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柳大刚
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===分子光谱研究===
30年代，柳大刚与其挚友物理化学家吴学周合作，研究了一系列直线形分子：HCN,ClCN,BrCN,ICN[1] ，双氰，乙炔，以及复杂分子异氰酸和异氰酯的紫外光谱。标定出相应的键振动频率，并推算出键力常数，在求得XCN,HNCO,RNCO等分子受光激发的分解能和断键位置后，判断出这些分子的基本结构。他们通过改进实验技术，所摄取的双氰分子紫外吸收光谱展现得十分详尽。在3020－2000间获得900余条谱带。从3020－2500间两个主要谱带级和两个频差率，判定双氰分子处于两种分子结构的共振状态。受激后，其中一种结构转占优势，导致双氰分子的C≡N键变弱，C-C键增强。这些有重要意义的结果，是在技术设备差的条件下取得的，当时国内此类研究还处于萌芽阶段。柳大刚是我国分子光谱研究的开创者之一，他不仅理论基础深厚，实验技巧也十分精湛。他还研究了CuH水下发射光谱和复杂分子环氧乙烷、六氟化硫的真空紫外吸收光谱。所摄取的[[环氧乙烷]]在可见至600的高分辨光谱中，1713以上无连续吸收。还发现两组里德伯谱系（Rydberg Series）分别开始于1435和1382，并都收敛于电离势约10.81电子伏。他们还发现两组开始于1713.4和1572.4 的非里德伯谱系。分析所得光谱诸特征参数后，得出如下结论：里德伯跃迁是由一个键合分子轨道受激所致，这个轨道与导致乙烯以及相关化合物的里德伯谱系的分子轨道十分相似。在六氟化硫的研究中，他们定性地分析了此化合物的解离，并建立了它的电离势值。
===无机材料化学===
===盐湖资源与盐湖化学===
柳大刚曾从事过制盐化学研究[12-14] ，他深知我国缺乏可溶性钾矿资源，但国内很少有人对[[西藏]]及西北地区的大量盐湖进行研究。为探寻钾盐资源，他于50年代初就搜集我国盐湖与地下卤水资料，并与有关机构和人员建立了联系，安排了实验室工作。1953－1956年，他先后派人对运城盐池、青海茶卡以及柯柯盐湖作了探索性考察。在我国第一个五年计划的中期，他组织和领导了由中国科学院化学研究所以及地质、化工、高校、轻工盐业等部门的科技人员组建的中国科学院中国盐湖科学调查队，开展了对青海柴达木盆地盐湖资源的调查。他曾先后六次进入柴达木盆地，指导一批青年化学家开展盐湖化学的研究，并制订出各时期盐湖研究的全局规划，创建了中国科学院青海盐湖研究所。
（1） [[柴达木盆地]]盐湖物理化学调查[15-17]
1957年柳大刚率盐湖科学调查队进入柴达木，开展了我国历史上首次大规模的盐湖资源科学调查。在这次考察中，柳大刚以其从事理论研究的执着精神，发现了察尔汗湖的天然光卤石，从而判定该湖大量晶间卤水已处于钾盐结晶阶段。他还发现大柴旦湖底硼矿沉积，这为在盐湖地区寻找硼矿探明了方向。他的这两项重大发现，加速和推动了地质部门在柴达木盆地大规模进行钾盐和硼矿的勘探工作，终于证实了察尔汗湖群蕴藏着上亿吨氯化钾，是至今为止我国最大的可溶性钾盐矿床，也证实了大柴旦湖区确是一个富含钠、钾、硼、锂盐的大型硼矿床。他们在盐湖考察中，还陆续发展其他一些巨大的锂盐资源，揭示出柴达木盐湖按水化学特征分类的分布规律和演化过程。提出了按钾、镁、硼、锂盐的分离提取价值而制定的盐湖分类。
（2） 典型盐湖研究[17-28]
柳大刚认为，开发盐湖资源必须充分利用当地天然蒸发量大大超过降水量的有利条件，结合盐湖特征和生产目的，为生产提供稳定而价廉的原料，并尽可能保护资源和实现综合利用。 他指导研究了察尔汗湖群。由于钾盐的主要储量是在盐湖晶间卤水和达布逊湖水中，开发该湖的主要任务是如何从卤水中大量获得制钾盐的原料——光卤石。为此，他们研究了盐田建造和各种卤水在不同条件下的天然蒸发结晶过程，制定了盐田日晒制取光卤石工艺，为获取光卤石原料确定了基本技术。
他指导研究的另一个典型盐湖是大柴旦盐湖，该湖卤水组成复杂，钾盐、硼酸盐、锂盐含量甚丰，是研究综合利用的典型硫酸盐型湖。他们对此湖作了长期的现场观测和实验室研究，揭示了湖水组成随季节变化的规律，研究了不同季节湖水的天然蒸发结晶规律和盐田日晒工艺，逐步分离出大量钠盐、镁盐、光卤石。获得了提取硼酸与锂盐的高浓度原料卤水（[[硼酸]]、锂盐全部富集于母卤中）。还进一步研究和确定了直接提取硼酸和锂盐的工艺，并深入研究了浓卤硼酸盐化学。此项已坚持进行了30余年的研究，是我国盐湖资源开发与盐湖化学研究的典范，大量的基础研究为柴达木盆地同类盐湖的综合开发提供了重要依据。他们研究制订的整套盐田日晒分离各种盐类和从浓卤提取硼酸及锂盐的工艺，比国外同类方案的提出早5—25年，并且部分工艺方法已得到实际应用。在盐卤硼酸盐化学研究上他们也取得重要突破，首先提出了硼酸离子以两种或两种以上的不同聚合态存在于饱和氯化镁卤水中，而且它们因条件变化而互变的新概念；发现浓卤经稀释可加速硼酸镁盐的结晶析出，并在常温常压下获得多种不同的硼酸镁盐矿物；又进一步建立了研究难溶硼酸盐非热力平衡相关系的新方法－结晶动力学法，从而使研究盐湖化学大难题之一的盐卤硼酸盐化学成为可能。这些突破，进一步支持了所提出的青藏高原盐湖硼酸盐矿成矿新理论——稀释成矿理论。鉴于上述这些在国际上领先的成就，以及发现大柴旦盐湖综合钾、硼、锂矿床本身这一重大成果，1989年柳大刚、高世扬等人获中国科学院自然科学一等奖，受奖项目是“大柴旦盐湖调查，盐卤硼酸盐化学，从卤水中分离钾盐、提取锂盐的基础研究”，1995年又获国家自然科学二等奖。
（3） 锂盐提取及相应水盐体系相平衡研究[29-32]
为从各种卤水中直接提取[[锂盐]]，柳大刚还指导研究了铝酸钠法直接提锂，并进行了铝酸钠、氯化锂、氯化镁水盐体系中化学反应过程的研究，于60年代提出了我国第一个直接提取锂盐的工艺流程。此外，他还指导研究了氯化氢、氯化锂、氯化镁水盐体系中固、液、气诸相平衡关系。此工作为用盐析法分离氯化镁，高度富集氯化锂，进而制取氯化锂的工艺奠定了理论基础。