高世揚(1931-2002),鹽湖化學家,中國科學院院士。主要從事鹽鹵硼酸鹽化學的研究、硼酸鹽水鹽體系熱力學非平衡態(tài)相圖與溶液結(jié)構(gòu)化學的研究以及鹽湖資源開發(fā)應(yīng)用和產(chǎn)品高值化研究工作。繼承和發(fā)展了鹽湖化學,形成了鹽湖成鹽元素無機化學研究領(lǐng)域,特別是在鹽鹵硼酸鹽化學研究方面更具獨創(chuàng)性。高世揚先生于20世紀50年代初參加柳大綱學部委員領(lǐng)導的中科院鹽湖科學調(diào)查隊,在青海察爾汗鹽灘公路旁鹵坑中發(fā)現(xiàn)光鹵石;在大柴旦湖表鹵水底部沉積中發(fā)現(xiàn)柱硼鎂石。參加“柴達木盆地鹽湖勘探和開發(fā)利用”中蘇合作項目,確認察爾汗鹽湖富含鉀鎂鹽,鹵水經(jīng)日曬蒸發(fā)可析出光鹵石與水氯鎂石,大柴旦鹽湖富含鉀鎂硼酸鹽,是世界罕見的新類型硼酸鹽鹽湖,具有科學研究意義和開發(fā)利用價值。在對青藏高原、新疆、內(nèi)蒙等許多鹽湖進行多年調(diào)查研究的同時,曾去美國、智利、澳大利亞和前蘇聯(lián)進行鹽湖考察,總結(jié)多年來科技人員開發(fā)利用鹽湖的成就,提出成鹽元素命題,即氫、鋰、鈉、鉀、銣、銫、鎂、鈣、鍶、鋇、硫、氧、氯、溴、碘和第二短周期硼、碳與氮,共18個元素。把鹽湖化學研究從化學角度定位于資源無機化學領(lǐng)域,該命題在國內(nèi)同行中廣為采用。在鹽鹵硼酸鹽化學系列研究中,探明了鹽鹵在蒸發(fā)和冷凍鹽析過程中的硼酸鹽行為,測定了硼酸鎂在濃鹽鹵水動態(tài)極限溶解度,確定了高含硼濃縮鹽鹵中析出共結(jié)硼酸鹽的相組成,確定了一種新的復鹽——氯柱硼鎂石,解決了蘇聯(lián)學者未能搞清的難題,提出鹽鹵中硼酸鹽是以“四硼酸鹽”的綜合統(tǒng)計形式存在。氯柱硼鎂石在水中溶解可轉(zhuǎn)化成柱硼鎂石、多水硼鎂石、和纖維硼鎂石,在此之前沒有學者從鹽鹵中得到過這些硼酸鎂水合鹽。高世揚先生對20世紀50-80年代鹽湖湖表鹵水長觀結(jié)果進行了相圖解析,提出四邊形變化規(guī)律:氯化鈉(夏季蒸發(fā))析出和(冬初稀釋)溶解;芒硝(冬初冷凍)析出和(夏初天暖)溶解;提出高原新類型鹽湖鹵水年變化規(guī)律的化學模型,根據(jù)高原鹽湖鹽類工作隊生和氣候特點,地表鹵水濃縮和稀釋的年變化規(guī)律,把物理化學與地球化學相結(jié)合,提出高原鹽湖多種硼酸鎂水合鹽稀釋成鹽的解釋;初步闡述了物理化學成鹽的機制(正負溫度效應(yīng)與正負濃度效應(yīng)成鹽),被國內(nèi)同行接受和廣為引用,并引起國外學者的關(guān)注。高世揚先生把野外觀測到的硼酸鎂過飽和溶解度現(xiàn)象引入實驗室,制備了具溶解活性的MgO,采用動力學方法對MgO-B2O3-MgCl2-H2O過飽和溶液結(jié)晶過程進行了研究,觀測到結(jié)晶析出不同硼酸鹽的復合動力學現(xiàn)象,首次獲得該體系的熱力學非平衡態(tài)相圖,它不同于平衡態(tài)相圖和蒸發(fā)介穩(wěn)相圖,拓寬了濃鹽溶液過飽和區(qū)內(nèi)相圖的研究方向,對硼酸鎂復鹽(氯柱硼鎂石等)的溶解轉(zhuǎn)化動力學和相化學進行研究,發(fā)現(xiàn)在復鹽溶解過程中能形成組份鹽過飽溶解度現(xiàn)象,而國外許多年后才有人觀察到類似現(xiàn)象,為解決高原鹽湖中柱硼鎂石等鹽類的成因提供了物化基礎(chǔ)。在鹽類無機化學方面,建立起加水稀釋成鹽研究方法和鹽水過飽和溶液結(jié)晶動力學研究方法。采用MgO·n B2O3過飽和鹽水溶液結(jié)晶法,氯柱硼鎂石溶解轉(zhuǎn)化法和高溫水熱相作用法合成多種硼酸鎂純化合物,用以測定溶解熱,計算生成熱。采用硼酸鹽熱化學方法驗證了硼氧多粒子共存的結(jié)論,他與博士生們研究了30種硼酸鹽及其水溶液的FT-IR、B-NMR和拉曼光譜,賦予某些光譜以新的歸屬,確知水溶液中硼氧粒子種類比固體中少,觀察到某些特征峰隨時間發(fā)生顯著變化,存在著硼氧粒子間瞬時交換反應(yīng),硼酸鹽濃溶液稀釋過程的譜學研究證實硼氧配陰離子的解聚反應(yīng)歷程,譜學研究結(jié)果印證了離子配對成鹽和由鹽酸-pH滴定得出的濃縮鹽鹵中硼酸鹽是以“四硼酸鹽”綜合統(tǒng)計形式存在的多粒子共存的結(jié)論,同時證實了四硼酸鎂過飽和溶液結(jié)晶復合動力學反應(yīng)歷程解釋的合理性,為深入研究硼酸鹽溶液結(jié)構(gòu)化學奠定基礎(chǔ)。高世揚先生在開展鹽湖化學基礎(chǔ)和應(yīng)用基礎(chǔ)研究的同時,還十分重視鹽湖資源開發(fā)應(yīng)用和產(chǎn)品高值化研究。吸收國內(nèi)外制鹽技術(shù)和經(jīng)驗,解決了在高原永凍土地帶建造土質(zhì)太陽池并進行正常運作的難題。1965年完成并上報國家科委登記的“大柴旦鹽湖鹵水日曬工藝”科技成果,在“七五”國家重大科技攻關(guān)項目“大柴旦湖水硼酸、氯化鋰中試”中被采用,經(jīng)過兩年工業(yè)性運行,產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量、成本達到設(shè)計要求。在含硼濃縮鹵水鹽酸-pH/ΔH滴定反應(yīng)機制研究基礎(chǔ)上,進行了酸法分離硼酸工藝小試和擴試(比智利同類工作早15年),并完成年產(chǎn)230噸硼酸中試。該工藝設(shè)備少、流程短、操作易、成本低。在鹵水中,雖然鋰的含量高,但是鎂鋰比也很大,并分離困難,通過篩選,采用TBP-三氯化鐵-煤油體系從提硼酸母液中萃取氯化鋰,完成年產(chǎn)50噸氯化鋰中試,工藝具有適用性,針對鎂鋰分離問題研究了氫、鋰、鎂氯化物與水四元體系及其次級體系,在不同溫度下,氣-液-固相平衡,在此基礎(chǔ)上,完成從高含鋰的氯化鎂濃縮鹵水中鹽析水氯鎂石,分離鋰鹽的工藝,在堿金屬和/或堿土金屬硫酸鹽水體系中,引入極性溶劑醇,研究其氣-液-固相平衡,完成從TBP萃取氯化鋰反萃液分離硫酸鋰鹽的工藝,對青海鹽湖鋰資源利用具有針對性。根據(jù)明礬與硼酸熱反應(yīng)行為,利用鹽湖產(chǎn)品硼酸同明礬高溫反應(yīng),制備具有特定用途的高值新材料硼酸鋁晶須,并成功實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。