科学研究 - 东京大学全球首次证明“有机潮解现象”，有望开发出VOC回收剂

潮解是物质从空气中吸收水蒸气并自发变成水溶液的现象。一个常见的现象是，含有盐卤（氯化镁）的食盐通过吸收大气中的水蒸气而变硬。另一方面，此前未报告过物质吸收VOC（挥发性有机化合物）而非水蒸气变成液体的潮解现象。东京大学生产技术研究所的石井和之教授等人组成的研究团队全球首次发现了暴露于VOC中的分子盐粉会逐渐变成液体的奇特现象。通过系统地进行研究证明，这种现象是VOC引起的潮解现象，研究团队将其命名为有机潮解。

图1：(n-Bu4N)PF6 暴露于氯仿蒸气的有机潮解行为。（供图：东京大学，修改自RSC Adv., 2022, 12, 18307-18310）

在实验中，研究团队将化合物晶体和粉末放入容器里，然后另行单独加入有机溶剂并密封，追踪了暴露于VOC中的粉末的状态变化。由此观测到了有机溶剂减少，化合物粉末逐渐变成液体的现象。粉末变成液体后，确认其质量增加，证明是VOC引起的潮解现象。

当使用化学工业中广泛用作溶剂的氯仿时，观察到高度溶于氯仿的分子盐四丁基六氟磷酸铵（（n-Bu4N）PF6）出现了有机潮解现象，而不溶性无机盐六氟磷酸铵（NH4PF6）、四氟硼酸铵（NH4BF4）和氯化钠（NaCl）则未被观测到。

当使用被大量用于湿法纺丝，可溶解各种盐类的高极性二甲基甲酰胺（DMF）时，不溶于DMF的NaCl未观测到有机潮解现象，而溶于DMF的（n-Bu4N）PF6、NH4PF6和NH4BF4观测到了有机潮解现象。此时收集的溶剂量远远高于盐量，与常规吸附现象相比，这是有机潮解的一个重要特征。非铵盐四苯基溴化膦（（Ph4P）Br）也观测到了有机潮解现象，证明这不是铵盐特有的现象，而是普遍现象。