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| 內容簡介： |
这是一本全面系统地介绍金属萃取剂的书籍。全书分为12章，第1～2章简要介绍了金属冶炼中萃取剂的作用与分类，以及金属溶剂萃取中的化学反应；第3～7章详细阐述了萃取剂的性能测试与评价，以及萃取剂分子结构设计的基础与方法；第8～12章全面整理了各类萃取剂的合成原理和方法。
本书可为金属溶剂萃取及湿法冶金行业从事科研、生产、设计和管理等专业人员提供参考，也可作为高等院校萃取化学、湿法冶金等专业学生和教师的参考书。
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| 關於作者： |
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肖吉昌，中国科学院上海有机化学研究所研究员，博士生导师，中国科学院大学岗位教授。研究兴趣主要包括氟化试剂与反应、含氟功能材料、含氟药物活性分子、溶剂萃取、含氟熔盐等。主持和承担了科技部973项目、国家自然科学基金委重大项目、中国科学院战略性先导科技专项等课题。在国内外重要学术刊物上发表论文180余篇、获专利20余项。
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| 目錄：
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第1章 绪论
1.1 金属冶炼 001
1.1.1 物理冶金 003
1.1.2 化学冶金 004
1.2 湿法冶金中的金属溶剂萃取 006
1.2.1 溶剂萃取的适用范围 007
1.2.2 溶剂萃取的分类 007
1.3 溶剂萃取中的萃取剂 015
1.3.1 萃取剂分类 016
1.3.2 各类金属萃取剂的特征 018
1.3.3 金属萃取剂发展趋势 022
1.3.4 新型萃取剂 023
1.3.5 萃取冶金新技术 025
参考文献 026
第2章 溶剂萃取中的化学反应
2.1 萃取体系 031
2.1.1 溶剂萃取的微观过程 032
2.1.2 有机相组成 032
2.1.3 水相组成 034
2.1.4 萃取体系的表示方式 036
2.2 萃取反应 036
2.2.1 萃取反应的类型 037
2.2.2 酸性萃取剂的萃取反应 037
2.2.3 中性萃取剂的萃取反应 040
2.2.4 盐类萃取剂的萃取反应 041
2.2.5 协同萃取反应 043
2.2.6 离子液体的萃取反应 047
2.2.7 氨性体系的萃取反应 049
2.2.8 部分水解的萃取反应 049
2.3 反萃取反应 050
2.3.1 水反萃 050
2.3.2 酸反萃 051
2.3.3 碱反萃 053
2.3.4 水溶性配位剂反萃 054
2.3.5 沉淀反萃 055
2.3.6 还原反萃 056
2.3.7 利用反萃实现金属分离 056
2.4 萃取剂的其他反应 057
2.4.1 萃取前有机相的反应 058
2.4.2 萃取前水相的反应 062
2.5 萃取剂对金属离子选择性的原理 067
2.5.1 离子尺寸的差异 067
2.5.2 离子电荷数 068
2.5.3 Irving-William序列与晶体场稳定化能 069
2.5.4 “推拉效应” 070
2.5.5 协同作用 072
2.5.6 非平衡萃取分离 077
2.6 萃取反应的热力学基础 081
2.6.1 两相间物质配分与分布平衡的热力学表示 081
2.6.2 萃取平衡常数与分离系数 083
参考文献 084
第3章 萃取性能及其测量与评价
3.1 萃取剂的“9S原则” 090
3.1.1 选择性 091
3.1.2 速率 092
3.1.3 反萃 093
3.1.4 稳定性 093
3.1.5 饱和容量 094
3.1.6 溶解性 094
3.1.7 安全性 094
3.1.8 合成 095
3.1.9 来源 095
3.2 萃取性能的测量与评价 095
3.2.1 选择性的测量 096
3.2.2 速率的测量 098
3.2.3 反萃的测量 106
3.2.4 稳定性的测量 107
3.2.5 饱和容量的测量 108
3.2.6 溶解性的测量 109
3.2.7 安全性的评价 111
3.3 萃取剂的结构-性能关系 114
3.3.1 QSPR的研究 116
3.3.2 建立QSPR模型的过程 117
3.3.3 分子结构参数化方法 120
3.3.4 萃取的QSPR方程举例 121
3.3.5 QSPR方法设计新萃取剂 127
3.4 萃取机理及其确定方法 129
3.4.1 萃取机理分类 130
3.4.2 萃取机理确定方法 134
3.5 萃合物及其研究方法 154
3.5.1 紫外-可见光分光光度法（UV-Vis） 155
3.5.2 红外光谱法（IR） 155
3.5.3 核磁共振光谱法（NMR） 157
3.5.4 X射线吸收光谱法（XAS） 159
3.5.5 X射线衍射法（XRD） 159
参考文献 161
第4章 萃取剂分子设计的基本方法
4.1 萃取剂分子结构特征 166
4.1.1 萃取剂的反应基团 167
4.1.2 萃取剂的非极性基团 169
4.2 分子设计的常用方法及步骤 170
4.2.1 经验法 170
4.2.2 基团组合-筛选法 172
4.2.3 主客体匹配法 174
4.3 萃取剂分子设计原理 175
4.3.1 从萃取剂角度 176
4.3.2 从金属离子角度 181
4.3.3 基于萃合物 182
4.3.4 基于萃取工艺 184
参考文献 184
第5章 萃取剂分子反应基团的设计
5.1 萃取剂中配位原子的选择 188
5.1.1 软硬酸碱理论 189
5.1.2 离子-配体亲和性 192
5.1.3 根据软硬酸碱理论选择配位原子 194
5.2 直接配位的反应基团 196
5.2.1 含氧酸及其酸性调节 196
5.2.2 酰氧基团 205
5.2.3 氮配位基团设计 214
5.2.4 硫配位基团设计 219
5.3 外层缔合方式萃取剂设计 223
5.3.1 形成离子对的反应基团 224
5.3.2 外层缔合萃取 231
5.3.3 反胶束萃取的萃取剂 234
5.4 根据金属离子设计萃取剂 236
5.4.1 金属离子配位特征 237
5.4.2 根据金属离子配位倾向设计螯合萃取剂 237
5.4.3 根据金属离子尺寸设计萃取剂 246
5.5 协萃剂设计 249
5.5.1 有机相协萃剂 250
5.5.2 水相协萃剂 252
5.5.3 协同萃取的搭配原理 253
5.6 萃取剂设计中的立体效应 254
5.6.1 立体效应的定量描述 254
5.6.2 萃取剂设计中的立体效应 260
5.7 多官能团萃取剂设计 262
参考文献 263
第6章 萃取剂分子非极性基团的设计
6.1 非极性基团对物理性质的影响 272
6.1.1 表面活性 272
6.1.2 脂水分配系数 273
6.1.3 稀释剂的选择 274
6.2 非极性基团对萃取平衡常数的影响 278
6.2.1 胺类萃取剂中的非极性基团结构 278
6.2.2 酰胺中的非极性基团 279
6.2.3 硫醚中的非极性基团 282
6.2.4 中性磷（膦）的非极性基团 283
6.2.5 羧酸萃取剂中的非极性基团 284
6.3 非极性基团对动力学影响 285
6.3.1 非极性基团影响萃取反应速率 285
6.3.2 非极性基团影响分相 286
参考文献 286
第7章 针对金属离子设计专一萃取剂
7.1 萃取剂与金属离子相匹配原理 288
7.1.1 尺寸匹配 289
7.1.2 亲和性匹配 290
7.1.3 有效官能团位置和数目的匹配 290
7.1.4 匹配原理用于金属离子识别 292
7.2 根据萃取反应设计萃取剂 292
7.2.1 配位形式不同的金属离子 292
7.2.2 以萃合物为依据设计萃取剂 292
7.3 萃取剂设计举例 293
7.3.1 Pd(Ⅱ)、Pt(Ⅳ)分离萃取剂 293
7.3.2 铜萃取剂设计 295
参考文献 297
第8章 含磷萃取剂合成
8.1 中性含磷萃取剂的合成 299
8.1.1 三烷（芳）基氧化膦 301
8.1.2 磷酸三酯 310
8.1.3 二烷基次膦酸酯、烷基膦酸二酯 315
8.1.4 几种其他中性磷（膦）萃取剂 320
8.2 酸性磷（膦）萃取剂 325
8.2.1 磷酸二烷基酯 325
8.2.2 磷酸单烷基酯 329
8.2.3 烷基膦酸单烷基酯 331
8.2.4 二烷基次膦酸 334
8.2.5 硫代酸性磷（膦）萃取剂 337
8.2.6 其他几种含磷萃取剂的合成 343
参考文献 345
第9章 含氮萃取剂合成
9.1 脂肪胺萃取剂的合成 350
9.1.1 卤代烃的胺化 351
9.1.2 脂肪醇的氨解 352
9.1.3 腈或氰的转化 354
9.1.4 脂肪族羰基、硝基化合物的还原胺化 356
9.1.5 脂肪酸热解制备脂肪胺 357
9.1.6 三级胺和季铵盐合成 359
9.2 苄胺与芳胺 359
9.2.1 N-烷基苄胺 359
9.2.2 芳香胺 361
9.3 多胺的合成 362
9.3.1 烷基多胺 363
9.3.2 环状多胺 363
9.3.3 芳基多胺 365
9.4 胍 365
9.4.1 烷基胍 366
9.4.2 磷酰胍 367
9.5 羟胺 368
9.6 肟 368
9.6.1 脂肪族羟肟 370
9.6.2 烷基取代的二苯甲酮肟 370
9.6.3 芳基-烷基酮肟 372
参考文献 372
第10章 羧酸、酮、醚、醇、酚类萃取剂合成
10.1 羧酸萃取剂 374
10.1.1 环烷酸 374
10.1.2 叔碳酸 376
10.1.3 带其他基团的羧酸萃取剂 377
10.2 羧酸衍生物萃取剂 379
10.2.1 酯 379
10.2.2 酰胺 380
10.2.3 酰胺荚醚 381
10.3 酮萃取剂 383
10.3.1 单羰基酮萃取剂 383
10.3.2 多羰基酮萃取剂 385
10.4 醚、醇、酚萃取剂 387
10.4.1 醚 387
10.4.2 醇 389
10.4.3 酚 389
参考文献 391
第11章 含硫萃取剂合成
11.1 磺酸及其衍生物 393
11.1.1 磺酸萃取剂 393
11.1.2 磺酸酯萃取剂 394
11.1.3 磺酰胺萃取剂 394
11.2 硫醇和硫醚 395
11.2.1 硫醇 395
11.2.2 硫醚 398
11.3 砜和亚砜 399
11.3.1 直接引入砜和亚砜 400
11.3.2 硫醚氧化 400
11.3.3 非对称亚砜的制备 403
参考文献 404
第12章 其他萃取剂合成
12.1 螯合萃取剂 406
12.1.1 冠醚类 406
12.1.2 大环多胺 409
12.1.3 穴醚 410
12.2 离子液体 412
12.2.1 吡啶类离子液体 413
12.2.2 咪唑类离子液体 413
12.2.3 季铵类离子液体 415
12.2.4 季类离子液体 415
参考文献 416
附录
附录1 湿法冶金中常用萃取剂及其制备方法 417
附录1-1 酸性含磷萃取剂 417
附录1-2 中性含磷萃取剂 430
附录1-3 羧酸及其衍生物萃取剂 441
附录1-4 酮类萃取剂 456
附录1-5 醇（包括酚）、醚萃取剂 461
附录1-6 胺（包括铵）萃取剂 464
附录1-7 肟类萃取剂 471
附录1-8 磺酸及其衍生物萃取剂 475
附录1-9 硫醇、硫醚、亚砜、砜萃取剂 478
附录1-10 多官能团萃取剂 484
附录2 萃取中的概念辨析 493
附录2-1 溶剂萃取中易混淆的术语 493
附录2-2 磷、氮萃取剂相关化合物命名 496
参考文献 498
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| 內容試閱：
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分离广泛存在于日常生活的各个环节，如检票口的“凭票进站”、升学考试的录取线、公路上的交通标识线等，都是为了实现分离。分离的本质是利用对象的差异，实现将对象分布在时间上的不同阶段和空间上的不同区域。分离的关键在于利用对象的差异实现可操作的识别。例如，根据金属氢氧化物的溶解度差异，可实现沉淀法分离金属，因其氢氧化物的溶解度差异是可操作的识别。金属离子光谱性质也存在很明显的差异，但无法利用光谱实现金属离子分离，因为光谱差异不是可操作的识别。萃取剂就是一类使金属离子表现出可操作识别的物质，不同金属离子与萃取剂结合能力的差异，可在时间和空间的分布上表现出来。
金属离子的富集、分离、回收等，其本质都是要实现金属离子与相似程度不同的杂质分布在时间和空间上的不同位置，再进行相应的收集，以获得纯度更高的单一组分。金属分离的历史悠久，方法众多。如火试金法、萃取法、沉淀法、离子交换法、膜分离法等。在众多金属分离方法中，溶剂萃取法是一种既有悠久历史，又有鲜活生命力，且有广泛应用和巨大发展潜力的方法。在金属溶剂萃取中，萃取剂起到了至关重要的作用，萃取工艺中的所有条件都是为了发挥萃取剂的最大优势而确定的。提升萃取剂性能是从本质上提高萃取体系分离效率、降低萃取过程的经济和环境成本、增加行业核心竞争力最有效的方式。
自20世纪40年代在核燃料分离、纯化中发挥关键作用以来，溶剂萃取被逐渐用于稀土、稀散、稀有金属和贵金属等低含量金属冶炼，以及铜、钴、镍等低品位矿的处理。经过数十年的实践，常见有机化合物在各类分离体系中的应用都有尝试，在此过程中发现或发展了多种萃取剂及相应的生产工艺，但仍存在一些环境成本高、分离性能不够好的萃取体系。从溶剂萃取在整个湿法冶金中的作用来看，性能优异的萃取剂，是从根本上解决分离系数低、反萃酸度高、饱和容量低、易乳化等诸多问题的最有效措施。
本书是在许多从事金属萃取剂设计、合成及性能研究的工作人员期待下完成的，从构思到完成书稿共用了十多年时间。本书参阅了大量的国内外文献资料，结合作者课题组多年的研究积累，系统总结了金属萃取剂在金属溶剂萃取过程中参与的萃取反应、设计方法、合成路线等。全书共分为12章，第1～2章简要介绍了金属冶炼中萃取剂的作用与分类，以及金属溶剂萃取中的化学反应；第3～7章详细阐述了萃取剂的性能测试与评价，以及萃取剂分子结构设计的基础与方法；第8～12章全面整理了各类萃取剂的合成方法。另外，将湿法冶金行业使用的各种萃取剂都收集整理在了附录中，同时，还对溶剂萃取中一些易混淆的名词术语进行了解释和说明。
在书稿撰写和修改过程中，得到了上海稀固科技有限公司的陈亮博士，中国科学院上海有机化学研究所的安华英、向绍基博士，以及本课题组其他人员的大力支持。对于他们的辛勤努力和无私奉献，在此深表谢意。这里要特别感谢已故的袁承业先生，是先生当年引领着我及整个团队进入了萃取剂研究的大门，深切怀念先生！
本书的出版得到了上海莱雅仕化工有限公司和江西洁新科技有限公司的大力支持，谨此致谢。
由于笔者学识和水平所限，书中可能会有许多不足之处，恳请同行和广大读者朋友批评指正。
肖吉昌
2024年9月
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