中国科学技术大学近期在氘代化学品制备技术上取得了令人瞩目的新进展，科学家们通过创新性地运用双极膜技术，实现了重水（D2O）的高效解离，这一突破不仅挑战了“重水解离速率慢”的传统观念，更为氘代酸和氘代碱的低成本、高效率生产开辟了新路径。
氘代酸和氘代碱作为合成氘代药物、进行氢/氘（H/D）交换反应的关键原料，在OLED等发光材料领域同样展现出广泛的应用潜力。然而，传统的生产工艺复杂、条件苛刻、纯化困难且能耗高，极大地限制了其大规模应用。此次研究中，科研人员巧妙地利用廉价的重水和无机盐作为原料，在室温条件下，通过双极膜电渗析技术直接解离重水，一步即可生成高浓度的氘代酸和氘代碱，显著降低了生产成本。
进一步的研究表明，这一现象与离子在膜相内的迁移能力密切相关。通过分子动力学模拟和第一性原理计算，科学家们发现，重水更高的粘度和更强的氢键网络增加了阳离子的迁移阻力，但同时也使得氘离子在膜相内的迁移速率超过了氢离子。这一发现不仅解释了氘离子迁移速率反超的原因，也为优化双极膜技术提供了理论支持。
基于这一原理，研究团队成功将技术拓展至多个体系，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和氘代碱的高效制备。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20%左右，且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，展现出显著的环境友好特性。
目前，该技术已完成工程放大，具备年产3吨氘代酸碱的能力，为其工业化大规模生产奠定了坚实基础，有望为下游众多氘代化学品的生产提供经济、优质的原料支持。
