中國人民大學牟天成CRPS: 低共熔溶劑——綠色合成的工具箱

01 【引言】

現代社會對各種功能性分子和材料的需求大大增加。一方面，從納米尺度到宏觀尺度，所需產品種類繁多。另一方面，溶劑在合成過程中始終起著至關重要的作用，傳統溶劑體系難以滿足需求。低共熔溶劑（DESs）作為一類綠色溶劑，近年來受到廣泛關注。DESs主要由氫鍵供體 (HBD) 和受體 (HBA) 組成，氫鍵相互作用在形成共晶系統中起重要作用。就物理化學性質而言，DESs 和離子液體 (ILs) 非常相似，而制備過程要簡單得多（直接混合）。通過調整這兩種成分的比例，可以調整共晶體系的極性和電導率等熱力學性質。因此，DESs被稱為task-specific的溶劑。

02 【成果簡介】

近日，北京林業大學薛智敏教授和中國人民大學牟天成教授以“Deep eutectic solvents as a green toolbox for synthesis”為題，在Cell Reports Physical Science發表展望論文。該文章側重于闡述DES 在材料合成中的應用：在簡要總結了DESs在有機合成中的用途后，對四種材料合成策略（溶劑熱法、電沉積法、煅燒法和聚合法）進行了全面闡述。基于DESs 的合成理念有望對學術界和工業界起到參考作用。

03【圖文導讀】

圖1 低共熔溶劑的組成和其參與合成的產物。

圖2 氯化膽堿-尿素型DES的微觀結構。

圖3 基于DES的四種材料合成策略。

圖4 DES中材料生長動力學研究。

圖5 水系電解質的電沉積過程和DES中電沉積過程的對比。

圖6 三種共熔膠的制備。

圖7 共熔膠的表征以及其和水凝膠的對比。

圖8 從共熔膠到紐扣電池的制備過程以及性能測試。

圖9 提出對幾種合成策略進行工業性評估的6個標準。

圖10 工業應用實例以及展望。

04【文獻鏈接】

Dongkun Yu, Zhimin Xue* and Tiancheng Mu*. Deep eutectic solvents as a green toolbox for synthesis, Cell Reports Physical Science. 2022, 3, 100809.

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2666386422000790

【薛智敏教授簡介】

北京林業大學教授，國家高層次人才計劃入選者，從事綠色化學、林產化工、催化等與能源和環境相關領域的研究工作。在Chem. Soc. Rev., Angew. Chem. Int. Ed., Green Chem.,等國際主流期刊發表SCI論文80余篇，參與編寫中文專著1部，英文專著2部。2020年獲全國林草科技創新青年拔尖人才。

【牟天成教授簡介】

中國人民大學教授，致力于綠色化學和可持續發展研究。在Chem. Rev., Chem. Soc. Rev.等期刊發表SCI論文180余篇。獲中國分析測試協會科學技術獎一等獎，梁希林業科學技術獎二等獎等獎勵。擔任RSC Advances副主編，《過程工程學報》、《化學教育》等期刊編委，中國化學會綠色化學專業委員會委員等。

本文由作者供稿。