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第1章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 铜镍锌资源利用现状和发展趋势 1

1.2.1 传统矿物资源 1

1.2.2 非传统矿物资源 2

1.3 复杂矿物湿法提取技术的发展现状 3

1.3.1 酸法提取技术 3

1.3.2 氨法提取技术 4

1.3.3 微生物提取技术 5

1.3.4 溶液分离富集技术 6

1.4 氨性溶液铜镍锌萃取研究现状 7

1.4.1 铜的萃取 8

1.4.2 镍的萃取 9

1.4.3 锌的萃取 10

1.5 氨性溶液萃取过程中需注意的问题 11

1.5.1 氨和水的共萃 11

1.5.2 萃取剂流失与变质 12

1.5.3 氨性溶液萃取过程的复杂性 12

1.6 溶液结构研究方法在萃取化学中的应用现状 13

1.6.1 电子光谱法 13

1.6.2 分子振动光谱法 13

1.6.3 核磁共振谱法 14

1.6.4 X射线吸收光谱 15

1.6.5 量子化学计算方法 15

1.7 当前需要研究的内容 16

第2章 萃取过程分析表征方法 18

2.1 萃取剂合成及表征 18

2.1.1 萃取剂合成 18

2.1.2 萃取剂结构表征 19

2.2 金属离子萃取平衡实验 22

2.2.1 两相溶液的配制 22

2.2.2 金属离子萃取实验 22

2.3 氨和水萃取平衡实验 23

2.4 分析测试方法 23

2.4.1 溶液中金属离子浓度测定 23

2.4.2 pH测定 23

2.4.3 有机相中水的测定 23

2.4.4 有机相中氨的测定 24

2.4.5 紫外-可见光谱（UV-Vis）测定 24

2.4.6 红外光谱（IR）测定 24

2.4.7 元素分析 24

2.4.8 气质联用（GC-MS）测定 25

2.4.9 核磁共振谱（NMR）测定 25

2.4.10 X射线吸收光谱（XAS）测定 25

2.4.11 X射线吸收光谱数据处理 25

第3章 铜的萃取行为及微观机理 28

3.1 引言 28

3.2 铜离子萃取研究方法 29

3.2.1 萃取平衡 29

3.2.2 分析测试方法 29

3.2.3 量子化学计算 29

3.3 氨性溶液中铜离子的萃取行为 29

3.3.1 水相pH的影响 29

3.3.2 萃取剂浓度的影响 30

3.3.3 离子强度和氨浓度的影响 33

3.4 水和氨的萃取行为 33

3.4.1 水的萃取行为 33

3.4.2 氨的萃取行为 35

3.5 萃合物微观结构分析 36

3.5.1 紫外-可见吸收光谱 36

3.5.2 红外光谱分析 38

3.5.3 有机相的X射线吸收光谱 38

3.6 水相中铜离子物种及其结构研究 42

3.6.1 水相中铜离子物种分布 42

3.6.2 水相中铜离子物种的UV-Vis光谱 44

3.6.3 水相中铜离子物种的XANES光谱 44

3.6.4 XANES光谱的PCA和LCF分析 46

3.6.5 EXAFS光谱分析 49

3.6.6 水相中铜氨物种的量子化学计算 51

3.7 氨性溶液中铜离子萃取机理分析 53

3.8 本章小结 54

第4章 镍的萃取行为及微观机理 55

4.1 引言 55

4.2 镍离子的萃取研究方法 56

4.2.1 萃取平衡 56

4.2.2 镍萃合物的合成 56

4.2.3 分析方法 56

4.2.4 量子化学计算 56

4.3 氨性溶液中镍的萃取行为 57

4.3.1 水相pH的影响 57

4.3.2 萃取剂浓度的影响 59

4.3.3 离子强度和氨浓度的影响 59

4.4 水和氨的萃取行为 60

4.4.1 水的萃取行为 60

4.4.2 氨的萃取行为 62

4.5 萃合物微观结构分析 63

4.5.1 镍萃合物的组成 63

4.5.2 镍萃合物的NMR谱 64

4.5.3 紫外-可见吸收光谱 64

4.5.4 红外光谱分析 65

4.5.5 有机相的X射线吸收光谱 67

4.6 水相中镍离子物种及其结构研究 72

4.6.1 水相中镍离子物种分布 72

4.6.2 水相中镍氨配离子的UV-Vis光谱 73

4.6.3 水相中镍氨配离子的XANES光谱 74

4.6.4 EXAFS光谱分析 74

4.6.5 镍氨配离子的量子化学计算 75

4.7 氨性溶液中镍离子的萃取机理分析 78

4.8 本章小结 78

第5章 锌的萃取行为及微观机理 80

5.1 引言 80

5.2 锌离子的萃取研究方法 81

5.2.1 萃取平衡 81

5.2.2 分析方法 81

5.2.3 量子化学计算 81

5.3 氨性溶液中锌离子的萃取行为 81

5.3.1 水相pH的影响 82

5.3.2 萃取剂浓度的影响 82

5.3.3 离子强度和氨浓度对锌离子萃取的影响 83

5.4 水和氨的萃取行为 85

5.4.1 水的萃取行为 86

5.4.2 氨的萃取行为 86

5.5 萃合物微观结构分析 87

5.5.1 紫外-可见吸收光谱 88

5.5.2 红外光谱分析 89

5.5.3 萃取有机相的X射线吸收光谱 90

5.6 水相中锌离子物种及其结构研究 92

5.6.1 水相中锌离子物种分布 92

5.6.2 水相中锌离子物种的XANES光谱 93

5.6.3 XANES光谱的PCA和LCF分析 94

5.6.4 EXAFS光谱分析 97

5.6.5 锌离子物种的量子化学计算 98

5.7 氨性溶液中锌离子萃取机理分析 99

5.8 本章小结 100

第6章 锌萃取过程中的溶剂效应和协同效应 102

6.1 引言 102

6.2 锌离子萃取研究方法 103

6.2.1 萃取平衡 103

6.2.2 分析方法 104

6.3 氨性溶液中锌萃取过程的溶剂效应 104

6.3.1 水相pH的影响 104

6.3.2 萃取剂浓度的影响 105

6.3.3 氨浓度的影响 105

6.3.4 水和氨的萃取行为 107

6.3.5 有机相IR光谱分析 107

6.3.6 有机相X射线吸收光谱分析 109

6.4 氨性溶液中锌萃取过程的协同萃取效应 111

6.4.1 水相pH的影响 111

6.4.2 协萃剂浓度的影响 113

6.4.3 氨浓度的影响 113

6.4.4 水和氨的萃取行为 114

6.4.5 有机相IR光谱分析 115

6.4.6 有机相X射线吸收光谱分析 116

6.5 氨性溶液中离子液体萃取体系萃锌研究 119

6.5.1 水相pH的影响 119

6.5.2 萃取剂浓度的影响 120

6.5.3 总氨浓度的影响 121

6.5.4 有机相IR光谱分析 121

6.5.5 有机相X射线吸收光谱分析 123

6.5.6 萃取有机相的循环再生 125

6.6 本章小结 126

参考文献 128