《綠色化學(xué)》教學(xué)大綱(共9頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上綠色化學(xué)教學(xué)大綱課程編號： 課程性質(zhì)： 專業(yè)任選 總學(xué)時： 32學(xué)時 總學(xué)分： 2 開課學(xué)期： 第七學(xué)期 適用專業(yè)： 應(yīng)用化學(xué) 先修課程：無機化學(xué)、有機化學(xué)、高分子化學(xué)與物理、化工原理等 大綱執(zhí)筆人： MH 參加人：HJH、HJ、HH 大綱審核人： FGC 修訂時間： 2012年8月 編寫依據(jù)： 應(yīng)用化學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)方案（ 2009 ）年版一、課程介紹綠色化學(xué)是20 世紀90 年代中期出現(xiàn)的一門具有重大社會需求和明確科學(xué)目標(biāo)的新興交叉學(xué)科，是當(dāng)今國際化學(xué)化工科學(xué)研究的前沿和重要發(fā)展領(lǐng)域。本課程主要研究如何節(jié)約能源、開發(fā)新資源和從源頭上消除污染，是實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟和可持續(xù)發(fā)

2、展的重要科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)。開設(shè)本課程的目的在于通過在大學(xué)生中普及綠色化學(xué)基本知識，培養(yǎng)大學(xué)生的綠色化學(xué)意識，了解如何利用科學(xué)技術(shù)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。這對于提高大學(xué)生的綜合素質(zhì)，增強社會責(zé)任感十分重要。二、本課程教學(xué)在專業(yè)人才培養(yǎng)中的地位和作用通過本課程的學(xué)習(xí)，使同學(xué)們較好地了解綠色化學(xué)的興起與發(fā)展，掌握綠色化學(xué)的基本原理和方法，熟悉化學(xué)化工行業(yè)中具有先進性、實用性和前瞻性的綠色化學(xué)技術(shù)及其在現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)中的應(yīng)用，樹立以綠色化學(xué)為核心的可持續(xù)發(fā)展觀，為將來從事本專業(yè)相關(guān)工作和在科學(xué)研究過程中時時刻刻以可持續(xù)發(fā)展的觀點考慮問題打下一定的基礎(chǔ)。三、本課程教學(xué)所要達到的基本目標(biāo)理解并掌握本課程中的一些基本概念

3、，基本原理和應(yīng)用實例。本課程主要講授綠色化學(xué)的形成與發(fā)展?fàn)顩r、基本原理、設(shè)計安全有效目標(biāo)化合物的原理和方法、設(shè)計安全有效目標(biāo)化合物的應(yīng)用實例、綠色化學(xué)方法、綠色化學(xué)的應(yīng)用實例、綠色化學(xué)的發(fā)展趨勢簡介等內(nèi)容，通過課堂講授、習(xí)題課、專題講座、課堂討論、演算習(xí)題、自學(xué)和學(xué)生自主命題小論文等教學(xué)環(huán)節(jié)達到本課程的教學(xué)目的。四、學(xué)生學(xué)習(xí)本課程應(yīng)掌握的方法與技能學(xué)生在學(xué)習(xí)本課程過程中應(yīng)掌握的基本方法是理論聯(lián)系實際。重點掌握各種化學(xué)化工過程綠色化的基本概念、基本原理和實際應(yīng)用，同時結(jié)合綠色化學(xué)學(xué)科前沿，在課程學(xué)習(xí)中注重能力和技能的培養(yǎng)。五、本課程與其它課程的聯(lián)系與分工綠色化學(xué)體現(xiàn)了科學(xué)發(fā)展觀，是減少資源消耗、

4、實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟和可持續(xù)發(fā)展的重要科學(xué)基礎(chǔ)。本課程是在學(xué)生已掌握大學(xué)數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、無機化學(xué)、有機化學(xué)、化工原理、高分子化學(xué)等前置課程的基本理論和實驗技能的基礎(chǔ)上進行，為本課程的學(xué)習(xí)提供了知識基礎(chǔ)，在整個專業(yè)學(xué)習(xí)過程中起到了非常重要的作用。六、本課程的教學(xué)內(nèi)容與目的要求【第一章】 緒論（共2學(xué)時）1、教學(xué)目的和要求：（1）了解綠色化學(xué)這門新興交叉學(xué)科的興起與發(fā)展，掌握綠色化學(xué)的研究內(nèi)容、特點以及在國內(nèi)外的發(fā)展概況；（2）關(guān)注人類社會目前面臨的主要挑戰(zhàn)，資源、環(huán)境和健康問題及其化學(xué)本質(zhì)，樹立以綠色化學(xué)為核心的可持續(xù)發(fā)展觀。2、教學(xué)內(nèi)容：（1）綠色化學(xué)的興起與發(fā)展：生態(tài)環(huán)境的危機呼喚綠色化學(xué)，環(huán)境保護

5、的宣傳和法規(guī)推動綠色化學(xué)，化學(xué)工業(yè)的發(fā)展催化綠色化學(xué)，可持續(xù)發(fā)展促進綠色化學(xué)，綠色化學(xué)和技術(shù)成為各國政府和學(xué)術(shù)界關(guān)注的熱點；（2）綠色化學(xué)的研究內(nèi)容和特點：綠色化學(xué)的含義、綠色化學(xué)的研究內(nèi)容及特點；（3）綠色化學(xué)在國內(nèi)外的發(fā)展概況：綠色化學(xué)在國外的發(fā)展概況，我國十分重視綠色化學(xué)的研究工作；（4）綠色化學(xué)是我國化學(xué)工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必由之路：綠色化學(xué)所引發(fā)的產(chǎn)業(yè)革命，綠色化學(xué)是我國化學(xué)工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的優(yōu)選模式。3、教學(xué)重點和難點：（1）重點：綠色化學(xué)的研究內(nèi)容與特點；（2）難點：樹立以綠色化學(xué)為核心的可持續(xù)發(fā)展觀。4、本章思考題： （1）為什么是綠色化學(xué)是21世紀化學(xué)化工發(fā)展最重要的領(lǐng)域之一？（2

6、）為什么說綠色化學(xué)是我國化學(xué)工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必由之路？【第二章】 綠色化學(xué)原理（共4學(xué)時）1、教學(xué)目的和要求：（1）了解：綠色化學(xué)的十二條原則及十二條附加原則；（2）掌握：綠色化學(xué)各條原則在化學(xué)化工行業(yè)中的實際應(yīng)用。2、教學(xué)內(nèi)容：（1）防止污染優(yōu)于污染治理：末端治理與污染防治，末端治理的局限性，污染防治措施；（2）原子經(jīng)濟性：原子經(jīng)濟性的概念，常見化學(xué)反應(yīng)的原子經(jīng)濟性；（3）綠色化學(xué)合成：采用無毒、無害的原料，改變合成路徑，實行綠色化學(xué)合成；（4）設(shè)計安全化學(xué)品：安全化學(xué)品的含義，設(shè)計安全化學(xué)品的一般原則，設(shè)計安全化學(xué)品的方法；（5）采用安全的溶劑和助劑：常規(guī)有機溶劑的環(huán)境危害；安全溶劑：水、

7、二氧化碳、離子液體；固定化溶劑及無溶劑系統(tǒng)；（6）合理使用和節(jié)省能源：化學(xué)工業(yè)中的能源使用，新的能源利用技術(shù)，優(yōu)化反應(yīng)條件；（7）利用可再生資源合成化學(xué)品：可再生資源與不可再生資源，利用可再生資源合成化學(xué)品；（8）減少不必要的衍生化步驟：引入保護基團，暫時改變某些物質(zhì)的宏觀性質(zhì)或功能，加入官能團提高反應(yīng)選擇性；（9）采用高選擇性的催化劑：催化作用優(yōu)于化學(xué)計量關(guān)系，環(huán)境友好催化劑，環(huán)境友好催化過程；（10）設(shè)計可降解化學(xué)品：化學(xué)品廢棄物的危害性，化學(xué)品設(shè)計應(yīng)考慮降解功能；（11）預(yù)防污染的現(xiàn)場實時分析；（12）防止生產(chǎn)事故的安全工藝。3、教學(xué)重點和難點：（1）重點：綠色化學(xué)的十二條原則及十二條附

8、加原則；（2）難點：綠色化學(xué)各條原則在化學(xué)化工行業(yè)中的實際應(yīng)用。4、本章思考題： （1）末端治理與污染預(yù)防的根本區(qū)別是什么？為什么說“防止污染優(yōu)于污染治理？” （2）什么是原子經(jīng)濟性？提高化學(xué)反應(yīng)的原子經(jīng)濟性有什么意義？【第三章】 無機合成反應(yīng)的綠色化技術(shù)（共4學(xué)時）1、教學(xué)目的和要求：（1）了解：常見的綠色無機合成反應(yīng)的應(yīng)用實例；（2）掌握：常見的綠色無機合成反應(yīng)的原理。2、教學(xué)內(nèi)容：（1）水熱合成法：水熱合成法的原理，水熱合成法的應(yīng)用實例；（2）溶膠-凝膠法：溶膠-凝膠法的原理，溶膠-凝膠法的應(yīng)用實例。（3）局部化學(xué)反應(yīng)法：脫水反應(yīng)、嵌入反應(yīng)、離子交換反應(yīng)、同晶置換反應(yīng)、分解反應(yīng)、氧化還原

9、反應(yīng)；（4）低熱固相反應(yīng)：低熱固相反應(yīng)的反應(yīng)機理及化學(xué)反應(yīng)規(guī)律，低熱固相反應(yīng)的應(yīng)用；（5）流變相反應(yīng)：流變相反應(yīng)的原理，流變相反應(yīng)的應(yīng)用；（6）先驅(qū)物法：先驅(qū)物法的原理，先驅(qū)物法的應(yīng)用；（7）助溶劑法：助溶劑法的原理，助溶劑法的應(yīng)用；（8）化學(xué)氣相沉積法：化學(xué)氣相沉積法的原理，化學(xué)氣相沉積法的應(yīng)用；（9）聚合物模板法：聚合物模板法的原理，聚合物模板法的應(yīng)用實例。3、教學(xué)重點和難點：（1）重點：常見的綠色無機合成反應(yīng)的應(yīng)用實例；（2）難點：常見的綠色無機合成反應(yīng)的原理。4、本章思考題：（1）說明制備鄰苯二甲酸銅的流變相反應(yīng)原理。（2）說明以淀粉為模板合成納米銀材料的原理及制備過程。【第四章】 綠

10、色有機合成（共4學(xué)時）1、教學(xué)目的和要求：（1）了解：常見的綠色有機合成反應(yīng)的應(yīng)用實例；（2）掌握：常見的綠色有機合成反應(yīng)的原理。2、教學(xué)內(nèi)容：（1）高效化學(xué)催化的有機合成：固體酸催化的有機合成，固體堿酸催化的有機合成，離子液體催化劑；（2）生物催化的有機合成：酶催化的基本原理，生物催化劑的主要種類，生物催化反應(yīng)的典型工藝；（3）氟兩相系統(tǒng)的有機合成：氟兩相系統(tǒng)的反應(yīng)原理，氟兩相系統(tǒng)的主要應(yīng)用實例；（4）相轉(zhuǎn)移催化的有機合成：相轉(zhuǎn)移催化反應(yīng)原理，相轉(zhuǎn)移催化反應(yīng)的應(yīng)用；（5）組和化學(xué)合成：組和化學(xué)合成原理，組和化學(xué)的應(yīng)用；（6）有機電化學(xué)合成：有機電化學(xué)合成原理，電化學(xué)合成的典型工藝。3、教學(xué)重

11、點和難點：（1）重點：常見的綠色有機合成反應(yīng)的應(yīng)用實例；（2）難點：常見的綠色有機合成反應(yīng)的原理。4、本章思考題： （1）什么是固體酸、固體堿？它們適合用作哪些反應(yīng)的催化劑？ （2）雜多酸（鹽）的主要制備方法是什么？說明固相合成法制備磷鉬酸銨的過程。【第五章】 高分子材料的綠色合成化學(xué)（共4學(xué)時）1、教學(xué)目的和要求：（1）了解：常見的高分子材料綠色合成反應(yīng)的應(yīng)用實例；（2）掌握：常見的高分子材料綠色合成反應(yīng)的原理。2、教學(xué)內(nèi)容：（1）以水位分散介質(zhì)的聚合技術(shù)：以水為介質(zhì)聚合的特點，水相聚合系統(tǒng)的組成及其作用水相聚合反應(yīng)原理；（2）離子液體中的聚合技術(shù)：自由基聚合、離子聚合、縮聚和加聚反應(yīng)，配位

12、聚合，電化學(xué)聚合；（3）超臨界流體中的聚合技術(shù)：超臨界二氧化碳中的聚合反應(yīng)，超臨界介質(zhì)中聚合物的解聚反應(yīng)；（4）低殘存VOC的水性聚氨酯合成技術(shù)：水性聚氨酯的分類，水性聚氨酯的原料，水性聚氨酯樹脂的制備，水性聚氨酯的性能，水性聚氨酯的應(yīng)用；（5）輻射交聯(lián)技術(shù)：輻射交聯(lián)與裂解的基本原理，輻射聚合的主要特點，輻射交聯(lián)對聚合物性能的影響，輻射交聯(lián)技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用；輻射交聯(lián)技術(shù)在生物醫(yī)用材料方面的應(yīng)用；（6）等離子體聚合技術(shù)：等離子體的種類及特點，等離子體聚合機理及實際應(yīng)用；（7）酶催化聚合技術(shù)：酶催化開環(huán)聚合，酶催化縮聚反應(yīng)。3、教學(xué)重點和難點：（1）重點：常見的高分子材料綠色合成反應(yīng)的應(yīng)用實例；（

13、2）難點：常見的高分子材料綠色合成反應(yīng)的原理。4、本章思考題：（1）離子液體中能夠進行哪種聚合反應(yīng)？舉例說明。（2）簡述酶催化聚合已內(nèi)酯的開環(huán)聚合機理。【第六章】 精細化工的綠色化（共4學(xué)時）1、教學(xué)目的和要求：（1）了解：精細化工的綠色化實例；（2）掌握：精細化工原料、工藝技術(shù)及產(chǎn)品的綠色化。2、教學(xué)內(nèi)容：（1）制藥工業(yè)的綠色化：綠色化學(xué)制藥，綠色生物制藥，綠色天然藥物；（2）農(nóng)藥工業(yè)的綠色化：綠色農(nóng)藥的含義及分類，綠色生物農(nóng)藥，綠色化學(xué)農(nóng)藥，綠色農(nóng)藥制劑；（3）表面活性劑的綠色化：磷酸酯類表面活性劑，天然可再生資源表面活性劑；生物表面活性劑；（4）阻燃劑的綠色化：無機阻燃劑，磷-氮系阻燃劑

14、，磷酸酯類阻燃劑，復(fù)配型磷系阻燃劑；（5）電子化學(xué)品的綠色化：輻射線抗蝕劑，聚酰亞胺封裝材料，聚碳酸酯材料，環(huán)氧模塑料，聚苯胺材料，超凈高純化學(xué)試劑；3、教學(xué)重點和難點：（1）重點：精細化工的綠色化實例；（2）難點：精細化工原料、工藝技術(shù)及產(chǎn)品的綠色化。4、本章思考題：（1）簡述超臨界流體萃取技術(shù)在天然藥物提取中的特點。（2）簡述綠色農(nóng)藥的發(fā)展方向和趨勢。【第七章】 化學(xué)工藝的綠色化（共2學(xué)時）1、教學(xué)目的和要求：（1）了解：典型產(chǎn)品的綠色化工藝實例；（2）掌握：綠色工程原理及其所追求的目標(biāo)。2、教學(xué)內(nèi)容：（1）典型產(chǎn)品的綠色化工藝：過氧化氫的綠色合成工藝，1,3丙二醇綠色工藝的開發(fā)，己二酸的

15、綠色合成工藝，聚天冬氨酸的綠色合成工藝，聚乳酸的綠色合成工藝；（2）綠色工程：綠色工程原理，綠色工程所追求的目標(biāo)。3、教學(xué)重點和難點：（1）重點：典型產(chǎn)品的綠色化工藝實例；（2）難點：綠色工程原理及其所追求的目標(biāo)。4、本章思考題： （1）在綠色化學(xué)工藝的實施過程中，如何提高原子利用率？（2）生產(chǎn)己二酸的綠色化學(xué)工藝具有哪些特點？【第八章】 能源工業(yè)的綠色化（共2學(xué)時）1、教學(xué)目的和要求：（1）了解：化石燃料清潔利用技術(shù)，生物質(zhì)能的研究與開發(fā)；（2）掌握：可再生能源與可持續(xù)發(fā)展。2、教學(xué)內(nèi)容：（1）化石燃料清潔利用技術(shù)：能源消耗對環(huán)境的影響，煤的潔凈燃燒與高效利用技術(shù)；（2）生物質(zhì)能的研究與開發(fā)

16、：生物質(zhì)能利用現(xiàn)狀，生物質(zhì)能利用技術(shù)，生物質(zhì)能發(fā)電，生物柴油，燃料乙醇，生物質(zhì)制氫；（3）清潔能源的開發(fā)利用：太陽能，風(fēng)能，地?zé)?，海洋能。?）可再生能源與可持續(xù)發(fā)展3、教學(xué)重點和難點：（1）重點：化石燃料清潔利用技術(shù)，生物質(zhì)能的研究與開發(fā)；（2）難點：可再生能源與可持續(xù)發(fā)展。4、本章思考題： （1）舉例說明幾種清潔能源開發(fā)利用的形式。（2）從能源利用的方面考慮，應(yīng)如何走好可持續(xù)發(fā)展的道路？【第九章】 綠色化學(xué)中的過程強化技術(shù)集成（共2學(xué)時）1、教學(xué)目的和要求：（1）了解：常見的化工過程強化技術(shù)集成新設(shè)備；（2）掌握：常見的化工過程強化技術(shù)集成的原理。2、教學(xué)內(nèi)容：（1）化工過程強化技術(shù)集成：

17、多功能反應(yīng)技術(shù)，膜催化反應(yīng)器，分離技術(shù)的集成，利用其它形式的能量的強化技術(shù)；（2）化工過程強化的新設(shè)備：靜態(tài)混合反應(yīng)器，微型反應(yīng)器，旋轉(zhuǎn)盤反應(yīng)器，超重力反應(yīng)/分離器，整體式反應(yīng)器，振蕩流反應(yīng)器。3、教學(xué)重點和難點：（1）重點：化工過程強化的新設(shè)備；（2）難點：化工過程強化技術(shù)集成。4、本章思考題： （1）何謂化工過程強化？可用哪些方法實現(xiàn)化工過程強化？（2）將傳統(tǒng)的需要多個設(shè)備完成的功能集成在一個反應(yīng)器中，以提高化學(xué)轉(zhuǎn)化率和反應(yīng)器的集成度。請列舉一些集成的反應(yīng)器的實例?！镜谑隆?綠色化學(xué)化工過程的評估（共2學(xué)時）1、教學(xué)目的和要求：（1）了解：綠色化學(xué)評估的基本準則，生命周期評估；（2）掌握

18、：進行綠色化學(xué)化工過程的評估量度的方法。2、教學(xué)內(nèi)容：（1）綠色化學(xué)評估的基本準則：綠色化學(xué)的十二條原則及十二條附加原則，綠色化學(xué)工程技術(shù)的十二條原則；（2）生命周期評估：生命周期評估的含義，生命周期評估的步驟，生命周期評估的用途；（3）綠色化學(xué)化工過程的評估量度：化學(xué)反應(yīng)過程的綠色化，化學(xué)化工過程綠色化的評價指標(biāo)，綠色化學(xué)化工過程的評估實施。3、教學(xué)重點和難點：（1）重點：綠色化學(xué)評估的基本準則，生命周期評估；（2）難點：綠色化學(xué)化工過程的評估量度。4、本章思考題： （1）為什么說綠色化學(xué)的評估是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程？（2）全面評估一個化學(xué)化工過程的綠色化應(yīng)考慮哪些原則和內(nèi)容？【第十一章】 循

19、環(huán)經(jīng)濟與生態(tài)工業(yè)園（共2學(xué)時）1、教學(xué)目的和要求：（1）了解：生態(tài)工業(yè)園的概念、特點及國內(nèi)外發(fā)展概況；（2）掌握：循環(huán)經(jīng)濟的產(chǎn)生背景、基本原則及典型實例。2、教學(xué)內(nèi)容：（1）生態(tài)工業(yè)園的理論基礎(chǔ)：生態(tài)工業(yè)的概念和特點，傳統(tǒng)工業(yè)的兩重性，工業(yè)生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)，生態(tài)工業(yè)的理論依據(jù)；（2）循環(huán)經(jīng)濟：循環(huán)經(jīng)濟的產(chǎn)生背景，循環(huán)經(jīng)濟的基本原則，循環(huán)經(jīng)濟的典型實例，循環(huán)經(jīng)濟的實施辦法；（3）生態(tài)工業(yè)園：國內(nèi)外發(fā)展概況，生態(tài)工業(yè)園的規(guī)劃原則及內(nèi)容，生態(tài)工業(yè)園的構(gòu)建，生態(tài)工業(yè)園示范項目；（4）發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，建設(shè)和諧節(jié)約型社會。3、教學(xué)重點和難點：（1）重點：生態(tài)工業(yè)園的理論基礎(chǔ)，生態(tài)工業(yè)園示范項目；（2）難點：循環(huán)經(jīng)濟的基本原則、產(chǎn)生背景及實施辦法。4、本章思考題： （1）生態(tài)工業(yè)與傳統(tǒng)工業(yè)有何不同？（2）簡述歐美發(fā)達國家循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展模式，我國應(yīng)從哪些方面著手推動循環(huán)經(jīng)濟？七、本課程教學(xué)時數(shù)分配表章節(jié)標(biāo)題學(xué)時分配講授實踐一第一章 緒論2二第二章 綠色化學(xué)原理4三第三章 無機合成反應(yīng)的綠色化技術(shù)4四第四章 綠色有機合成4五第五章 高分子材料的綠色合成化學(xué)4六第六章 精細化工的綠色化4七第七章 化學(xué)工藝的綠色化2八第八章 能源工業(yè)的綠色化2九第九章 綠色化學(xué)中的過程強化集成技術(shù)2十第十章 綠色化學(xué)化工過程的評估2十一第十一章 循環(huán)經(jīng)濟與生態(tài)工業(yè)園2合計32八、教材和主