针对我国两性金属资源利用率低、提取加工过程污染严重的难题，中国科学院过程工程研究所研发了亚熔盐非常规介质两性金属矿物高效清洁氧化平台技术，利用介质中大量赋存的具有强氧化能力的活性氧组分，实现了两性金属矿物温和反应条件下的高效转化（转化率接近100％）。为构建亚熔盐介质高效氧化分解两性金属矿物理论体系，解析介质中活性氧的作用原理，本论文利用二阶非线性和频光谱原位在线检测技术，建立了以界面氢键结构为核心的活性氧组分定性-定量测定方法，实现了亚熔盐介质中活性氧组分的量化测定;采用分子模拟和量化模拟深入研究了活性氧组分在界面的分子振动规律，解析了活性氧组分微观调控机制，形成了非线性光谱耦合化学计算研究活性氧组分生成机理及赋存规律新方法，为完善亚熔盐非常规介质高效清洁转化两性金属矿物新理论提供了支撑。本论文主要取得了以下创新性进展:　　(1)建立了亚熔盐介质中活性氧组分的生成机理研究方法。采用量子力学模拟方法研究亚熔盐介质中活性氧的生成机理，明确了不同活性氧组分的生成机理及介质和环境变化对不同活性氧组分相互转换的影响规律。研究表明在亚熔盐介质中，氧气分子与氢氧根离子首先生成过渡态O32-离子，然后O32-离子与溶液中的O2-离子反应形成HO2-离子（过氧氢根离子），HO2-离子是亚熔盐介质中主要的活性氧组分。过渡态O32-离子的存在降低了HO2-离子的反应生成能。相同条件下，氢氧化钾溶液中HO2-离子的相对生成能都低于相应的氢氧化钠溶液的相对生成能，即氢氧化钾溶液中更易于生成HO2-离子。　　(2)基于界面氢键结构变化规律，采用非线性表面振动光谱技术，建立了亚熔盐介质中活性氧组分的原位在线检测方法。创新性的将和频光谱与分子模拟相结合，在原子/分子尺度研究亚熔盐介质中活性氧组分的界面振动规律，明确了2935cm-1处振动峰是HO2-离子的特征检测峰。由于HO2-离子在界面的吸附及排列特性，易形成对称性振动，不产生和频信号，因此随着介质中HO2-离子浓度的增加，2935cm-1处的和频光谱强度随之逐渐下降。通过对比2935cm-1处和频信号的强度可实现HO2-离子的定量检测。　　(3)掌握了亚熔盐介质中活性氧组分的赋存规律，实现了HO2-离子的量化测定。采用和频光谱研究了HO2-离子特征检测峰强度随浓度的变化规律，并拟合得到了振动峰强度与浓度之间的关系方程，计算得到了不同通气条件下亚熔盐介质中HO2-离子的浓度，实现了HO2-离子的定量检测。研究表明当通入纳微氧气泡时，可大幅增加介质中HO2-离子的含量，当通入的氧气气泡尺寸降低至0.5微米时，HO2-离子浓度增加了接近五十倍。进一步研究表明相同条件下氢氧化钾介质中活性氧含量普遍高于氢氧化钠介质。