绿色化学优秀PPT.ppt

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1、L o g o主要内容主要内容绿色化学的起源绿色化学的起源绿色化学的十二条原则绿色化学的十二条原则绿色化学的探讨进展绿色化学的探讨进展L o g o绿色化学的起源绿色化学的起源v绿色化学的定义v绿色化学产生的三阶段v传统化学的双重作用L o g o二十世纪化学领域的成果二十世纪化学领域的成果L o g o人类面临的环境危机人类面临的环境危机人类面临的环境危机人类面临的环境危机臭氧层破坏臭氧层破坏Text全球变暖全球变暖生物多样性削减生物多样性削减酸雨酸雨森林锐减森林锐减土地沙漠化土地沙漠化海洋污染海洋污染大气污染大气污染淡水资源污染淡水资源污染垃圾围城垃圾围城L o g o管制与限管制与限制时

2、期制时期稀释废物稀释废物来防治环来防治环境污染境污染污染预防为污染预防为主，末端治主，末端治理为辅理为辅第一阶段第一阶段第一阶段第一阶段其次阶段其次阶段其次阶段其次阶段第三阶段第三阶段第三阶段第三阶段50年头年头5080年头末年头末90年头初年头初绿色化学产生的三个阶段绿色化学产生的三个阶段L o g o什么是绿色化学什么是绿色化学什么是绿色化学什么是绿色化学绿色化学，又称环境无害化学、环境友绿色化学，又称环境无害化学、环境友好化学、清洁化学。它是利用化学原理和好化学、清洁化学。它是利用化学原理和方法来削减或消退对人类健康、社区平安、方法来削减或消退对人类健康、社区平安、生态环境有害的反应原料

3、、催化剂、溶剂生态环境有害的反应原料、催化剂、溶剂和试剂、产物、副产物的运用和产生的新和试剂、产物、副产物的运用和产生的新兴学科兴学科，是一门从源头上削减或消退污染，是一门从源头上削减或消退污染的化学。的化学。L o g o绿色化学Green Chemistry生活质量生活质量生活质量生活质量人类福利人类福利人类福利人类福利环境爱护环境爱护环境爱护环境爱护可持续发展可持续发展可持续发展可持续发展L o g o 绿色化学的主要探讨内容绿色化学的主要探讨内容绿色化学的进展绿色化学的进展闵恩泽闵恩泽化学通报化学通报1999年第年第1期期p.11L o g o绿色化学的十二条原则绿色化学的十二条原则v

4、1.预防预防v2.原子经济性原子经济性v3.低毒害化学合成低毒害化学合成v4.设计较平安的化合物设计较平安的化合物v5.运用较平安的溶剂与助运用较平安的溶剂与助剂剂v6.有节能效益的设计有节能效益的设计v7.运用再生资源作原料运用再生资源作原料v8.削减运用衍生物削减运用衍生物v9.催化反应催化反应v10.设计可降解产物设计可降解产物v11.刚好分析以防止污染刚好分析以防止污染v12.接受本身平安接受本身平安,能防止发能防止发生意外的化学品生意外的化学品L o g o1.1.预防：防止废物的生成比在其在生成后再治理好。预防：防止废物的生成比在其在生成后再治理好。预防：防止废物的生成比在其在生成

5、后再治理好。预防：防止废物的生成比在其在生成后再治理好。2.2.原子经济性：设计的合成方法应使生产过程中运用的原子经济性：设计的合成方法应使生产过程中运用的原子经济性：设计的合成方法应使生产过程中运用的原子经济性：设计的合成方法应使生产过程中运用的原料最大程度的进入产品之中原料最大程度的进入产品之中原料最大程度的进入产品之中原料最大程度的进入产品之中.(Trost1991.(Trost1991提出提出提出提出)Trost获获1998年美国年美国“总统绿色化学挑战奖总统绿色化学挑战奖”学术奖学术奖L o g o乙烯制备乙烯制备环氧乙烷环氧乙烷（气体杀菌消毒剂）反应气体杀菌消毒剂）反应1）经典方法

6、）经典方法二步法二步法CH2=CH2+Cl2+H2OClCH2CH2OH+HClClCH2CH2OH+Ca(OH)2+HClC2H4O+2CaCl2+2H2O2）新方法）新方法一步法一步法C2H4+O2C2H4O总反应为总反应为C2H4+Cl2+Ca(OH)2C2H4O+CaCl2+H2O28717444C2H4+O2C2H4O281644催化剂催化剂催化剂催化剂催化剂催化剂催化剂催化剂L o g o3.3.低毒害化学合成：低毒害化学合成：低毒害化学合成：低毒害化学合成：设计合成方法时设计合成方法时设计合成方法时设计合成方法时,只要可能不只要可能不只要可能不只要可能不论原料、中间产物和最终产品

7、均应对人体健康无论原料、中间产物和最终产品均应对人体健康无论原料、中间产物和最终产品均应对人体健康无论原料、中间产物和最终产品均应对人体健康无害无毒害无毒害无毒害无毒(包括小毒性或无毒包括小毒性或无毒包括小毒性或无毒包括小毒性或无毒).).光气（光气（COCl2）的毒性）的毒性：极微量：极微量时可引起咳嗽、咽喉发炎、呕吐时可引起咳嗽、咽喉发炎、呕吐等；重症时，引起肺部淤血和肺等；重症时，引起肺部淤血和肺水肿；深度中毒时，导致急性窒水肿；深度中毒时，导致急性窒息性死亡。因而被称为息性死亡。因而被称为“在陆地在陆地上的溺死上的溺死”。第一次世界大战中，。第一次世界大战中，光气曾被用作化学武器。光气

8、曾被用作化学武器。L o g o取代光气的绿色化学技术取代光气的绿色化学技术用CO2代替光气（COCl2）生产亚氨酯：传统工艺为：RNH2+COCl2RNCO+HClRNCO+ROHRNHCOOR美国Monsanto公司开发的新工艺为：RNH2+CO2RNCO+H2ORNCO+ROHRNHCOOR彻底解决了传统工艺的两大问题L o g o传统对策：在油漆中添加有机锡防垢剂TBTORohm&Haas公司探讨出Sea-Ninetm抗浮游生物剂TBTO有毒副作用有毒副作用生物体内产生积累放大效生物体内产生积累放大效应，最高可达应，最高可达10000倍倍半衰期长半衰期长降解快降解快（海水中半衰期为海水

9、中半衰期为1d，沉积物中为沉积物中为1h，在生物体中积累，在生物体中积累基本为零）基本为零）获得获得1996年美国年美国“总统绿色化学总统绿色化学挑战奖挑战奖”的设计更平安化学品奖的设计更平安化学品奖4.设计较平安的化合物：化工产品设计时,必需使其具有高效的功能,同时也要削减毒性.实例：海洋船舶防垢剂实例：海洋船舶防垢剂 L o g o5.运用较平安的溶剂与助剂：应尽可能避开运用溶剂,分别试剂等助剂,假如不行避开,也应选用无毒无害的助剂.传统溶剂、助剂传统溶剂、助剂：氯仿（氯仿（CHCl3）、四氯化碳、苯、四氯化碳、苯、氟氯烃、烃类及其衍生物氟氯烃、烃类及其衍生物缺点缺点有毒物质有毒物质有毒物

10、质有毒物质氟氯烃破坏臭氧层氟氯烃破坏臭氧层氟氯烃破坏臭氧层氟氯烃破坏臭氧层烃类及其衍生物导致光化学烟雾烃类及其衍生物导致光化学烟雾烃类及其衍生物导致光化学烟雾烃类及其衍生物导致光化学烟雾L o g o无毒无害的超临界无毒无害的超临界co2超临界流体处于超临界温度和超临处于超临界温度和超临界压力下的流体，是一界压力下的流体，是一种介于气态和液态之间种介于气态和液态之间的状态。其密度与液体的状态。其密度与液体接近，而黏度则与气体接近，而黏度则与气体接近。这一流体具有可接近。这一流体具有可变性，其性质随温度和变性，其性质随温度和压强的变更而变更。压强的变更而变更。超临界超临界coco2 2T T 3

11、1 31 ；P P 7.38Mpa7.38Mpa廉价、无毒、易分别廉价、无毒、易分别不燃烧，不形成光化学烟不燃烧，不形成光化学烟雾，也不破坏臭氧层雾，也不破坏臭氧层从来源上看，是生产合成从来源上看，是生产合成氨和自然气的副产物氨和自然气的副产物L o g ov超临界co2作溶剂：v超临界co2作萃取剂：L o g o6.6.有节能效益的设计：合成方法必需考虑过程中能耗对成有节能效益的设计：合成方法必需考虑过程中能耗对成有节能效益的设计：合成方法必需考虑过程中能耗对成有节能效益的设计：合成方法必需考虑过程中能耗对成本和环境的影响本和环境的影响本和环境的影响本和环境的影响,应设法降低能耗应设法降低

12、能耗应设法降低能耗应设法降低能耗,尽可能在常温常压条件尽可能在常温常压条件尽可能在常温常压条件尽可能在常温常压条件下的合成方法下的合成方法下的合成方法下的合成方法.vv可利用的能源可利用的能源可利用的能源可利用的能源电能光能微波自由基成环自由基成环二硫代爱护基团感光裂解二硫代爱护基团感光裂解2-甲基甲基-1，3-戊二烯与乙醛酸酯在苯溶剂中的反应戊二烯与乙醛酸酯在苯溶剂中的反应L o g o7.运用再生资源作原料：在技术可行和经济合理的条件下,原料要用可再生资源代替消耗性资源.由光合作用产生的全部生由光合作用产生的全部生物有机体的总称，包括植物、物有机体的总称，包括植物、农作物、林产物等。其中含

13、有农作物、林产物等。其中含有淀粉、纤维素、木质素等成分。淀粉、纤维素、木质素等成分。可再生，储量丰富可再生，储量丰富 大部分已高度氧化大部分已高度氧化 比矿物原料更清洁比矿物原料更清洁 季节性强，产量、质量不稳定季节性强，产量、质量不稳定须要大量土地须要大量土地 什么是生物质什么是生物质什么是生物质什么是生物质生物质的特点生物质的特点生物质的特点生物质的特点L o g o19961996年年“总统绿色总统绿色化学挑战奖化学挑战奖”学术学术奖奖Taxas A&MTaxas A&M高校高校 M.HoltzappleM.Holtzapple教授教授利用废弃的生物质利用废弃的生物质,经石灰消化处理经石

14、灰消化处理,后后经发酵生产有机化经发酵生产有机化学品和燃料学品和燃料.摘自：绿色化学化工好用技术贡长生著化学工业出版社P.16L o g o摘自：绿色化学化工好用技术贡长生著化学工业出版社P.31生物质原料的加工利用生物质原料的加工利用L o g o实例：己二酸的制取实例：己二酸的制取传统制法：1.原料苯为致癌物质 2.硝酸作为氧化剂腐蚀严峻 3.反应须要高温高压条件，能耗高Frost用葡萄糖为原料制取己二酸：L o g o8.削减运用衍生物:假如有可能,削减或避开运用生成衍生物的步骤(如用封闭基因,爱护/脱爱护,短暂修饰的物理/化学过程),因为这些步骤要用外加试剂并且可能发生废弃物.爱护与去

15、爱护成盐增加一个只为被取代的官能团L o g ov传统的无机液体酸催化剂：硫酸、氢氟酸、三氯化铝H2SO4强腐蚀性、脱强腐蚀性、脱水性、氧化性水性、氧化性。废液处理废液处理 令人头痛令人头痛 HF剧毒，强腐剧毒，强腐蚀性和脱水性蚀性和脱水性AlCl3强腐蚀性强腐蚀性。必需在无水条件下操作分别难，不易分别难，不易循环运用循环运用9.9.催化反应催化反应催化反应催化反应:催化剂优于计量反应试剂催化剂优于计量反应试剂催化剂优于计量反应试剂催化剂优于计量反应试剂.L o g o分子筛催化剂实例：分子筛代替三氯化铝催化剂合成异丙苯实例：分子筛代替三氯化铝催化剂合成异丙苯L o g o10.10.设计可降解产物设计可降解产物设计可降解产物设计可降解产物:化学产物应当设计成为在运用化学产物应当设计成为在运用化学产物应当设计成为在运用化学产物应当设计成为在运用之后能降解成为无毒害的降解产物而不残存于环之后能降解成为无毒害的降解产物而不残存于环之后能降解成为无毒害的降解产物而不残存于环之后能降解成为无毒害的降解产物而不残存于环境之中境之中境之中境之中.L o g o绿色化学的发展方向绿色化学的发展方向v新的化学反应过程探讨v传统化学过程的绿色化学改造v能源中绿色化学问题和干净煤化学技术v资源再生和循环利用技术探讨摘自：绿色化学导论徐汉生化工出版社p.102