论文标题：Phase Separation in Nonaqueous Systems Induced by a Solid Component

论文链接：https://www.mdpi.com/2673-8015/6/1/10

期刊名：Liquids

期刊主页：https://www.mdpi.com/journal/liquids

Hofman, T.; Tomaszewski, W. Phase Separation in Nonaqueous Systems Induced by a Solid Component. Liquids 2026, 6, 10. https://doi.org/10.3390/liquids6010010

含水双水相体系在生物分离领域已得到广泛应用，但固体组分诱导非水溶剂发生液液相分离（非水双相体系，NATPS）的相关研究长期零散、缺乏系统性梳理。本文系统整合现有文献，并基于作者团队数千组三元体系大规模筛选实验，完整阐释固体盐、糖类、蛋白变性剂诱导非均相液液分层的形成规律、相平衡特征、建模难点与多元应用前景，填补该领域系统性研究空白。

本研究首先梳理国内外零散观测案例，明确季铵盐、TFSI类金属盐、无机盐均可促使互溶极性/弱极性二元有机溶剂出现分层现象，并总结体系形成基础条件：两种溶剂极性差异显著，固体组分在其中一相溶解性强、另一相溶解性极差，二元混合液本身接近分相临界点，少量固体即可拉大混溶间隙。作者团队完成2557组三元体系定性筛选，共发现311套可稳定分层体系，揭示分相诱导能力强弱规律：糖类整体优于无机盐，阳离子诱导能力排序为Ca²⁺>Li⁺>NH₄⁺>Na⁺，阴离子遵循SCN->I->NO₃->Br->Cl-，该序列与霍夫迈斯特序列呈反向对应关系；甲酰胺、DMSO 是适配性最优极性溶剂，胍盐等蛋白变性剂也具备较强分相诱导效果。

在此基础上，作者团队选取九组典型体系测定等温液液相平衡（LLE）与变温浊点曲线。实验发现三元相图两相区呈高度不对称形态，传统NRTL、UNIQUAC热力学模型拟合误差较大，难以精准描述结点与连接线变化；为此引入机器学习分类模型，以溶剂溶解参数、离子极化率等分子描述符构建预测工具，可快速筛选潜在非水双相体系，为体系开发提供高效预判手段。

本文系统梳理该技术多元应用场景：一是水敏感有机金属、药物中间体的萃取分离，规避水相水解问题；二是可切换均相催化体系，反应时溶剂互溶保证催化效率，加盐分层后催化剂单独回收循环；三是锂硫、镁金属无水分层电解液，无需隔膜即可抑制多硫化物穿梭效应，提升电池能量密度；同时可用于非水聚合、石油沥青提取与分析样品前处理等场景。

最后本文指出当前研究短板：适配该体系的精准热力学模型缺失，各类碳酸盐、新型离子液体等溶剂组合探索不足，离子与溶剂微观相互作用机理仍待深入。后续可结合分子模拟完善理论模型，面向电化学、精细化工定向开发新型非水双相体系，推动固体诱导非水分相技术从基础研究走向工业化应用。全文系统搭建该领域完整研究框架，为后续实验设计、理论建模与工艺开发提供全面参考。

Liquids (ISSN 2673-8015) 创刊于2021年，是一个国际化、经同行评审的开放获取期刊。期刊涵盖物理学中的液态理论、合成和分析化学、生物学、工程学和气象学中的流体动力学。目前，Liquids 已被ESCI (IF 1.8)、Scopus (CiteScore: 4.0)、CAPlus / SciFinder等数据库收录。