的氘离子和氘氧根离子成为氘代酸碱的来源。研究表明，与水体系相比，重水更高的氘氧键键 能和更低的离子扩散系数使膜堆电压显著升高。尤其是在消耗相同电荷量的情况下，氘离子/氘氧根离 子的生成速率是氢离子/氢氧根离子的1.25倍，这颠覆了重水解离速率慢的固有认知。 基于此，研究团队成功将技术拓展至多种体系，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。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。目前，该技术已成功完成3吨/年氘代酸碱的中试放大，为工 业化大规模生产奠定了坚实基础。 （原载于《科技日报》 2025-07-22 第06版） 记者7月17日从中国科学技术大学获悉，该校教授徐铜文、特任教授汪耀明和教授李震宇团队联合 攻关，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。该研究颠覆了长期以来"重 ...

氘代酸/碱生产技术突破 - 中国科学技术大学团队在Nature发表研究，创新性利用双极膜（BPM）实现重水（D₂O）高效解离，颠覆传统重水解离速率慢的认知[2][3] - 研究发现氘核（D⁺/OD⁻）生成速率是质子（H⁺/OH⁻）的1.25倍，归因于D⁺在膜层内迁移速率反超H⁺的核量子效应[4] - 技术使用低成本重水和硫酸钾，制备出2.75M D₂SO₄和5.82M KOD，性能媲美市售产品[4] 技术优势与工业化进展 - 新平台生产成本仅为传统工艺20%，无需强腐蚀试剂或重金属催化剂，排放趋近于零[5] - 技术已拓展至氘代硫酸、盐酸、氟化氘、硝酸及氘氧化钾/钠等多种化合物高效制备[5] - 完成工程放大后具备年产3吨氘代酸/碱能力，为工业化大规模生产奠定基础[5] 应用领域与产业价值 - 氘代酸/碱是合成氘代药物、改性光电材料及氢同位素交换反应的关键化学品[2] - 该技术解决了传统工艺复杂、条件苛刻、纯化困难、能耗高等瓶颈问题[2] - 双极膜技术平台具有灵活性和稳健性，可促进氘标记化合物合成产业化[4][5]

氘代化学品制备技术突破 - 中国科学技术大学科研团队在氘代化学品制备领域取得重要进展 [1] - 创新性地利用双极膜技术实现低成本、高效率的氘代酸和氘代碱制备 [1] - 将这类比黄金还昂贵的工业原料生产成本降低了80% [1] - 研究成果在国际学术期刊《自然》在线发表 [1]