畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）綠色化工的發(fā)展與展望

1、論文題目編號(hào) 2012321304 畢 業(yè) 論 文（ 2016 屆本科） 題 目： 綠色化工的發(fā)展與展望 專(zhuān) 業(yè)： 化工工程與工藝（石油化工方向） 學(xué) 院： 化學(xué)化工學(xué)院 班 級(jí)： 2012級(jí)化工（3）班 作者姓名： 指導(dǎo)教師： 職稱(chēng)： 助教 完成日期： 2016 年 5 月 13 日隴東學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）誠(chéng)信聲明 本人鄭重聲明：所呈交的本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)），是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果，成果不存在知識(shí)產(chǎn)權(quán)爭(zhēng)議，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的作品成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人

2、完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。 作者簽名 ： 二一六 年 月 目 錄摘要：11 緒論1化工發(fā)展中帶來(lái)的困擾2化工發(fā)展中對(duì)人類(lèi)的直接危害2化工發(fā)展造成的環(huán)境危機(jī)2人類(lèi)早期對(duì)待廢棄物的對(duì)策2污染治理的三個(gè)階段3人類(lèi)為治理化工污染付出的代價(jià)32綠色化學(xué)與綠色化工3綠色化學(xué)4綠色化學(xué)的發(fā)展4綠色化學(xué)的原則和核心6綠色化工7綠色化工與可持續(xù)發(fā)展93化學(xué)化工綠色化10化學(xué)反應(yīng)綠色化10原料綠色化10綠色溶劑11綠色催化劑12綠色化學(xué)品13綠色材料14綠色能源17合成技術(shù)綠色化18生物技術(shù)18催化技術(shù)21膜技術(shù)21高級(jí)氧化技術(shù)22微波技術(shù)23超聲波技術(shù)23等離子體技術(shù)243.2.8高能輻射加工技術(shù)2

3、5超臨界流體技術(shù)26生產(chǎn)過(guò)程綠色化26微化工技術(shù)26超重力技術(shù)27磁穩(wěn)定床技術(shù)27撞擊流技術(shù)274綠色化工產(chǎn)業(yè)園區(qū)28化工園區(qū)28化工園區(qū)的特點(diǎn)294.1.2 我國(guó)化工園區(qū)存在的問(wèn)題294.1.3 化工園區(qū)的發(fā)展方向294.1.4 化工園區(qū)的綠色環(huán)保對(duì)策305綠色化工發(fā)展方向的展望30從人類(lèi)未開(kāi)發(fā)的區(qū)域獲取資源和能源30向太空放逐不可恢復(fù)污染物或者將工廠(chǎng)建到行星上31加強(qiáng)全人類(lèi)的綠色化工意識(shí)教育316參考文獻(xiàn)31致 謝33綠色化工的發(fā)展與展望霍雙才，王麗朋（隴東學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院，甘肅 慶陽(yáng) 745000)摘要：隨著社會(huì)發(fā)展速度的加快，傳統(tǒng)化工的高能耗、高排放、高污染對(duì)人類(lèi)和環(huán)境造成了巨大的負(fù)擔(dān)

4、，從事化工事業(yè)的學(xué)習(xí)工作者也不斷受到人們的質(zhì)疑，為改變現(xiàn)狀，發(fā)展節(jié)能環(huán)保無(wú)污染的綠色化學(xué)化工和普及綠色化學(xué)思想已成為目前勢(shì)在必行的趨勢(shì)潮流。由此，本文首先從綠色化工的發(fā)展角度出發(fā)，在詳細(xì)闡述了化學(xué)工業(yè)中的產(chǎn)品原料、合成方法、生產(chǎn)過(guò)程的綠色化后，接著對(duì)化工園區(qū)的現(xiàn)狀做出簡(jiǎn)單介紹和分析，最后對(duì)綠色化工的發(fā)展方向作了初步展望。關(guān)鍵詞：綠色化學(xué)化工、污染治理、綠色化工技術(shù)、化工園區(qū)Developmengt and Prospect on Green Chemical InustrryHUO Shungcai,WANG Lipeng(College of Chemistry 

5、;and Chemical Engineering,Longdong University,Qingyang,Gansu 745000)Abstract:With the speeding up of the social development, the traditional chemical industry of high energy consumption, high emi

6、ssion, high pollution to human and environment caused great burden, engaged in chemical industry enterprise's workers, has been questioned by the people, and learning to c

7、hange the status quo, development of energy conservation, environmental protection and popularize green pollution-free green chemical engineering chemistry thought has become an inevitable&#

8、160;trend trend at present. As a result, this article first from the perspective of the development of green chemical industry, in detail elaborated the chemical industry 

9、;raw materials, synthesis methods and production process of greening, then make a simple introduction and analysis about the present situation of chemical industry park, finally

10、60;has carried on the preliminary outlook about green chemical industry development direction. Key words: green chemistry and chemical industry, pollution control, green chemical technology, chemical industry park1 緒論自化學(xué)工業(yè)產(chǎn)生以來(lái)，其為人類(lèi)的進(jìn)步和發(fā)展做出了不可磨滅的

11、貢獻(xiàn)。新藥品直接提高醫(yī)療條件，降低了人類(lèi)死亡率；農(nóng)藥的產(chǎn)生保障了糧食高產(chǎn)量，為人類(lèi)生存解決后顧之憂(yōu)；塑料產(chǎn)品和合成纖維提升了人類(lèi)生活質(zhì)量；合成染色劑豐富了人類(lèi)生活色彩；石油產(chǎn)品更是為人類(lèi)帶來(lái)數(shù)不清的貢獻(xiàn)。但是，由于人類(lèi)對(duì)化學(xué)品本身和其生產(chǎn)過(guò)程具有隱蔽性和持續(xù)性的危害認(rèn)識(shí)不足，濫用化學(xué)品和盲目發(fā)展為人類(lèi)造成了不可勝數(shù)的麻煩。隨著工業(yè)化進(jìn)程的加快，大量排放的工業(yè)污染物以及化工產(chǎn)品的使用過(guò)程和殘留物造成的污染，使人類(lèi)面臨著日益嚴(yán)重的資源環(huán)境危機(jī)。為此，人類(lèi)在自食苦果后又不得不繼續(xù)在環(huán)境治理上付出沉重的代價(jià)?；ぐl(fā)展中帶來(lái)的困擾 化工污染都具有范圍廣、群害性、持久性，和難消除等特點(diǎn)?；ぐl(fā)展中對(duì)人類(lèi)的

12、直接危害 由于對(duì)化工危害的認(rèn)識(shí)不足，一些突發(fā)的意外事件對(duì)人類(lèi)造成的傷害往往是損失慘重，令人猝不及防。例如化工污染導(dǎo)致的八大公害事件：馬斯河谷事件，多諾拉事件，洛杉磯光化學(xué)煙霧事件，倫敦?zé)熿F事件，四日市哮喘事件，米糠油事件，水俁病事件，骨痛病事件1?；ぐl(fā)展造成的環(huán)境危機(jī)由于化工污染對(duì)環(huán)境造成的危害顯現(xiàn)具有隱蔽性、滯后性和廣范圍持久性，使其治理變得更加困難重重，例如全球十大環(huán)境危機(jī)：(1）大氣污染(2）臭氧層破壞(3）全球變暖(4)海洋污染(5)淡水資源緊張和污染(6)土地沙化(7)森林銳減(8）生物多樣性減少(9)酸雨成災(zāi)(10)有毒的化學(xué)品和危險(xiǎn)廢物。1.2人類(lèi)早期對(duì)待廢棄物的對(duì)策 生活垃圾

13、是伴隨著人類(lèi)的社會(huì)生活而產(chǎn)生的，它無(wú)法被杜絕，伴隨著社會(huì)的進(jìn)步，人類(lèi)對(duì)待廢物的方法也在不斷進(jìn)步著。然而，人類(lèi)最初形成的習(xí)慣方法始終未曾消失。 （1）隨意拋棄法：人類(lèi)社會(huì)早期，由于人口密度小，生活水平相對(duì)低下，精神文明程度不高，垃圾少而且易分解。故當(dāng)時(shí)人類(lèi)對(duì)垃圾處理采取隨意拋棄的方式； （2）深埋或遙遠(yuǎn)拋棄法:隨著人類(lèi)社會(huì)的進(jìn)步，隨意拋棄的垃圾已為人們所憎惡，故此人們將垃圾深埋或運(yùn)到遙遠(yuǎn)的荒郊野嶺拋棄； （3）異國(guó)他鄉(xiāng)拋棄：此法是第二種方法的延續(xù)，甚至成為一種“侵略方法”。目前這種行為已成為嚴(yán)重的國(guó)際矛盾，許多發(fā)展中國(guó)家都在大力抵制這種“侵略”； （4）末端處理法：即生產(chǎn)過(guò)程或產(chǎn)品出現(xiàn)了污染，然

14、后進(jìn)行處理，如同腳痛醫(yī)，頭痛醫(yī)頭般，治標(biāo)不治本2。1.3污染治理的三個(gè)階段 化工為人們帶來(lái)新生活的同時(shí)，也帶來(lái)了一系列有關(guān)環(huán)境新問(wèn)題?？v觀(guān)世界環(huán)境治理史，一般來(lái)說(shuō)共經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段。最早可以追溯至20世紀(jì)中期。由于人們對(duì)一些化學(xué)物質(zhì)的危害性等還不了解，而且對(duì)廢水、廢氣、廢渣的排放也沒(méi)有明確的立法限制，所以人類(lèi)普遍的做法把三廢稀釋后直接排放，此階段的環(huán)保對(duì)策可以稱(chēng)為“稀釋廢物防治環(huán)境污染”。進(jìn)入了第二階段后，隨著人們對(duì)化學(xué)品對(duì)環(huán)境危害性的的深人了解，制定了一系列環(huán)境法規(guī)，開(kāi)始限制廢物排放量和濃度，此階段的環(huán)保對(duì)策就步入了“管制與控制”時(shí)代。由于環(huán)保法規(guī)的日益嚴(yán)格，化工企業(yè)對(duì)一些廢水、廢氣和廢渣

15、不得不進(jìn)行相應(yīng)的后處理才可排放，為此就開(kāi)發(fā)了一系列三廢后處理技術(shù)。1990年，美國(guó)通過(guò)了污染防治條例LthePollutionPreventionAct(PPA)，環(huán)保治理進(jìn)從此就進(jìn)人了第三個(gè)階段。PPA是美國(guó)全國(guó)環(huán)境保護(hù)政策，宣稱(chēng)環(huán)境保護(hù)首選對(duì)策是從源頭防止廢物的生成，如此就可避免對(duì)化學(xué)廢物的進(jìn)一步處理與控制3。人類(lèi)為治理化工污染付出的代價(jià) 1990年,美國(guó)在用于三廢污染治理費(fèi)用為1200億美元,占GNP的2.8%。1992年美國(guó)化學(xué)工業(yè)用于環(huán)保的費(fèi)用高達(dá)1150億美元，用于清理已污染區(qū)域的費(fèi)用7000億美元。杜邦（Dupont）公司1996年的化學(xué)品銷(xiāo)售總額為180億美元，但用于環(huán)保費(fèi)用高

16、達(dá)10億美元。我國(guó)1998年用于工業(yè)三廢污染治理費(fèi)用已高達(dá)3700億人民幣；近四年以來(lái)，僅僅花在治霾上的費(fèi)用已嚴(yán)重經(jīng)阻礙了我國(guó)經(jīng)濟(jì)增快速長(zhǎng)的趨勢(shì)，甚至有點(diǎn)不堪重負(fù)。高昂的費(fèi)用使環(huán)境治理陷入困境4。 化學(xué)工業(yè)在促進(jìn)人類(lèi)發(fā)展進(jìn)步的同時(shí)，客觀(guān)上也對(duì)人類(lèi)賴(lài)以生存的環(huán)境造成了巨大的負(fù)擔(dān)，面對(duì)環(huán)境污染和資源告罄等問(wèn)題日趨嚴(yán)重，人們甚至已經(jīng)有些談“化學(xué)品”而色變了，面對(duì)種種質(zhì)疑，我們從事化學(xué)化工專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)工作者不能夠要求非專(zhuān)業(yè)者以專(zhuān)業(yè)的眼光來(lái)看待問(wèn)題，因?yàn)楫吘够瘜W(xué)化工確實(shí)給人類(lèi)帶來(lái)巨大便利的同時(shí)，也對(duì)環(huán)境造制了相當(dāng)嚴(yán)重的危機(jī)。但是，人類(lèi)卻不能因噎廢食，化學(xué)工業(yè)前進(jìn)的腳步絕不允許被阻擋。為改變當(dāng)前困境，化學(xué)化工

17、綠色化，實(shí)施可持續(xù)發(fā)展已然成為21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展必須實(shí)施的重要戰(zhàn)略，由此亦是催生和促進(jìn)了綠色化學(xué)化工的快速發(fā)展。 2綠色化學(xué)與綠色化工 從表面上看，綠色化工是將綠色化學(xué)原理和理念同現(xiàn)代高新技術(shù)相結(jié)合而形成的的新型現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)；深入的講，綠色化工應(yīng)該是一項(xiàng)改變?nèi)祟?lèi)認(rèn)知，讓人類(lèi)掌握如何科學(xué)合理的利用一切可利用資源的浩大工程。綠色化工是解決環(huán)境污染的唯一有效途徑，是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的必然選擇。綠色化學(xué)思想是綠色化工的基礎(chǔ)，占據(jù)著核心地位，它主導(dǎo)著綠色化工的發(fā)展方向，而現(xiàn)代高新技術(shù)左右著綠色化工的發(fā)展速度，同時(shí)，綠色化工的發(fā)展必然會(huì)刺激推動(dòng)綠色化學(xué)研究的進(jìn)步。綠色化學(xué)是理論，綠色化工是實(shí)踐，二者

18、相互依存不可獨(dú)立存在和發(fā)展。綠色化學(xué) 綠色化學(xué)又稱(chēng)環(huán)境無(wú)害化學(xué)（Environmentally Benign Chemistry)、環(huán)境友好化學(xué)(Environmentally Friendly Chemistry)、清潔化學(xué)(Clean Chemistry) 。它是用化學(xué)的技術(shù)和方法來(lái)減少或消除那些會(huì)對(duì)對(duì)人類(lèi)健康、安全和生態(tài)環(huán)境有害的原料以及催化劑、溶劑和試劑與產(chǎn)物及其副產(chǎn)物等的使用和產(chǎn)生。其理想是從生產(chǎn)的源頭上消除污染，選用無(wú)毒無(wú)害原料，使用無(wú)毒無(wú)害的催化劑和溶劑，設(shè)計(jì)高選擇性反應(yīng)、對(duì)環(huán)境友好合成路線(xiàn)，不再產(chǎn)生廢物，也不再處理廢物，使整個(gè)合成生產(chǎn)過(guò)程實(shí)現(xiàn)原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)，并實(shí)現(xiàn)資源可再生。它是

19、從根本上消除化工污染的一種科學(xué)理念。綠色化學(xué)的內(nèi)涵意義可以概括為理論：(1)減量Reduction：既節(jié)省資源，減少“三廢”的排放。 a.減少用量：在保護(hù)產(chǎn)量的情況下如何減少用量，有效途徑之一是提高轉(zhuǎn)化率、減少損 失率。 b.減少“三廢”排放量。主要是減少?gòu)U氣、廢水及廢棄物（副產(chǎn)物）排放量，必須排放標(biāo)準(zhǔn)以下。(2)重復(fù)使用Reuse：重復(fù)使用是降低成本和減廢的需要。如化學(xué)工業(yè)過(guò)程中的催化劑、載體等，從一開(kāi)始就應(yīng)考慮有重復(fù)使用的設(shè)計(jì)。(3)回收Recycling：可以有效實(shí)現(xiàn)“省資源、少污染、減成本”要求?；厥罩饕ǎ夯厥瘴捶磻?yīng)的原料、副產(chǎn)物、助溶劑、催化劑、穩(wěn)定劑等非反應(yīng)試劑。(4)再生Re

20、generation：既變費(fèi)為寶，節(jié)省資源、能源，減少污染。它要求化工產(chǎn)品生產(chǎn)在工藝設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮到有關(guān)原材料的再生利用。(5)拒用Rejection：拒絕使用是杜絕污染的最根本辦法，它是指對(duì)一些無(wú)法替代，又無(wú)法回收、再生和重復(fù)使用的毒副作用、污染作用明顯的原料，拒絕在化學(xué)過(guò)程中使用5。綠色化學(xué)的發(fā)展 在承受了化工污染帶來(lái)的沉重創(chuàng)傷和為治理污染付出的慘痛代價(jià)后，人類(lèi)開(kāi)始迫切的尋找新出路，因此，綠色化學(xué)應(yīng)運(yùn)而生，同時(shí)伴隨著綠色化工的發(fā)展進(jìn)步！綠色化學(xué)的興起大致可分為三個(gè)階段，即初級(jí)階段（1990至1994年）、發(fā)展階段（1995至1998年）、高潮（1999年至今）。目前，綠色化學(xué)作為未來(lái)化學(xué)工業(yè)

21、發(fā)展的方向和基礎(chǔ)和首要工程，越來(lái)越受到各國(guó)政府、企業(yè)和學(xué)術(shù)界的關(guān)注。同時(shí)世界各國(guó)紛紛開(kāi)展了綠色化學(xué)化工的研究和建設(shè)競(jìng)爭(zhēng)。國(guó)外綠色化學(xué)的發(fā)展 1990年美國(guó)通過(guò)了污染預(yù)防法，“綠色化學(xué)首次在法律條文中出現(xiàn)”。1991年“綠色化學(xué)”由美國(guó)化學(xué)會(huì)(ACS)提出并成為了美國(guó)國(guó)家環(huán)保局(EPA)的核心口號(hào)，確立了綠色化學(xué)的重要地位。1992年在巴西舉行的聯(lián)合國(guó)環(huán)境與發(fā)展大會(huì)上102個(gè)國(guó)家共同簽署了關(guān)于環(huán)境與發(fā)展的里約熱內(nèi)盧宣言和21世紀(jì)議程等5個(gè)文件。 1995年，美國(guó)總統(tǒng)克林頓設(shè)立了總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎(jiǎng)。1997年，美國(guó)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室與大學(xué)和企業(yè)聯(lián)合成立了綠色化學(xué)院，美國(guó)化學(xué)會(huì)建立了世界上第一個(gè)綠色化學(xué)研究

22、所。同年，德國(guó)制定了“微環(huán)境而研究”計(jì)劃。1998年，Dr. Paul T. Anastas 和John C. Warner教授提出了有關(guān)綠色化學(xué)的12條原則，為綠色化學(xué)奠定了理論基礎(chǔ)1999年由英國(guó)皇家化學(xué)協(xié)會(huì)主辦的國(guó)際性雜志“Grenn Chemistry”(綠色化學(xué))正式創(chuàng)刊。1999年澳大利亞皇家化學(xué)研究所設(shè)立“綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎(jiǎng)”。2000年英國(guó)“綠色化學(xué)獎(jiǎng)”完了成片屆頒獎(jiǎng)儀式。2000年美國(guó)化學(xué)會(huì)出版了第一本綠色化學(xué)教科書(shū)。2002年，日本設(shè)立“綠色和可持續(xù)發(fā)展化學(xué)獎(jiǎng)”，2002年首次頒獎(jiǎng)。2005年，諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予了法國(guó)科學(xué)家伊夫·肖萬(wàn)和美國(guó)科學(xué)家羅伯特·格拉布

23、與理查德·施羅克，以表彰他們?cè)诰G色化學(xué)方面做出的貢獻(xiàn)。2010年，美國(guó)著手創(chuàng)建可明確鑒別綠色化學(xué)品和工藝的綜合性工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。這個(gè)綠色標(biāo)準(zhǔn)可用來(lái)衡量化學(xué)品及其衍生物對(duì)環(huán)境的影響和其可持續(xù)發(fā)展特性。同時(shí)美國(guó)、英國(guó)、德國(guó)、日本等均大力發(fā)展綠色化學(xué)教育，諾丁漢大學(xué)、約克大學(xué)、莫納什大學(xué)、麻省大學(xué)等已開(kāi)設(shè)“綠色化學(xué)專(zhuān)業(yè)”，開(kāi)始招收本科生與碩士生和博士生。國(guó)內(nèi)綠色化學(xué)的發(fā)展 我國(guó)雖地大物博，但人口基數(shù)大，人均占有率低，改革開(kāi)放后經(jīng)濟(jì)以粗放型經(jīng)營(yíng)為主，造成資源耗費(fèi)大，污染嚴(yán)重等問(wèn)題，隨著國(guó)際上綠色化工的發(fā)展浪潮，綠色化工在我國(guó)引起了高度重視并得到發(fā)展。1995年，綠色化學(xué)的問(wèn)題就被提到議事工程上6。

24、首先，是中國(guó)科學(xué)院化學(xué)部組織的綠色化學(xué)與技術(shù)推進(jìn)化工生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展的途徑院士咨詢(xún)活動(dòng)，此次活動(dòng)對(duì)國(guó)內(nèi)外綠色化學(xué)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了深入調(diào)研并結(jié)合國(guó)內(nèi)情況，提出七條發(fā)展綠色化學(xué)與技術(shù)及消滅和減少環(huán)境污染源的建議，同時(shí)建議國(guó)家科技部組織調(diào)研，并將綠色化學(xué)與技術(shù)研究工作列入到“九五”基礎(chǔ)研究規(guī)劃。1996年，我國(guó)召開(kāi)的工業(yè)生產(chǎn)中綠色化學(xué)與技術(shù)專(zhuān)題研川會(huì)上，就工業(yè)污染防治的問(wèn)題進(jìn)行了深入交流討論。1997年，由國(guó)家自然科學(xué)基金委與中國(guó)石油化工總公司資助的“九五”重大基礎(chǔ)研究項(xiàng)目環(huán)境友好石油化工催化化學(xué)與化學(xué)反應(yīng)工程正式啟動(dòng)。同年中國(guó)科技大學(xué)綠色科技與開(kāi)發(fā)中心舉辦了專(zhuān)題討論會(huì)，并發(fā)表出版了當(dāng)前綠色科技中

25、的一些重大問(wèn)題。同年也在北京舉行了以“可持續(xù)發(fā)展問(wèn)題對(duì)科學(xué)的挑戰(zhàn)綠色化學(xué)”為主題的香山科學(xué)會(huì)議，有力的推進(jìn)了我國(guó)綠色化學(xué)研究的發(fā)展。中國(guó)科技大學(xué)朱清時(shí)院士在會(huì)上作了題為“可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略對(duì)科學(xué)技術(shù)的挑戰(zhàn)”的專(zhuān)題報(bào)告，中國(guó)石油化工總公司閔恩澤院士又作了題為“基本有機(jī)化工原料生產(chǎn)中的綠色化學(xué)與技術(shù)”的專(zhuān)題報(bào)告，中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所陳家墉院士也作了題為“綠色化學(xué)與技術(shù)：冶金和無(wú)機(jī)化工的挑戰(zhàn)與機(jī)遇”的專(zhuān)題報(bào)告。于同一年我國(guó)制定了國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展規(guī)劃，將綠色化學(xué)基礎(chǔ)研究項(xiàng)目作為重要方向之一。1998年，第一屆國(guó)際綠色化學(xué)研討會(huì)在中國(guó)科技大學(xué)舉辦。同年綠色化學(xué)與技術(shù)專(zhuān)輯在化學(xué)進(jìn)展雜志出版。四川聯(lián)合大

26、學(xué)也于這一年成立了綠色化學(xué)與技術(shù)研究中心。1999年5月，第二屆國(guó)際綠色化學(xué)高級(jí)研討會(huì)在成都舉辦。截止2008年，共九屆國(guó)際綠色化學(xué)研討會(huì)在我國(guó)舉辦，在促進(jìn)國(guó)內(nèi)綠色化學(xué)發(fā)展起到了重大作用。1999年在第16次九華科學(xué)論壇確立了綠色化學(xué)的三方面研究重點(diǎn)：其一是綠色合成技術(shù)、方法學(xué)和過(guò)程的研究；其二是可再生資源的利用和轉(zhuǎn)化中的基本科學(xué)問(wèn)題；其三是綠色化學(xué)在礦物資源高效利用中的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題。國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)也于1999年設(shè)立了“用金屬有機(jī)化學(xué)研究綠色化學(xué)中的基本問(wèn)題”的重點(diǎn)項(xiàng)目。2000年我國(guó)把綠色化學(xué)作為了“十萬(wàn)”優(yōu)先資助領(lǐng)域。2006年我國(guó)旨在促進(jìn)綠色化學(xué)的研究與開(kāi)發(fā)和加強(qiáng)綠色化學(xué)學(xué)術(shù)交流

27、與合作的中國(guó)化學(xué)會(huì)綠色化學(xué)專(zhuān)業(yè)委員會(huì)正式成立。此外，許多高等院校也相繼成立了綠色化學(xué)研究機(jī)構(gòu)，有很多大學(xué)開(kāi)設(shè)了“綠色化學(xué)”課程。雖然綠色化學(xué)在中國(guó)起步比較晚，但在近幾年已經(jīng)受到了充分的重視，得到了長(zhǎng)足發(fā)展。綠色化學(xué)的原則和核心 綠色化學(xué)是以實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保無(wú)污染為目的的前沿學(xué)科，依照其宗旨，經(jīng)過(guò)反復(fù)論證，最后確立了綠色化學(xué)的12條原則，其中原子經(jīng)濟(jì)性占據(jù)核心地位7。2.1.綠色化學(xué)的12條原則 (1)防止環(huán)境污染優(yōu)于污染治理； (2)提高原子經(jīng)濟(jì)性：設(shè)計(jì)合成方法時(shí)，應(yīng)盡可能使用于生產(chǎn)加工過(guò)程的材料都進(jìn)入最后的產(chǎn)品中； 盡量減少化學(xué)合成中的有毒原料和有毒產(chǎn)物：所設(shè)計(jì)的合成方法都應(yīng)該使用和產(chǎn)生對(duì)人類(lèi)健

28、康和環(huán)境具有小的或沒(méi)有毒性； 設(shè)計(jì)安全的化學(xué)品：化學(xué)產(chǎn)品應(yīng)該設(shè)計(jì)的使其有效地顯示受期望的功能而毒性最??； 使用安全的溶劑和助劑：所使用的輔助物質(zhì)(包括溶劑，分離試劑，和其它物品)在使用時(shí)都應(yīng)是無(wú)害的； 提高能源經(jīng)濟(jì)性：化學(xué)加工過(guò)程的能源，應(yīng)該考慮它們的環(huán)境的和經(jīng)濟(jì)的影響，并應(yīng)該盡量節(jié)省。如果可能，合成方法應(yīng)在室溫和常壓下進(jìn)行； 原料的再利用：當(dāng)技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上可行，原料和加工廠(chǎng)粗料都應(yīng)可再生； 減少官能團(tuán)的引人：如果可能，盡量減少和避免利用衍生化反應(yīng)，因?yàn)?，此種步驟需要添加額外的試劑并且可能產(chǎn)生廢物； 新型催化劑的開(kāi)發(fā)：合成方法中采用高選擇性的催化劑比使用化學(xué)計(jì)量助劑更優(yōu)越； 產(chǎn)物的易降解性：化

29、學(xué)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)應(yīng)使它們?cè)诠δ芙K了時(shí)分解為無(wú)害的降解產(chǎn)物，并不在環(huán)境中長(zhǎng)期存在； 以降低環(huán)污染為宗旨的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際分析：要進(jìn)一步開(kāi)發(fā)新的分析方法，使可進(jìn)行實(shí)時(shí)的生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)測(cè)，并在有害物質(zhì)形成之前給予控制； (12)防止生產(chǎn)事故的安全生產(chǎn)工藝：在化學(xué)過(guò)程中使用的物質(zhì)和物質(zhì)形態(tài)的選擇應(yīng)使其盡可能地減少發(fā)生化學(xué)事故的潛在可能性，包括釋放，爆炸以及著火等。2.1.綠色化學(xué)的核心原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng) 原子經(jīng)濟(jì)性(Atom Economy)定義：在化學(xué)反應(yīng)中最大限度地利用參加反應(yīng)的原料分子的每一個(gè)原子，使之結(jié)合到目標(biāo)分子中并且不生產(chǎn)副產(chǎn)物，達(dá)到零排放。原子利用率是轉(zhuǎn)化成了產(chǎn)物的原子占得參與反應(yīng)的原料或試劑分子中百分之比。

30、 它是衡量原子經(jīng)濟(jì)性的標(biāo)準(zhǔn)。 原子利用率=（目標(biāo)產(chǎn)物的分子量/反應(yīng)物的分子量總和）×100% 原子經(jīng)濟(jì)性的最大特點(diǎn)：最大限度的利用原料和最小限度的減少?gòu)U物的生成。 綠色化學(xué)不僅將為傳統(tǒng)化學(xué)工業(yè)帶來(lái)革命性的變化，而且也必將推進(jìn)綠色能源工業(yè)及綠色農(nóng)業(yè)等的建立與發(fā)展。因此開(kāi)展綠色化學(xué)化工是化學(xué)與化工領(lǐng)域面臨的一項(xiàng)新挑戰(zhàn)。綠色化學(xué)將使化學(xué)工業(yè)改變面貌，這一趨勢(shì)將在21世紀(jì)更加強(qiáng)勁，并將出現(xiàn)嶄新的局面。綠色化工 綠色化工（Green Chemical Inustrry）又稱(chēng)為可持續(xù)發(fā)展化工，是一項(xiàng)浩大的化學(xué)工業(yè)工程；可以在技術(shù)層面解釋為綠色化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)，環(huán)保清潔生產(chǎn)技術(shù)。綠色化工是是隨著綠

31、色化學(xué)的發(fā)展而興起的，主要是將綠色化學(xué)的基本原理和理念應(yīng)用于踐中去，在節(jié)能環(huán)保和可持續(xù)性發(fā)展的同時(shí)，獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益。綠色化學(xué)所追求的目標(biāo)是從源頭上消除污染，而綠色化工的目標(biāo)可以概括為“三高”、三低”、“兩小”。所謂“三高”是對(duì)于經(jīng)濟(jì)效益而言的，就是要求化學(xué)反應(yīng)高轉(zhuǎn)化率和高選擇性及高能源利用率；而“三低”則是從環(huán)境保護(hù)角度出發(fā)的，要求原料和反應(yīng)介質(zhì)(溶劑)及產(chǎn)品三者都要低毒；“兩小”就是要求產(chǎn)生廢物同副產(chǎn)物都要小甚至是無(wú)，主旨還是要求經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益協(xié)調(diào)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。另外，實(shí)施化學(xué)化工綠色化的一個(gè)重要意義在于培養(yǎng)人類(lèi)科學(xué)合理使用化學(xué)品的正確認(rèn)識(shí)，因?yàn)楫吘谷魏位瘜W(xué)品，不合理的濫用也必

32、然會(huì)造成污染或者直接危害的人健康與生命安全。綠色化工是一項(xiàng)耗時(shí)而浩大的工程，需要人們一步步的去實(shí)現(xiàn)，而綠色化學(xué)的12條原則就成為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的準(zhǔn)則之一。但是，考慮到綠色化學(xué)在化學(xué)工程技術(shù)中的應(yīng)用，和等進(jìn)一步提出了綠色工程技術(shù)12條原則，用以指導(dǎo)化學(xué)工程的設(shè)計(jì)工作，遵照這些綠色化學(xué)工程技術(shù)原則，可設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)出對(duì)環(huán)境友好的綠色化學(xué)工藝技術(shù)。隨著綠色化工的發(fā)展，原來(lái)的12條原則顯得有些不足之處，2003年，在佛羅里達(dá)州召開(kāi)的綠色化學(xué)工程技術(shù)會(huì)議上又進(jìn)一步提出了綠色化學(xué)工程技術(shù)的9條附加原則(Sandestin即原則)。綠色化學(xué)工程技術(shù)12條原則的具體內(nèi)容 （1）設(shè)計(jì)者要盡可能保證所有輸入和輸出的能量

33、及材料是無(wú)毒、無(wú)害的； （2）預(yù)防廢物的產(chǎn)生比廢物產(chǎn)生以后進(jìn)行處理為好； （3）產(chǎn)品分離和純化操作應(yīng)盡量減少能量和材料的消耗； （4）設(shè)計(jì)的產(chǎn)品、工藝及其整個(gè)系統(tǒng)要使用質(zhì)量、能量、空間和時(shí)間效率最大化； （5）設(shè)計(jì)的產(chǎn)品、工藝及所有系統(tǒng)應(yīng)該是輸出的“牽引”，而不是靠輸人物質(zhì)和能量的“推動(dòng)”； （6）當(dāng)設(shè)計(jì)選擇再生、循環(huán)利用和其他有益的處理時(shí)，應(yīng)對(duì)內(nèi)在的復(fù)雜性有充分的研究和認(rèn)識(shí)； （7）設(shè)計(jì)方案的目標(biāo)產(chǎn)物要強(qiáng)調(diào)耐久性，而不是永久性； （8）設(shè)計(jì)方案應(yīng)著重于滿(mǎn)足需要，使過(guò)量最小化； （9）減少?gòu)?fù)雜組成產(chǎn)品中材料的多樣性，盡量保存原料的價(jià)值； （10）設(shè)計(jì)中應(yīng)綜合考慮可用原料和能源的相關(guān)情況，加強(qiáng)當(dāng)

34、地物質(zhì)流和能量流的整合； （11）產(chǎn)品、工藝及其所有系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮它們的使用功能結(jié)束后的處理和再利用； （12）設(shè)計(jì)中采用的材料和能源應(yīng)是可再生的8。綠色化學(xué)工程技術(shù)的9條附加原則 （1）產(chǎn)品和工程設(shè)計(jì)要采用系統(tǒng)分析方法，應(yīng)將環(huán)境影響評(píng)價(jià)工具視為工程的重要組成部分； （2）當(dāng)設(shè)計(jì)保護(hù)人類(lèi)健康和社會(huì)福利的計(jì)劃時(shí)，要考慮如何保護(hù)及改善生態(tài)系統(tǒng)； （3）在所有的工程活動(dòng)中要有“生命周期”的思想； （4）要確保所有輸入和輸出的材料與能源是安全及環(huán)境友好的； （5）盡可能減少自然資源的消耗； （6）盡量避免產(chǎn)生廢物； （7）所開(kāi)發(fā)和實(shí)施的工程解決方案應(yīng)符合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況及要求，要得到當(dāng)?shù)氐牡乩砗臀幕?/p>

35、認(rèn)同； （8）對(duì)工藝的改進(jìn)革新和發(fā)明要符合“可持續(xù)發(fā)展”的原則”； （9）要使社會(huì)團(tuán)體和資本占有者積極參與工程解決方案的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)8。 上述九條原則不再局限于綠色化學(xué)化工，它已拓展到整個(gè)工程領(lǐng)域，更加注重人和自然的和諧，更加重視社會(huì)的安全和可持續(xù)發(fā)展。綠色化工與可持續(xù)發(fā)展自從工業(yè)革命以來(lái)，隨著人類(lèi)發(fā)展進(jìn)程加快和傳統(tǒng)粗放型化學(xué)工業(yè)的規(guī)模擴(kuò)大，化學(xué)工業(yè)的發(fā)展在不斷促進(jìn)人類(lèi)進(jìn)步的同時(shí)，它在環(huán)境污染、溫室效應(yīng)等方面帶來(lái)的負(fù)面效應(yīng)卻不可忽視，而可利用的石油、煤和天然氣這些非常規(guī)能源用盡日期已經(jīng)越來(lái)越近，同時(shí)三廢導(dǎo)致的環(huán)境污染也成為了困擾全球的一個(gè)難題。當(dāng)然這并不只是化工行業(yè)的錯(cuò)誤，但我們必須高度重視。為

36、治理日益惡化的生態(tài)環(huán)境，推遲不可再生資源的枯竭；為了應(yīng)對(duì)化學(xué)工業(yè)所面臨的挑戰(zhàn)，消除人們對(duì)化學(xué)工業(yè)的誤解，提倡綠色化學(xué)當(dāng)然是必不可少的方針。實(shí)行可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，已成為全球各個(gè)國(guó)家和地區(qū)的共識(shí)。所以說(shuō)，綠色化工又稱(chēng)之為可可持續(xù)發(fā)展化工。 未來(lái)幾年，我國(guó)人口將繼續(xù)增加，資源、能源消耗將持續(xù)增長(zhǎng)，面臨的環(huán)保壓力也將越來(lái)越大，化工行業(yè)的節(jié)能減排任務(wù)也更加艱巨。自然界資源有限，因此人類(lèi)生產(chǎn)的各種化學(xué)品能否回收、再生和循環(huán)使用也是綠色化學(xué)研究的主要領(lǐng)域。充分開(kāi)展資源再生和循環(huán)使用技術(shù)是綠色化學(xué)重要發(fā)展方向之一。而綠色化學(xué)具有廣闊的發(fā)展前景，是解決資源、能源緊缺、環(huán)境惡化的重要途徑，是提高人類(lèi)生存質(zhì)量和保證國(guó)

37、家與民眾安全的核心基礎(chǔ)科學(xué)與技術(shù)。未來(lái)，綠色化學(xué)將合成新的、無(wú)毒無(wú)害的、高選擇性的高效催化劑，利用可再生生物質(zhì)合成多種無(wú)污染的生物燃料，發(fā)展可同時(shí)防止和解決污染問(wèn)題的化學(xué)技術(shù)，對(duì)環(huán)境友好的綠色化學(xué)品的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)都將在未來(lái)幾年得到發(fā)展9。目前，綠色化工已被全球列為21世紀(jì)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的一項(xiàng)重要戰(zhàn)略。 隨著綠色化學(xué)化工慢慢步入正軌，公眾環(huán)境意識(shí)逐步提高，綠色化工已漸漸深入人心。綠色化學(xué)是人類(lèi)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略方針，是一種指導(dǎo)思想，一種研究策略。隨著全球工業(yè)化，城市和人口的不斷發(fā)展擴(kuò)大，對(duì)化學(xué)化工的要求將更加嚴(yán)格，而綠色化學(xué)的出現(xiàn)為我國(guó)化工行業(yè)的快速發(fā)展提供了良好契機(jī)，綠色化工技術(shù)和科技產(chǎn)品的逐漸完

38、善，將能夠達(dá)到資源再生變廢為寶的目標(biāo)，使我國(guó)的化學(xué)化工業(yè)實(shí)現(xiàn)可循環(huán)經(jīng)濟(jì)9。3化學(xué)化工綠色化 綠色化工在確定清潔環(huán)保的目的產(chǎn)品后，選用無(wú)毒、無(wú)公害的合成或天然原料，或者以可再生資源為原料，實(shí)現(xiàn)原料的綠色化，再利用各種高新技術(shù)進(jìn)行合成生產(chǎn)，在生產(chǎn)過(guò)程中要求節(jié)能環(huán)保低污染，甚至無(wú)污染。所以對(duì)與目的產(chǎn)品的確定和生產(chǎn)原料以及助劑的選擇，還有合成路線(xiàn)和生產(chǎn)過(guò)程的綠色化設(shè)計(jì)是必要的步驟?；瘜W(xué)反應(yīng)綠色化 以綠色化的原料在綠色化的高效催化劑、 溶劑、 助劑等作用下進(jìn)行原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)綠色化；采用綠色化的原料，在綠色化的催化劑、綠色化的溶劑和綠色化的助劑作用下，進(jìn)行最優(yōu)化的反應(yīng)，獲得環(huán)境友好或環(huán)境無(wú)毒無(wú)

39、害的綠色化工產(chǎn)品；使原料分子中的原子百分之百地轉(zhuǎn)變成所需要的綠色化工產(chǎn)品，不產(chǎn)生廢水、廢氣和廢渣，從而實(shí)現(xiàn)廢物的零排放，避免污染環(huán)境10。原料綠色化 綠色有機(jī)合成的一個(gè)重要任務(wù)是并尋找并開(kāi)發(fā)采用低毒或無(wú)毒無(wú)害的原料來(lái)代替毒性大的原料?；瘜W(xué)反立中的許多原料是有毒甚至劇毒的物質(zhì)，如光氣、氫氰酸、氯化物、硫酸二甲酯等。它們的化學(xué)性質(zhì)活潑，以它們?yōu)樵仙a(chǎn)一些傳統(tǒng)的化學(xué)品已經(jīng)相當(dāng)成熟，因工藝簡(jiǎn)單、條件緩和、成本較低、等優(yōu)點(diǎn)沿用至今。但會(huì)大量使用這些原料將危害從業(yè)人員的健康，并將對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。從綠色化學(xué)的高度來(lái)考慮，作為人類(lèi)未來(lái)能夠長(zhǎng)久依賴(lài)的資源和能源，它必須是儲(chǔ)量豐富，非常最好是可再生的，而且它

40、的利用能夠不引起環(huán)境污染。目前世界所需能源和有機(jī)化工原料絕大部分源自于石油、煤和天然氣這類(lèi)不可再生的資源，石油煉制需要消耗大量的能量，而氧化過(guò)程是所有化學(xué)合成過(guò)程中污染最嚴(yán)重的的環(huán)節(jié)。因此，非常有必要研發(fā)石油的替代原料，以減少其在化學(xué)合成當(dāng)中的使用。如果人類(lèi)不去設(shè)法使用可再生的資源去替代它，最終這些資源的枯竭將不可避免，人類(lèi)的可持續(xù)發(fā)展將會(huì)成為空談。此外，人類(lèi)所面臨的環(huán)境危機(jī)直接或間接地與這些礦物資源的加工和使用有關(guān)。因此，為了人類(lèi)能夠可持續(xù)發(fā)展，應(yīng)該采用可再生的且不會(huì)引起環(huán)境污染的資源去代替現(xiàn)行的消耗性資源。目前生物質(zhì)資源被普遍認(rèn)為將是人類(lèi)未來(lái)資源的理想選擇。而改變反應(yīng)原料一般會(huì)根據(jù)如下原則

41、選?。海?）考慮原料可能帶來(lái)的危害性或是否符合綠色化學(xué)要求：是否是有毒有害的、是否是低能源原料、是否對(duì)經(jīng)濟(jì)的影響、是否對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響等。（2）需注重可再生資源的利用：注重以廢棄物作原料、選用能夠循環(huán)使用的物質(zhì)作原料、利用可再生的資源作原料等。 在現(xiàn)有的化工生產(chǎn)中，劇毒的光氣和硫酸二甲酯以及氫氰酸仍被作為原料使用，但隨著綠色化工的發(fā)展，已經(jīng)有了很多替代品被研發(fā)并投入使用，如新開(kāi)發(fā)的綠色氧化劑過(guò)氧化氫的廣泛使用和利用二氧化碳合成有機(jī)物等11。綠色溶劑 化學(xué)污染不僅來(lái)源于原料和產(chǎn)品，也與配方中使用的溶劑和反應(yīng)介質(zhì)、分離介質(zhì)等有關(guān)，人們當(dāng)前所廣泛使用的溶劑是有揮發(fā)性有機(jī)化合物，在使用過(guò)程中有些會(huì)引起

42、地面臭氧的形成，有些會(huì)引起水源污染。所以，采用無(wú)毒無(wú)害溶劑代替揮發(fā)性有機(jī)化合物作溶劑也是綠色化學(xué)的重要研究方向之一。超臨界流體 超臨界流體(Supercritical Fluids,SCF), 是指處于超臨界溫度和超臨界壓力下介于氣態(tài)和液態(tài)之間的狀態(tài)的流體，其密度與液體接近、黏度與氣體接近12。這一流體具有可變性，其性質(zhì)是隨溫度和壓強(qiáng)的變化而變化的。 （1）超臨界二氧化碳 超臨界二氧化碳作為綠色介質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)：惰性 ：二氧化碳分子很穩(wěn)定,不會(huì)導(dǎo)致副反應(yīng)，目前還未見(jiàn)報(bào)道。在以二氧化碳為介質(zhì)的各類(lèi)聚合反應(yīng)中，還未發(fā)現(xiàn)二氧化碳引起的鏈轉(zhuǎn)移現(xiàn)象。溶解能力隨壓力而變化：對(duì)一種聚合物來(lái)說(shuō)，在一定溫度下超臨界二

43、氧化碳的壓力越大可溶解的該聚合物的分子量也就越大，在聚合反應(yīng)中應(yīng)用此原理可以得到特定分子量的的產(chǎn)品。 產(chǎn)物易純化：超臨界二氧化碳可通過(guò)減壓變成氣體，容易與產(chǎn)物分離。完全省去了使用傳統(tǒng)溶劑帶來(lái)的復(fù)雜后處理過(guò)程，同時(shí)在反應(yīng)結(jié)束后用超臨界萃取技術(shù)能除掉體系中未反應(yīng)的單體和引發(fā)劑，可直接得到純凈的聚合物。超臨界二氧化碳對(duì)高聚物有很強(qiáng)的溶脹能力，可以提高反應(yīng)轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)物的分子量。 超臨界二氧化碳在做為反應(yīng)介質(zhì)的同時(shí)又可做為萃取劑，可將反應(yīng)過(guò)程同萃取分離過(guò)程結(jié)合起來(lái)以實(shí)現(xiàn)反應(yīng)分離一體化。不僅可以大幅度提高生產(chǎn)效率，而且能節(jié)約能源和資源. 二氧化碳無(wú)毒無(wú)害：從來(lái)源上看：它是生產(chǎn)合成氨和天然氣的副產(chǎn)物。利用它

44、只會(huì)減少二氧化碳的排放，還能溫室效應(yīng)的加劇。不燃燒，不會(huì)形成光化學(xué)煙霧，也不會(huì)破壞臭氧層，是不會(huì)危及操作人員健康的。二氧化碳雖會(huì)引起窒息，但允許濃度比有機(jī)溶劑要低10100倍，不會(huì)發(fā)生中毒與爆炸事故。 超臨界CO2萃取的優(yōu)點(diǎn)：a.超臨界流體的萃取能會(huì)隨其密度增大而提高 ,所以很容易通過(guò)調(diào)節(jié)溫度和壓力手段來(lái)控制；b.溶劑回收簡(jiǎn)單方便 ,一般不會(huì)產(chǎn)生溶劑殘留或污染；c.超臨界CO2化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，無(wú)毒和無(wú)腐蝕,臨界溫度又接近常溫 ,所以別適合于食品和醫(yī)藥中的生理活性成分以及熱敏組分的分離。 （2）超臨界水 超臨界水氧化技術(shù)(SCWO )：是將有機(jī)廢物同空氣和氧氣等氧化劑在超臨界水中進(jìn)行均相快速氧化

45、,可將有機(jī)物完全轉(zhuǎn)化成CO2、氮?dú)夂退约胞}類(lèi)等無(wú)毒的小分子化合物的氧化技術(shù)。該技術(shù)有高效徹底(在適當(dāng)?shù)臈l件下許多有毒物質(zhì)的清除率高達(dá)99.99%以上)和反應(yīng)速度快、停留時(shí)間短以及反應(yīng)設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、適用范圍廣(適用于各種有毒物質(zhì)、廢水廢物處理)與不形成二次污染(產(chǎn)物清潔 ,無(wú)機(jī)鹽易于分離 且處理后廢水可完全回收利用)等優(yōu)點(diǎn)。綠色催化劑 催化劑綠色化：在精細(xì)化工和醫(yī)藥生產(chǎn)中，有許多的烴類(lèi)烷基化反應(yīng)一般都需要用到催化劑，但這些催化劑對(duì)設(shè)備和環(huán)境以及人身健康和社區(qū)安全都有相當(dāng)大的危害，而且還會(huì)產(chǎn)生廢渣污染環(huán)境13。它們雖然促進(jìn)能化學(xué)反應(yīng)，但這個(gè)缺點(diǎn)卻是事實(shí)。所以盡量讓催化劑綠色化，才能推進(jìn)綠色化學(xué)進(jìn)

46、一步發(fā)展。3.1.3.1 常見(jiàn)的綠色催化劑 催化劑的種類(lèi)很多，但常見(jiàn)的有固體酸催化劑，雜多酸催化劑，石墨催化劑，光催化劑，電極催化劑，酶催化劑，膜催化劑等。它們的應(yīng)用也非常廣泛。催化劑及其作用 能改變反應(yīng)速率，而本身的組成、質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后均不發(fā)生變化的物質(zhì)叫做催化劑。加快反應(yīng)的為正催化劑，減慢反應(yīng)的為負(fù)催化劑。 催化劑的作用主要有：a.加快反應(yīng)速度，催化劑只能實(shí)現(xiàn)熱力學(xué)上的可以發(fā)生的反應(yīng)。b.降低反應(yīng)溫度和壓力，催化劑只能縮短或延長(zhǎng)到達(dá)平衡所需的時(shí)間，而不能夠改變轉(zhuǎn)化率。c.催化劑是具有選擇性的。綠色化學(xué)品 綠色化學(xué)產(chǎn)品應(yīng)該具備：1、產(chǎn)品本身必須不會(huì)引起環(huán)境污染或健康問(wèn)題，包括不會(huì)對(duì)

47、野生生物、有益昆蟲(chóng)或植物造成傷害；2、當(dāng)產(chǎn)品被使用后，應(yīng)該能再循環(huán)或易于在環(huán)境中降解為無(wú)害物質(zhì)。 可降解塑料 可降解塑料是指在特定環(huán)境下, 其化學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化, 并用標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試方法能測(cè)定其物質(zhì)性能變化的材料14。降解塑料按照降解機(jī)理可分為光降解塑料、生物降解塑料和光生物降解塑料三大類(lèi)。綠色洗滌劑 洗滌劑主要分兩類(lèi)，肥皂和合成洗滌劑。肥皂能與鈣、鎂離子生成硬脂酸鈣、鎂沉淀而減低肥皂的去污能力,所以肥皂在硬水中使用受限。合成洗滌劑中十二烷基苯磺酸鈣、鎂易溶于水,且三聚磷酸鈉又可軟化硬水,因此,可在硬水中使用而不會(huì)降低去污能力；又因加酶去污能力更強(qiáng),并且適合洗衣機(jī)使用；且合成洗滌劑的原料是石油,制造

48、肥皂的主要原料是油脂,石油比油脂更價(jià)廉易得。但合成洗滌劑中含磷洗衣粉對(duì)環(huán)境有危害會(huì)使水體的富營(yíng)養(yǎng)化發(fā)生赤潮 ,且會(huì)影響身人類(lèi)體健康。但綠色化工的發(fā)展是推動(dòng)洗滌劑的無(wú)磷化的一個(gè)契機(jī)，各種三聚磷酸鹽的替代品如乙二胺四乙酸(EDTA)、氨基三乙酸(NTA) 、酒石酸鈉、檸檬酸鹽、4A 沸石、層狀硅酸鈉等助劑相繼問(wèn)世，于是世界各國(guó)出臺(tái)各種禁磷措施。綠色農(nóng)藥 綠色農(nóng)藥是指對(duì)防治病菌、害蟲(chóng)高效，而對(duì)人畜、害蟲(chóng)天敵、農(nóng)作物安全，在環(huán)境中易分解、在農(nóng)作物中低殘留或無(wú)殘留的農(nóng)藥15。如生物農(nóng)藥和特性農(nóng)業(yè)等。 生物農(nóng)藥是指利用生物活體或其代謝產(chǎn)物對(duì)害蟲(chóng)、病菌、雜草、線(xiàn)蟲(chóng)、鼠類(lèi)等有害生物進(jìn)行防治的一類(lèi)農(nóng)藥制劑,或者

49、是通過(guò)仿生合成的具有特異作用的農(nóng)藥制劑。生物農(nóng)藥一般是天然化合物或遺傳基因修飾劑,主要包括生物化學(xué)農(nóng)藥 (信息素、激素、植物調(diào)節(jié)劑、昆蟲(chóng)生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑 )和微生物農(nóng)藥 (真菌、細(xì)菌、昆蟲(chóng)病毒、原生動(dòng)物 ,或經(jīng)遺傳改造的微生物)。生物農(nóng)藥有擇性強(qiáng),對(duì)人、畜安全，對(duì)環(huán)境安全，作用機(jī)理不同于常規(guī)農(nóng)藥，材料易得,來(lái)源廣泛，產(chǎn)品改良的技術(shù)潛力大等優(yōu)點(diǎn)。但是也有防治效果一般較為緩慢，有效活性成分比較復(fù)雜，控制有害生物的范圍較窄，易受到環(huán)境因素的制約和干擾產(chǎn)品有效期短、質(zhì)量穩(wěn)定性較差，儲(chǔ)藏困難，價(jià)格偏高不利因素。特性農(nóng)藥主要有有昆蟲(chóng)生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑和植物激活劑 ，昆蟲(chóng)生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑主要攻擊昆蟲(chóng)的生長(zhǎng)發(fā)育系統(tǒng)，使昆蟲(chóng)的繁殖

50、能力下降，能殺死對(duì)有機(jī)氯、有機(jī)磷、氨基甲酸酯、擬除蟲(chóng)菊酯等具有抗性的害蟲(chóng)的化合物；而植物激活劑是指本身并無(wú)殺蟲(chóng)作用，但能激發(fā)植物免疫系統(tǒng)，產(chǎn)生對(duì)病蟲(chóng)害抗性的化合物。 涂料 涂料是應(yīng)用于物體表面能結(jié)成堅(jiān)韌保護(hù)膜的物料的總稱(chēng)，多數(shù)是含有或基本不含顏料的黏液16。它能夠防止物體表面受到氣候腐蝕、化學(xué)腐蝕以及日光照射而起變化和防止或減少物體表面直接受到摩擦和沖擊，增加物體表面美觀(guān)。涂料通常由成膜物質(zhì)、顏料、溶劑和各種添加劑組成。成膜物質(zhì)是涂料的基礎(chǔ)，起成膜等作用，主要是各種油脂和樹(shù)脂，可以是天然物、動(dòng)植物油等，也可以是人工合成的，如酚醛樹(shù)脂等。顏料是起漆膜構(gòu)色、增強(qiáng)抗紫外、耐老化等作用。涂料中加入二甲

51、苯、松節(jié)油、丙酮、乙醇類(lèi)溶劑，是為了降低涂料的粘度，易于施工。為增加涂料的柔韌性，可以加入增塑劑，還可以加入少量的固化劑、消光劑、防腐劑等化學(xué)添加劑，如二乙胺、環(huán)烷酸酮等。合成涂料中的未完全反應(yīng)單體、有機(jī)溶劑、添加劑、重金屬離子等大部分帶有毒性，對(duì)地球生態(tài)和人體健康帶來(lái)極大的甚至是不可逆轉(zhuǎn)的影響。污染物可直接或間接地進(jìn)入生物體或者人體，干擾或改變體內(nèi)正常生理功能，能引起種群變異或減少。而綠色涂料可界定為：第一個(gè)層次是涂料總有機(jī)揮發(fā)量(VOC)，有機(jī)揮發(fā)物對(duì)我們的環(huán)境我們的社會(huì)和人類(lèi)自身構(gòu)成直接的危害。 第二個(gè)層次是溶劑的毒性，亦即那些和人體接觸或吸入后可導(dǎo)致疾病的溶劑。第三個(gè)層次是對(duì)用戶(hù)安全問(wèn)

52、題 。綠色材料玻璃 玻璃本身的有害物質(zhì)：基礎(chǔ)玻璃成分無(wú)毒，但可溶出有害物質(zhì)，當(dāng)用這類(lèi)玻璃容器盛裝食品時(shí)，溶出的鉛、砷等有害元素將隨食品進(jìn)入人體17。環(huán)境中的廢玻璃溶出的有害元素，則會(huì)污染水源和土壤，使食物鏈?zhǔn)芪廴??；A(chǔ)玻璃成分無(wú)毒，但含有放射性物質(zhì)的添加劑，如發(fā)光的稀土元素同位素?；A(chǔ)玻璃成分有毒，如硫、硒、碲玻璃，砷酸鹽玻璃，鉈玻璃，鈹玻璃等。在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中,這 些元素會(huì)釋放、氣化，污染大氣、水源，以致對(duì)人類(lèi)造成傷害。所以在玻璃工業(yè)的清潔生產(chǎn)中一般采用毒性小、揮發(fā)性低的原料例如鉛玻璃以硅酸鉛代替紅丹（Pb3O4）和黃丹（PbO）,可把鉛的揮發(fā)量從20%降至5%。磷酸鹽玻璃在P2O5量不高且

53、含有CaO時(shí),以磷礦石或磷酸鈣代替磷酸二氫銨和磷酸氫二銨，以減少磷的揮發(fā)。以冰晶石代替硅氟酸鈉,F揮發(fā)量從30%40%降至10%20%。以電爐或坩堝窯代替池窯，采用池窯熔化PbO揮發(fā)量為6%，最高達(dá)30%。改用坩堝窯,PbO揮發(fā)量可降至2%5%,而采用電爐則可降至0.2%，F(xiàn)的揮發(fā)可降至3%。改進(jìn)火焰窯的結(jié)構(gòu)，加長(zhǎng)加料口，避免油槍直接接觸料堆，減小燃油小爐的二次風(fēng)進(jìn)角，使火焰緊貼玻璃液面燃燒,可減少鉛的揮發(fā)。采用冷碹頂全電熔窯，這種熔窯下部溫度高，上部溫度低，減少配合料的揮發(fā)度，如熔化PbO 24%的鉛晶玻璃，PbO的揮發(fā)僅為0.2%，乳白玻璃氟化物揮發(fā)度僅為3%5%。同時(shí)應(yīng)使玻璃制品綠色化，

54、首先優(yōu)化玻璃的化學(xué)成分，在鉛玻璃中加入一定數(shù)量的Al2O3并用Na2O代替K2O可減少鉛的溶出量,或者用BaO、ZnO、TiO2代替PbO制晶質(zhì)玻璃；氧化砷在玻璃的制造中用作澄清劑，但其毒性較大。用砷酸鈉代替氧化砷,可使毒性減至1/60，且在運(yùn)輸過(guò)程中無(wú)粉塵飛揚(yáng)；以無(wú)毒的二氧化鈰和焦銻酸鈉代替氧化砷。目前國(guó)內(nèi)的復(fù)合澄清劑為銻、砷、鈰的氧化物配合而成，毒性較小。其次采用爐渣玻璃，爐渣玻璃比普通玻璃具有更高的抗彎、抗壓強(qiáng)度，極高的耐磨性能，良好的熱性能(能耐1000的冷熱溫差)，優(yōu)良的電絕緣性能和穩(wěn)定的化學(xué)性能。它既是理想的建筑材料,用作建筑模板；也可代替鋼材等金屬材料制造輸送物料的料槽、料斗及管

55、道；在化學(xué)工業(yè)上，用于制造輸送腐蝕性液體的管道、泵、軸承、反應(yīng)器等；由于爐渣玻璃的抗輻射性能，還可用作原子反應(yīng)堆的控制棒、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)零部件、電子管外殼等。還可使用生態(tài)環(huán)境玻璃，生態(tài)環(huán)境玻璃材料是指具有良好的使用性能或功能，對(duì)資源能源消耗少，和對(duì)生態(tài)環(huán)境污小，再生利用染率高或可降解與循環(huán)利用，在制備、使用、廢棄直到再生利用的整個(gè)過(guò)程與環(huán)境協(xié)調(diào)共存的玻璃材料。我們稱(chēng)其為光催化降解生態(tài)環(huán)境玻璃材料，或簡(jiǎn)稱(chēng)為光化解環(huán)境玻璃。生態(tài)環(huán)境玻璃的功能：降解大氣中由于工業(yè)廢氣和汽車(chē)尾氣的污染和有機(jī)污染物，室內(nèi)裝飾材料放出的甲醛和生活環(huán)境中產(chǎn)生的甲硫醇、硫化氫、氨氣等污染物。降解積聚在玻璃表面的液態(tài)有機(jī)物，如各種

56、食用油、抽油煙機(jī)產(chǎn)生的焦油等。余泉國(guó)等采用溶膠凝膠法于鈦酸溶液中在普通玻璃表面制備了均勻透明的TiO2納米薄膜,得到的潔凈玻璃可將其表面所有的有機(jī)污染物完全氧化成H2O和相應(yīng)的無(wú)害無(wú)機(jī)物，有機(jī)磷農(nóng)藥敵敵畏和甲拌磷則催化氧化成磷酸根離子。抑制和殺滅環(huán)境中的微生物，起抗菌、殺菌和防霉的作用。玻璃表面呈超親水性,對(duì)水完全潤(rùn)濕，可以隔離玻璃表面與吸附的灰塵、有機(jī)物，使這些吸附物不易與玻璃表面結(jié)合，在外界風(fēng)力、雨水淋和水沖洗等外力和吸附物自重的推動(dòng)下，灰塵和油膩?zhàn)詣?dòng)地從玻璃表面剝離，達(dá)到去污和自潔的要求。塑料 塑料作為一種常見(jiàn)的化工產(chǎn)品，其使用非常廣泛，所以降解塑料應(yīng)用前景是非常好的。作為非降解塑料的替

57、代品，用于地膜和一次性包裝制品，以減輕對(duì)環(huán)境的污染；用于育苗缽、人造草坪、熱帶雨林等要求較長(zhǎng)降解時(shí)間或?qū)到庹T導(dǎo)期不十分苛求的農(nóng)林用途；用于制造一次性桌布、手套、嬰兒尿布襯里等。充分利用降解塑料薄膜優(yōu)異的印刷性,做標(biāo)簽、招貼等。也可使廢塑料的資源化，直接作為材料、制單體和燃料油、制燃料氣18。 橡膠 廢橡膠是僅次于廢塑料的一種固體高分子材料廢棄物，其來(lái)源主要是廢橡膠制品，即報(bào)廢的輪胎、人力車(chē)胎、膠管、膠帶、膠鞋、工業(yè)雜品等。如按同期產(chǎn)生的廢舊橡膠約為其產(chǎn)量的30%40%推算，我國(guó)每年的廢舊橡膠量也近百萬(wàn)噸。所以廢舊橡膠可加以回收利用，通過(guò)原形及改制利用實(shí)現(xiàn)循環(huán)使用。如輪胎翻修、制作人工魚(yú)礁、道

58、路墊和水土保持材料及救生圈等，此法耗費(fèi)的能源和人工費(fèi)較少，而又使廢橡膠得到了物盡其用，是一種非常有價(jià)值的利用方法。在我國(guó)，廢橡膠的直接利用量占總量的30% 以上。也可熱分解利用，將廢橡膠熱分解，利用其產(chǎn)生的煤氣、油料及碳黑等，但此法存在設(shè)備、操作費(fèi)用高等問(wèn)題。還可再生橡膠，將廢橡膠脫硫后制成再生膠，并摻入橡膠制品中，可降低成本。傳統(tǒng)的再生方法有油法、水油法，其缺點(diǎn)是生產(chǎn)效率低，性能差，能耗大，污染環(huán)境。目前國(guó)外大都以生產(chǎn)廢膠粉為再生利用的主要手段，而以生產(chǎn)再生膠為輔。把廢橡膠粉碎成膠粉，不僅可以摻入膠料代替部分生膠,而且能與瀝青很好地混合,廣泛用于公路建設(shè)和房屋建筑。另外，膠粉可用于改性塑料，精細(xì)膠粉還能用于涂料、油漆和粘合劑的制造。精細(xì)膠粉與再生膠相比,可省去脫硫、清洗、擠水、干燥等多道工序，大幅度節(jié)約設(shè)備、能源和勞力投入，降低成本，不存在污染問(wèn)題。而且，在摻入再生料的制品中，