本论文围绕协同萃取技术在稀土元素及稀有元素（镓、铟）萃取分离中的应用进行了一系列的研究。近年来，稀土元素及稀有元素（镓、铟）在高科技领域的应用受到了越来越多的关注。例如，现在镓和铟越来越多的应用于半导体材料如InP和GaAs中。而稀土元素的研究领域更加广泛，包括荧光材料、玻璃制品、激光以及陶瓷材料等领域。但是，由于稀土元素之间有着相似的化学性质和物理性能，而镓铟处于同一主族，化学性质也非常相似，所以它们之间的分离都比较困难。随着高纯化稀土元素和镓铟的需求越来越大，金属元素之间的分离和纯化受到了更大的关注。协同萃取是溶剂萃取的一个分支，已经广泛的用于金属元素的萃取和分离中。协同萃取不仅能提高萃取效率，增加萃取络合物的稳定性，而且能增强萃取的选择性。本工作将CA100作为主要的萃取剂，与其他类型的萃取剂组成混合体系萃取稀土元素和镓铟。首先，考察了混合体系CA100和2,2’-联吡啶（bipy）的正庚烷溶液在硝酸介质中对稀土元素的萃取性能。结果显示，CA100和bipy的混合体系对所有的稀土元素均具有协同萃取效应。以重稀土元素钬为例，研究了协同萃取反应的机理。CA100和bipy体系的协同萃取的萃合物为Ho（NO3）2HA2B，而CA100单独萃取时的萃合物为HoH2A5。CA100和bipy的混合体系对稀土元素呈现了不同的协同萃取效应，而且根据分离稀土可知这一混合体系可以用于分离Y和其他稀土元素。其次，考察了盐酸介质中CA100与其他四种有机萃取剂三烷基胺（N235）、二甲庚基乙酰胺（N503）、二甲庚基乙酰胺（N503）、三烷基氧化膦（Cyanex923）对镓铟的萃取分离。这四种混合体系对镓铟呈现出不同萃取反应性能。相对于CA100的单独萃取，只有CA100＋C923的混合体系对镓和铟有更高的萃取分离能力。因此，在萃取分离条件合适的情况下，CA100+C923的混合体系可以用于镓铟的实际分离中。另外，在所有混合体系中只有CA100+N235的混合体系对铟具有协同萃取效应。实验中进一步利用斜率法和恒摩尔法探讨了萃取反应的机理。并且测定了CA100单萃体系和CA100＋N235的混合体系的萃合物分别为InCl₂HA_2（o）和InCl₂H₃A₄B。