科學研究 - 東京大學全球首次證明「有機潮解現象」，有望開發出VOC回收劑

潮解是物質從空氣中吸收水氣並自發變成水溶液的現象。一個常見的現象是，含有苦滷（氯化鎂）的食鹽透過吸收大氣中的水氣而變硬。另一方面，此前未報告過物質吸收VOC（揮發性有機化合物）而非水氣變成液體的潮解現象。東京大學生產技術研究所的石井和之教授等人組成的研究團隊全球首次發現了暴露於VOC中的分子鹽粉會逐漸變成液體的奇特現象。透過系統地進行研究證明，這種現象是VOC引起的潮解現象，研究團隊將其命名爲有機潮解。

圖1：(n-Bu4N)PF6 暴露於氯仿蒸氣的有機潮解行為。（供圖：東京大學，修改自RSC Adv., 2022, 12, 18307-18310）

在實驗中，研究團隊將化合物晶體和粉末放入容器裏，然後另行單獨加入有機溶劑並密封，追蹤了暴露於VOC中的粉末的狀態變化。由此觀測到了有機溶劑減量，化合物粉末逐漸變成液體的現象。粉末變成液體後，應答其質量增加，證明是VOC引起的潮解現象。

當使用化學工業中廣泛用作溶劑的氯仿時，觀察到高度溶於氯仿的分子鹽四丁基六氟磷酸銨（（n-Bu4N）PF6）出現了有機潮解現象，而不溶性無機鹽六氟磷酸銨（NH4PF6）、四氟硼酸銨（NH4BF4）和氯化鈉（NaCl）則未被觀測到。

當使用被大量用於濕法纖維紡絲，可溶解各種鹽類的高極性N,N-二甲基甲醯胺（DMF）時，不溶於DMF的NaCl未觀測到有機潮解現象，而溶於DMF的（n-Bu4N）PF6、NH4PF6和NH4BF4觀測到了有機潮解現象。此時收集的溶劑量遠遠高於鹽量，與常規吸附現象相比，這是有機潮解的一個重要特徵。非銨鹽四苯基溴化膦（（Ph4P）Br）也觀測到了有機潮解現象，證明這不是銨鹽特有的現象，而是普遍現象。