《綠色化學》課程教學大綱

1、綠色化學課程教學大綱課程代碼：0810716005課程名稱：綠色化學 英文名稱： Green Chemistry學 分： 2 總 學 時： 32 講課學時： 32 實驗學時： 0 上機學時： 0 課外學時： 0適用對象：全日制四年本科環(huán)境工程及相關專業(yè)學生先修課程：無機化學、有機化學、分析化學、高等數(shù)學、普通物理等課程學生自主學習時數(shù)建議：10一、課程性質、目的和任務 綠色化學是專業(yè)任選課。該學科是20世紀90年代中期才產(chǎn)生的一門新興學科，是研究如何節(jié)約資源、開發(fā)新資源和從源頭上消除污染的化學，是實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟和可持續(xù)發(fā)展的重要科學技術基礎。在大學生中普及綠色化學基本知識，培養(yǎng)綠色化學意識，普及

2、如何利用科學技術實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展知識，對提高學生的綜合素質，增強社會責任感十分重要。通過本課程學習，使學生系統(tǒng)地掌握綠色化學的形成與發(fā)展狀況、基本原理、設計安全有效目標化合物的原理和方法；了解綠色化學的研究動向，熟悉設計安全有效目標化合物的應用實例、綠色化學方法、綠色化學的應用實例、綠色化學的發(fā)展趨勢簡介等，為解決生產(chǎn)工藝和科學研究中遇到的各類環(huán)境問題打下堅實的基礎。二、教學基本要求 1、熟練掌握綠色化學的基本原理，特點和適用范圍，掌握綠色化學的研究領域和研究動向。2、掌握綠色化學的基本原理、基本方法和基本技術，了解如何通過發(fā)展科學技術從而實現(xiàn)資源能源的有效使用、提高資源能源的利用率，初步具有選

3、擇與設計更安全的化學品、綠色合成路線及工藝的能力。三、教學內容 第一單元 概論1、教學內容（1）了解生態(tài)環(huán)境危機、環(huán)保意識及全球可持續(xù)發(fā)展對綠色化學的興起與發(fā)展作用，掌握綠色化學的研究內容和特點，了解綠色化學所引發(fā)的產(chǎn)業(yè)革命。（2）明確綠色化學是我國化學工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的優(yōu)選模式與發(fā)展對策，并了解綠色化學在國內外的發(fā)展概況。2、重點和難點（1）重點：綠色化學的研究內容和特點、綠色化學在國內外的發(fā)展概況 （2）難點：綠色化學的研究內容和特點 第二單元 綠色化學原理1、教學內容（1）掌握末端治理與污染防治及污染防治的措施。（2）掌握原子經(jīng)濟性的概念、反應的原子經(jīng)濟性；明確無毒、無害原料、改變合成路徑

4、、綠色化學合成等綠色化學的途徑。（3）掌握安全化學品的含義、設計安全化學品的一般原則、設計安全化學品的方法。（4）明確常規(guī)有機溶劑的環(huán)境危害；了解水、二氧化碳、離子液體、固定化溶劑等安全的溶劑和助劑。（5）明確化學工業(yè)中的能源使用、新的能源利用技術；明確可再生資源與不可再生資源，利用可再生資源合成化學品。（6）了解減少不必要的衍生化步驟如保護基團、暫時改性、加入官能團提高反應選擇性；了解高選擇性的催化劑、可降解的化學品的設計的綠色化學原理。2、重點和難點（1）重點：原子經(jīng)濟性、綠色化學合成、安全化學品設計、安全的溶劑和助劑、合理使用和節(jié)能能源、利用可再生資源合成化學品、采用高選擇性的催化劑、設

5、計可降解化學品 （2）難點：綠色化學合成、安全化學品設計、利用可再生資源合成化學品、采用高選擇性的催化劑、設計可降解化學品 第三單元 無機合成反應的綠色化技術1、教學內容（1）掌握水熱合成法的原理及應用實例，溶膠-凝膠法的原理及應用實例。（2）掌握脫水反應、嵌入反應、離子交換反應、氧化還原反應原理及應用案例。（3）了解低熱固相反應的反應機理及化學反應規(guī)律及應用、流變相反應的原理及應用、先驅物法的應用、化學氣相沉積法的原理及應用、聚合物模板法的原理及應用實例。2、重點和難點（1）重點：水熱合成法、溶膠-凝膠法、局部化學反應法、低熱固相反應、化學氣相沉積法 （2）難點：水熱合成法、溶膠-凝膠法、局

6、部化學反應法、低熱固相反應、化學氣相沉積法 第四單元 綠色有機合成1、教學內容（1）掌握固體酸催化、固體堿催化、離子液體催化的有機合成。（2）掌握生物催化如酶催化的基本原理，掌握生物催化劑的主要種類，了解其典型工藝。（3）了解氟兩相系統(tǒng)的反應原理及主要應用實例，了解相轉移催化反應、組合化學合成、有機電化學合成原理及應用、典型工藝。2、重點和難點（1）重點：高效化學催化的有機合成、生物催化的有機合成 （2）難點：高效化學催化的有機合成、生物催化的有機合成 第五單元 精細化工的綠色化1、教學內容（1）掌握制藥工業(yè)的綠色化如綠色化學制藥、綠色生物制藥、綠色天然藥物的含義及代表。（2）掌握農(nóng)藥工業(yè)的綠

7、色化的含義，掌握常見的綠色生物農(nóng)藥、綠色化學農(nóng)藥、綠色農(nóng)藥制劑。（3）掌握常見的磷酸酯類表面活性劑、天然可再生資源表面活性劑、生物表面活性劑及其特征、用途。（4）了解無機阻燃劑的特征及用途，了解阻燃劑的分類、特征及其綠色合成方法；了解輻射線抗蝕劑的含義，了解聚酰亞胺封裝材料、聚碳酸酯材料、環(huán)氧模塑料、聚苯胺材料的用途及其綠色合成方法。2、重點與難點（1）重點：制藥工業(yè)的綠色化、農(nóng)藥工業(yè)的綠色化、表面活性劑的綠色化、阻燃劑的綠色化、電子化學品的綠色化 （2）難點：制藥工業(yè)的綠色化、農(nóng)藥工業(yè)的綠色化、表面活性劑的綠色化 第六單元 化學工藝的綠色化與過程強化技術1、教學內容（1）了解典型產(chǎn)品的綠色化

8、學工藝，如過氧化氫、丙二醇、己二酸。（2）掌握多功能反應技術、膜催化反應器、分離集成技術的化工過程集成技術的原理及典型案例。（3）了解化工過程強化的新設備如靜態(tài)混合反應器、微反應器、超重力反應/分離器。2、重點與難點（1）重點： 綠色化學工藝、化工過程集成技術、化工過程強化設備 （2）難點：綠色化學工藝、化工過程集成技術、化工過程強化設備 第七單元 能源工業(yè)的綠色化1、教學內容（1）掌握能源消耗對環(huán)境的影響、煤的潔凈燃燒與高效利用技術。（2）掌握生物質能利用現(xiàn)狀、生物質能利用技術、生物質能發(fā)電技術、了解生物柴油、燃料乙醇技術，了解生物質制氫技術。（3）了解太陽能、風能、地熱、海洋能、可再生能源

9、等清潔能源的開發(fā)利用。2、重點與難點（1）重點：化石燃料清潔利用技術、生物質能的研究與開發(fā)、清潔能源的開發(fā)利用 （2）難點：化石燃料清潔利用技術、生物質能的研究與開發(fā)、清潔能源的開發(fā)利用 第八單元 綠色化學化工過程的評估1、教學內容（1）掌握綠色化學的12條原則、了解綠色化學的12條附加原則。（2）掌握生命周期評估的含義，了解生命周期評估的步驟及用途。（3）了解化學反應過程的綠色化，化學化工過程綠色化的評價指標，綠色化學化工過程的評估實施。2、重點與難點（1）重點：綠色化學評估的基本準則、生命周期評估、綠色化學化工過程的評估量度 （2）難點：綠色化學評估的基本準則、生命周期評估、綠色化學化工過

10、程的評估量度 四、實踐環(huán)節(jié)設計 無五、課外習題及課程討論 為達到本課程的教學基本要求，課外習題（包括課程討論）不應少于10題。為達到本課程的教學基本要求，授課過程中適當安排專題討論，考察學生靈活運用所學知識解決實際問題的能力。六、教學方法與手段 本課程采用講授法與討論法、板書與多媒體結合的方式進行教學，加深學生對理論知識理解和掌握。七、各教學環(huán)節(jié)學時分配 章節(jié)（或內容）講課實驗上機習題課討論課自主學習第一單元 概論22第二單元 綠色化學原理44第三單元 無機合成反應的綠色化技術44第四單元 綠色有機合成46第五單元 精細化工的綠色化44第六單元化學工藝的綠色化與過程強化技術314第七單元 能源

11、工業(yè)的綠色化314第八單元 綠色化學化工過程的評估44復習考試20合 計30232八、學生自主學習要求認真預習待授課內容，積極復習課堂教學內容，并檢索與教學內容相關的前沿知識，了解其動態(tài)發(fā)展。此外，為達到本課程的教學基本要求，學生課外習題（包括課程討論）不應少于10題。九、考核方式與成績評定1、考核方式本課程為考查課程，期末考試采用開卷筆試或報告的形式。2、成績評定（需注明平時成績、考試成績、實驗成績等各部分占比）學生的課程總評成績由平時成績（占30%）和期末考試成績（占70%）兩部分構成，平時成績主要包括出勤、作業(yè)、課堂測驗、學習主動性等。十、推薦教材和教學參考書 教 材：綠色化學，貢長生等編著，華中理工大學出版社，2008年。參考書：綠色化學，沈玉華等