一组化学家开发了一种创新的方法，能够安全地生产重要的含氟化学品，避免了使用危险的氟化氢（HF）气体。研究成果发表在《科学》杂志上，可能会显著提升全球工业的安全性并减少碳足迹。文章标题为“通过磷酸盐机械化学过程从萤石中提取氟化学品，绕过HF的生成”。

　　含氟化学品在多个领域具有重要应用，包括聚合物、农药、药物，以及智能手机和电动汽车中的锂离子电池。2018年，全球市场规模已达到214亿美元。目前，所有含氟化学品的生产都依赖于有毒且腐蚀性的氟化氢（HF），这一过程能耗极高。尽管有严格的安全规定，过去几十年中HF泄漏事件频发，造成了严重的事故和环境问题。

　　为了寻找更安全的生产方式，牛津大学的化学家团队与FluoRok、伦敦大学学院及科罗拉多州立大学的同事们合作，受到了自然生物矿化过程的启发，这一过程是牙齿和骨骼形成的基础。传统上，氟化氢是在极端条件下通过氟石（CaF2）与硫酸反应生成的，而新方法则直接从CaF2中合成氟化学品，完全避免了HF的生成，这一成就一直是化学家们追求的目标。

　　在新方法中，固态的CaF2通过一种模仿生物矿化的过程被激活，类似于磷酸钙矿物在牙齿和骨骼中的形成。研究团队将CaF2与粉状磷酸钾盐在球磨机中研磨数小时，采用的机械化学过程源自传统的杵臼研磨香料的方法。

　　最终得到的粉末称为Fluoromix，能够直接从CaF2合成超过50种不同的含氟化学品，收率高达98%。这一方法有望简化现有的供应链，降低能源需求，助力实现可持续发展目标，并减少行业的碳足迹。

　　令人振奋的是，这种固态工艺在处理酸级氟石（> 97%，CaF2）和合成试剂级CaF2时同样有效。该过程标志着全球氟化学品生产的重大转变，并促成了氟ok的成立，这是一家专注于该技术商业化及开发安全、可持续且经济的氟化产品的公司。研究人员希望这项研究能够激励全球科学家为复杂的化学问题提供创新的解决方案，带来社会效益。

　　牛津大学化学系的主要作者之一Calum Patel表示：“用磷酸盐机械化学激活CaF2是一项令人振奋的发明，这个看似简单的过程实际上是对复杂问题的高效解决；然而，关于这一反应的具体机制仍有许多未解之谜。合作是解答这些问题并推动我们对氟化学这一新兴领域理解的关键。成功的解决方案往往源于多学科的合作与专业知识，我认为这项工作充分体现了这一点的重要性。”

　　牛津大学化学系的首席作者尼克·古弗纳尔教授表示：“直接使用CaF2进行氟化是该领域的圣杯，几十年来一直在寻找解决方案。向可持续化学品生产方法的转型，减少或消除对环境的有害影响，是当今的优先目标，这可以通过雄心勃勃的计划和对现有制造过程的全面重新思考来加速。”