工程化学 教学课件 作者 周祖新 主编 丁蕙 副主编绿色化学.ppt

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1、绿色化学无机化学教研室11.44Å1.34Å1.22Å化学在人类社会进步和发展中发挥着关键的作用2许多传统的化学化工过程造成严重的环境污染3许多传统的化学化工过程不利于健康，甚至危险性很大4能否在创造物质财富的同时不产生环境污染？绿色化学!5绿色化学是一门新兴的化学分支，以“原子经济性”为原则，研究如何在产生目的产物的过程中充分利用原料，减少有害物质的释放。绿色化学旨在从物质产生的源头控制废物的产生，减少对环境的污染。一、绿色化学概念6传统的化学工业给环境带来的污染已十分严重，目前世界每年产生的有害废物达3亿吨～4亿吨，给环境造成危害，并威胁

2、着人类的生存。有识之士提出了绿色化学的号召，并立即得到了全世界的积极响应。绿色化学的核心就是要利用化学原理从源头减少和消除工业生产对环境的污染。绿色化学提倡原子经济性，最理想的“原子经济”就是反应物的原子全部转化为期望的最终产物，原子利用率为100%7绿色化学又称环境友好化学，清洁化学环境无害化学，它的主要特点是：1．充分利用资源和能源，采用无毒、无害的原料；2．在无毒、无害的条件下进行反应，以减少废物向环境排放；3．提高原子的利用率，力图使所有作为原料的原子都被产品所消纳，实现“零排放”；4．生产出有利于环境保护、社区安全和人体健康的环境友

3、好的产品。绿色化学给化学家提出了一项新的挑战，国际上对此很重视。1996年，美国设立了“绿色化学挑战奖”，以表彰那些在绿色化学领域中做出杰出成就的企业和科学家。绿色化学将使化学工业改变面貌，为子孙后代造福。8★20世纪40~50年代——稀释废物★20世纪60~70年代——废物后处理★20世纪90年代——从源头消除污染源废物处理与处置的发展过程9绿色化学的基本原理（1）防止污染的产生优于治理产生的污染；（2）原子经济性；（3）只要可行，应尽量采用毒性小的化学合成路线；（4）更安全的化学品的设计应能保留其功效，但降低毒性；PaulAnastas和

4、JohnCWarner提出绿色化学的12项原则10（5）应尽可能避免使用辅助物质（如溶剂、分离剂等），如用时应是无毒的；（6）应考虑到能源消耗对环境和经济的影响，并应尽量少地使用能源；（7）原料应是可再生的，而非将耗竭的；（8）尽量避免不必要的衍生化步骤；（9）催化性能试剂（有尽可能好的选择性）优于当量试剂；（10）化工产品在完成其使命后，不应残留在环境中，而能降解为无害的物质；11（11）分析方法必须进一步发展，以使在有害物质生成前进行即时的和在线跟踪及控制；（12）在化学转换过程中，所选用的物质和物质形态应尽可能地降低发生化学事故的可能性

5、。12二、绿色化学的主要内容无毒无害原料可再生资源环境友好产品回归自然废物回收利用无毒无害催化剂无毒无害溶剂原子经济反应13>10,000,000年目前未来CO2,H2O14三、“废物零排放”的“原子经济”反应BarryTrost教授：原子经济性(AtomEconomy)概念A＋BC＋DA＋BC％原子经济性＝100产物废物被利用原子的原子量之和反应中所有反应物的分子式量15例1：Noyori发展了一种把环己烯直接用30%双氧水氧化成己二酸的方法：这是一个不用有机溶剂和不含卤素的绿色过程。16例2：17例3：用乙烯合成环氧乙烷传统的氯醇法原子

6、利用率只有25%。采用乙烯催化环氧化方法原子利用率达到100%，产率99%。18工业部门每吨产品排放的废物（Kg/吨）炼油~0.1大宗化学品1~5精细化工5~20制药25~100四、不同工业部门生产中的废物排放量可以看出，产品越精细复杂，E值越大。这是因为产品越复杂，生产步骤越多，原子利用率越低的缘故。19医药、农药等精细化学品的“原子经济”反应大宗石油化工品的绿色化技术的发展超临界CO2代替有毒、有害溶剂的推广应用生物质资源生产大宗有机化工品和超清洁生物柴油的生产废合成材料的回收利用五、绿色化学的发展201999年国际《绿色化学》期刊创刊2

7、1绿色化学在我国的兴起：1995年，中国科学院化学部的院士们提出以“绿色化学与技术——推进化工生产可持续发展的途径”作为重要的科研选题。1997年，举办了以“可持续发展问题对科学的挑战——绿色化学”为主题的香山科学会议。1999年底又在北京九华山庄举行了以“绿色化学基本科学问题”为主题的21世纪核心科学问题论坛。并且，在国家科技部的支持下，已在中国科技大学和四川大学组建了绿色化学研究中心。2220世纪80年代，烃类氧化的技术突破—实现“原子经济”反应发明钛硅分子筛作为氧化催化剂采用H2O2为氧化剂工业应用丙烯环氧化制环氧丙烷环己酮氨氧化制环己

8、酮肟苯酚氧化制对苯二酚23丙烯氧化制环氧丙烷的绿色化学研究环氧丙烷（PO）是丙烯衍生物中产量仅次于聚丙烯和丙烯腈的第三大品种。PO化学性质十分活泼，是生产聚醚、丙二