本文采用非离子表面活性剂聚乙二醇2000（PEG2000）与硫酸钠所构成的双水相体系,研究了水溶液中钒的萃取、反萃性能,与金属阳离子分离性能,并对萃取机理做了分析,为进一步工业应用提供理论指导。首先研究了PEG2000-Na₂SO₄双水相体系的相平衡,考察了体系组成与温度对相平衡性质的影响。结果表明,随双水相体系组成增加和温度升高,两相组成差异增大,两相区面积增大,体系分相能力增强。应用Othmer-Tobias和Bancroft经验方程对相平衡数据进行关联拟合,关联精度较高。其次,采用PEG2000-Na₂SO₄双水相体系研究了水溶液中钒（V）的萃取性能,考察了溶液pH值、电荷调节剂种类及浓度、初始钒（V）浓度、不同温度和盐的种类及浓度等因素对钒（V）萃取规律的影响。实验结果表明,溶液pH值和电荷调节剂是影响钒（V）分配性能的重要因素,电荷调节剂种类对钒（V）萃取率的影响较小;钒（V）萃取率和分配系数随温度升高而降低,表明钒（V）的萃取为放热过程;Li₂SO₄、Na₂SO₄和MgSO₄三种硫酸盐对钒（V）的萃取率影响较小,都保持在95%以上,但是NaCI和NaNO₃的加入,显著降低了钒（V）的萃取率。通过水相初始和平衡pH的变化、FTIR和DLS分析,可以推断多钒酸根阴离子被萃取到PEG2000相中的原因是质子化的电荷调节剂与多钒酸根阴离子之间的静电引力作用。第三,在钒（V）最优萃取条件下,研究了钒（V）与由低浓度到高浓度的金属阳离子(（Fe（III）,Co（II）,Ni（II）,Cu（II）,Zn（II）,Al（III）,Cr（III）,Mn（II））的分离性能。研究结果表明,钒（V）萃取率随金属离子浓度的增加略有降低,但是随电荷调节剂1815浓度的增加而增大;八种金属阳离子的萃取率与其浓度基本无关且均低于10%,实现了钒（V）与金属阳离子的高效分离。最后,采用（NH₄）₂CO₃水溶液与负载钒（V）的PEG2000相构成的双水相体系,研究了钒（V）的反萃性能,考察了（NH₄）₂CO₃浓度、温度、相比、陈化时间和搅拌时间等对钒（V）反萃率和沉淀率的影响。结果显示:钒（V）反萃率随（NH₄）₂CO₃的浓度增加和温度的升高而增大;钒（V）的沉淀率随（NH₄）₂CO₃浓度、温度和相比的增加而减少,但是随陈化时间的延长而增大;搅拌时间对钒（V）反萃率和沉淀率的影响均很小。