钒是一种拥有优异物理性质和化学性质的金属,常用于化工、冶金和材料等领域。钒也存在于动植物当中,是生命必须微量元素。进行钒的形态分析能够准确了解工业和生物中的钒含量及分布,这对工业发展、环境保护、地球化学等都具有重要意义。目前,国内外钒的定量分析主要在全钒量上,关于同时分离、测定不同价态钒的研究较少。因此,有必要建立一种高效灵敏,适用性广泛的钒价态分析方法。高效液相色谱法是一种常用的形态分析方法,具有操作简单、适用性强的优点,其检测限也能满足一般样品的要求。由于HPLC-PDAD分析方法需要分析样品具有紫外吸收,因此先以钒的有机络合物V（III）-EDTA、V（IV）-EDTA以及V（V）-EDTA为研究对象,研究其稳定常数与空间结构,证明了V-EDTA实现钒的形态分析的可行性。然后根据的高效液相色谱法的原理,对V（III）、V（IV）和V（V）的HPLC分析方法进行了优化,建立了能直接测定这三种形态钒的分析方法。将方法运用于冶金工业样品和自然环境样品中,均取得了良好的结果。本论文的主要研究成果如下:（1）通过等摩尔连续变化法计算得到:V（IV）-EDTA络合物中V（IV）离子与配位体EDTA的络合比为1:1,V（IV）-EDTA络合物的络合稳定常数log KV（IV）-EDTA=7.03±0.14;V（V）-EDTA络合物中V（V）离子与配位体EDTA的络合比为1:1,V（V）-EDTA络合物的络合稳定常数log KV（V）-EDTA=5.47±0.25。（2）通过ESI-MS质谱检测单一组分样品,证明V（III）-EDTA,V（IV）-EDTA和V（V）-EDTA络合物在水溶液中均能够稳定存在,且存在形式分别为[V（EDTA）]-,[VO（EDTA）]2-和[VO2（EDTA）]3-。通过ESI-MS质谱检测混合组分样品,证明了在水溶液中:V（III）-EDTA和V（IV）-EDTA能稳定共存;V（IV）-EDTA和V（V）-EDTA能稳定共存;V（III）-EDTA和V（V）-EDTA不共存,且会反应生成V（IV）-EDTA。（3）通过XPS谱、Raman光谱、CD光谱、51V NMR谱等多种表征手段,证明了:V（IV）-EDTA络合物最稳定的分子构型由3个5元环构成,其中中心原子V与配体EDTA上的2个O原子和2个N原子成键;V（V）-EDTA络合物最稳定的分子构型由一个8元环构成,其中中心原子V与配体EDTA上的2个O原子,不与N原子成键。（4）成功地建立了一种能测定溶液中V（III）、V（IV）和V（V）含量的HPLC分析方法。确定了最佳的液相色谱条件:反向离子对色谱模式;色谱柱型号为Inert Sustain AQ-C18;等度洗脱模式;液相检测波长为261 nm;流动相流速为1.2 m L/min;进样体积为10μL。确定了最佳流动相组成:水相为含有4 m M EDTA和5 m M TBAOH的磷酸盐缓冲液（20 m M,p H 6）,有机相为乙腈,水相与有机相的比例为88:12。在以上实验条件下,V（III）的检出限为0.042 mg/L;V（IV）的检出限为0.070mg/L;V（V）的检出限为0.059 mg/L。三种形态钒HPLC分析的相关系数均大于0.9999,RSD均满足形态分析的基本要求。通过稳定性测试,证明了V（III）-EDTA、V（IV）-EDTA和V（V）-EDTA络合物在水溶液中能够保持稳定,实际样品中的钒价态能够保持原始性与稳定性。（5）以冶金工业和自然环境两类样品展开对该方法的实际应用及评价:以一组钒渣浸出液为HPLC分析样品,得到焙烧不同时间下的该钒渣浸出液中可溶性V（V）和V（V）形态钒的含量,揭示在焙烧过程中可溶性钒价态的演变规律,证明了该方法用于测定冶金工业样品的可行性与准确性;以一组自然土样浸提液和一组天然地表水为HPLC检测样品,通过本方法揭示了所选取土壤和水环境的安全性达标,不存在钒污染,同时,证明了该方法用于测定自然环境样品的可行性与准确性。