综述：基于溶液化学的锆铪分离研究进展：机理与应用

本综述系统阐述了锆（Zr）与铪（Hf）在溶液中的形态、转化路径及配体-离子反应机理，深入剖析了二者在溶液化学中的差异性，并建立了与萃取分离过程至关重要的结构-性质关联。文章从原子尺度揭示了溶液化学如何主导萃取分离过程，为理性设计下一代绿色、高选择性的分离技术提供了新颖且不可或缺的机理指导。

　　

Solution chemistry of zirconium and hafnium

锆（Zr）和铪（Hf）的溶剂萃取分离作为一种关键的火法冶金过程，其机理理解依赖于对二者溶液化学的深入认识。尽管已有数十年的工业应用，但由于这两种元素都极易发生水解聚合，导致对不同萃取体系中配位动力学的认知仍然零散和有限。锆和铪在水溶液中的行为复杂且动态，其形态分布强烈依赖于溶液条件，如酸度、阴离子类型和浓度等。

Zirconium-hafnium extraction separation systems

锆铪萃取分离体系大致可分为铪选择性体系和锆选择性体系。构建一个能避免工业实践弊端（如高污染、低效率）的铪选择性萃取系统极具挑战性，这也解释了学术研究为何主要集中于锆选择性萃取。主要的萃取剂包括中性磷类萃取剂、酸性萃取剂、胺类萃取剂以及新兴的螯合萃取剂等。每种萃取体系都基于其独特的溶液化学原理，利用锆铪水解聚合倾向的微小差异以及它们与不同配体结合能力的细微差别来实现分离。

Conclusions

锆和铪的高效分离对众多高科技产业具有至关重要的战略意义。本综述综合了 governing 其分离的基本溶液化学，得出以下主要结论：

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  (1)

  锆和铪的分离利用了锆更强的水解和聚合倾向（特别是其在溶液中形成四聚体簇的倾向），而配位阴离子（如 SO₄^2- 和 SCN^-）可以增强分离效果。
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  (2)

  锆和铪的分离因子受多种因素影响，包括萃取剂结构、溶液酸度、阴离子类型和金属离子浓度等。理解这些因素的相互作用对于优化分离过程至关重要。
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  (3)

  开发新型、绿色、高选择性的萃取剂是未来的主要研究方向，其设计应基于对锆铪溶液化学和配位机理的深刻理解，以期在提高分离效率的同时，减少环境污染和能源消耗。