綠色化學(xué)第六章

1、第六章第六章 無毒無害的輔助物質(zhì)無毒無害的輔助物質(zhì) 輔助物質(zhì)的應(yīng)用及其危害輔助物質(zhì)的應(yīng)用及其危害 消除輔助物質(zhì)危害的方法消除輔助物質(zhì)危害的方法 無毒無害的溶劑無毒無害的溶劑超臨界二氧化碳超臨界二氧化碳第一節(jié)第一節(jié) 輔助物質(zhì)的應(yīng)用及其危害輔助物質(zhì)的應(yīng)用及其危害一、輔助物質(zhì)及其作用一、輔助物質(zhì)及其作用 輔助物質(zhì)是指在合成和生產(chǎn)過程中能輔助物質(zhì)是指在合成和生產(chǎn)過程中能幫助處理和操作，但又不構(gòu)成目標(biāo)分子幫助處理和操作，但又不構(gòu)成目標(biāo)分子的物質(zhì)。的物質(zhì)。 輔助物質(zhì)主要有溶劑和助劑。輔助物質(zhì)主要有溶劑和助劑。 溶劑的作用溶劑的作用: 很好地溶解反應(yīng)物，充當(dāng)反很好地溶解反應(yīng)物，充當(dāng)反應(yīng)介質(zhì)。在傳統(tǒng)的有機(jī)反應(yīng)

2、中，通常采用有應(yīng)介質(zhì)。在傳統(tǒng)的有機(jī)反應(yīng)中，通常采用有機(jī)溶劑，如苯、氯仿、四氯化碳等。機(jī)溶劑，如苯、氯仿、四氯化碳等。2 助劑是為了克服合成中的某些障礙而加入助劑是為了克服合成中的某些障礙而加入的物質(zhì)。如為將產(chǎn)品與副產(chǎn)品、雜質(zhì)分開，的物質(zhì)。如為將產(chǎn)品與副產(chǎn)品、雜質(zhì)分開，需要加入分離用助劑。需要加入分離用助劑。 二、輔助物質(zhì)的危害二、輔助物質(zhì)的危害 1. 危害人類健康危害人類健康 如氯仿、四氯化碳、苯等能損傷肝臟，且如氯仿、四氯化碳、苯等能損傷肝臟，且都是致癌物。都是致癌物。 2. 2. 揮發(fā)性強(qiáng)，污染環(huán)境。揮發(fā)性強(qiáng)，污染環(huán)境。 氟氯烴破壞臭氧層。氟氯烴破壞臭氧層。 烴類及其衍生物導(dǎo)致光化學(xué)煙霧。

3、烴類及其衍生物導(dǎo)致光化學(xué)煙霧。3 資料顯示，全世界涂料和裝修工業(yè)每年把資料顯示，全世界涂料和裝修工業(yè)每年把11001100萬噸有機(jī)溶劑排到大氣中，是僅次于汽萬噸有機(jī)溶劑排到大氣中，是僅次于汽車尾氣的大氣第二大污染源。車尾氣的大氣第二大污染源。 世界衛(wèi)生組織公布的世界衛(wèi)生組織公布的2002 2002 年世界衛(wèi)生年世界衛(wèi)生報告中明確將室內(nèi)空氣污染與高血壓、膽報告中明確將室內(nèi)空氣污染與高血壓、膽固醇過高癥以及肥胖癥等共同列為人類健康固醇過高癥以及肥胖癥等共同列為人類健康的的1010大威脅。報告中特別提到居室裝飾使用大威脅。報告中特別提到居室裝飾使用含有有害物質(zhì)的材料會加劇室內(nèi)的污染程度，含有有害物質(zhì)

4、的材料會加劇室內(nèi)的污染程度，這些污染對兒童和婦女的影響更大，其污染這些污染對兒童和婦女的影響更大，其污染程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出世界衛(wèi)生組織的估計(jì)。程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出世界衛(wèi)生組織的估計(jì)。 據(jù)中國室內(nèi)裝飾協(xié)會室內(nèi)環(huán)境檢測中心據(jù)中國室內(nèi)裝飾協(xié)會室內(nèi)環(huán)境檢測中心提供的資料，我國每年因建筑裝飾裝修涂料提供的資料，我國每年因建筑裝飾裝修涂料引起的急性中毒約起，中毒人數(shù)達(dá)引起的急性中毒約起，中毒人數(shù)達(dá). .萬余人。其中苯中毒是最為常見的事萬余人。其中苯中毒是最為常見的事故之一。故之一。 此外，一些裝飾公司為了追求利潤，在裝此外，一些裝飾公司為了追求利潤，在裝修時往往使用廉價的、早被國家列為淘汰的修時往往使用廉價的、早被國家

5、列為淘汰的建筑裝飾材料建筑裝飾材料焦油聚氨酯。焦油聚氨酯焦油聚氨酯。焦油聚氨酯在不通風(fēng)的地方容易沉積，短時間內(nèi)過多地在不通風(fēng)的地方容易沉積，短時間內(nèi)過多地吸入焦油氣，可致人中毒死亡。另外，這類吸入焦油氣，可致人中毒死亡。另外，這類防水涂料一般采用有機(jī)溶劑為稀釋劑，有機(jī)防水涂料一般采用有機(jī)溶劑為稀釋劑，有機(jī)溶劑多為甲苯、二甲苯等有毒物質(zhì)，由于防溶劑多為甲苯、二甲苯等有毒物質(zhì)，由于防水涂膜表面致密，需要很長時間才能揮發(fā)完水涂膜表面致密，需要很長時間才能揮發(fā)完畢，所以，危害較大。畢，所以，危害較大。 2000 2000年上半年，廣東省共發(fā)生急慢性職業(yè)年上半年，廣東省共發(fā)生急慢性職業(yè)中毒事故中毒事故4

6、949宗，中毒人數(shù)宗，中毒人數(shù)164164人，死亡人，死亡5 5人。人。在在164164例職業(yè)中毒患者中，有機(jī)溶劑中毒人數(shù)例職業(yè)中毒患者中，有機(jī)溶劑中毒人數(shù)達(dá)達(dá)150150人，占人，占9191；僅苯、正己烷、三氯乙烯；僅苯、正己烷、三氯乙烯中毒就有中毒就有120120人，占人，占7373。 2002 2002年年6 6月月2222日上午，日上午，3 3名施工人員在位于名施工人員在位于北京西四環(huán)南路的一家賓館涂刷防水涂料，北京西四環(huán)南路的一家賓館涂刷防水涂料，工作約工作約1010分鐘左右，分鐘左右，3 3名工人相繼感到不適，名工人相繼感到不適，隨后暈倒，隨后暈倒，2020分鐘后送到醫(yī)院搶救，結(jié)果

7、一分鐘后送到醫(yī)院搶救，結(jié)果一人搶救無效死亡，另外二人經(jīng)搶救僥幸脫離人搶救無效死亡，另外二人經(jīng)搶救僥幸脫離危險。危險。 經(jīng)初步調(diào)查，造成施工工人中毒的原因是經(jīng)初步調(diào)查，造成施工工人中毒的原因是施工現(xiàn)場的有毒氣體?，F(xiàn)場使用的是從市場施工現(xiàn)場的有毒氣體。現(xiàn)場使用的是從市場上買到的北京市某防水建材公司生產(chǎn)的聚氨上買到的北京市某防水建材公司生產(chǎn)的聚氨酯防水涂料，同時該涂料中還加入了北京某酯防水涂料，同時該涂料中還加入了北京某油漆廠生產(chǎn)的硝基稀釋劑。油漆廠生產(chǎn)的硝基稀釋劑。 無獨(dú)有偶，無獨(dú)有偶，20022002年的一天晚上，深圳年的一天晚上，深圳6 6名名工人在儲存有涂料的蓄水池作業(yè)時不幸中毒，工人在儲存

8、有涂料的蓄水池作業(yè)時不幸中毒，兩名趕來搶救的人也不同程度的中毒。有一兩名趕來搶救的人也不同程度的中毒。有一人在送到醫(yī)院時已經(jīng)死亡。人在送到醫(yī)院時已經(jīng)死亡。20022002年年6 6月月1010日，日，深圳發(fā)生了膠水毒死兩個防水油漆工人事件，深圳發(fā)生了膠水毒死兩個防水油漆工人事件，經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)膠水里含有超標(biāo)經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)膠水里含有超標(biāo)130130多倍的劇毒多倍的劇毒物質(zhì)苯。物質(zhì)苯。 2002 2002年年1 1月月2121日，廣東省東莞市虎門鎮(zhèn)一日，廣東省東莞市虎門鎮(zhèn)一名油漆工在突發(fā)性頭痛后，死在了一家醫(yī)院名油漆工在突發(fā)性頭痛后，死在了一家醫(yī)院中。這名油漆工在家具廠干了半年多后突發(fā)中。這名油漆工在家具

9、廠干了半年多后突發(fā)腦血管破裂。腦血管破裂。 除此之外，長期接觸含有有毒物質(zhì)的油漆，除此之外，長期接觸含有有毒物質(zhì)的油漆，還會影響下一代的生長發(fā)育。還會影響下一代的生長發(fā)育。20012001年，長沙年，長沙縣郊區(qū)一鄉(xiāng)鎮(zhèn)醫(yī)院的醫(yī)生為外地來長沙打工縣郊區(qū)一鄉(xiāng)鎮(zhèn)醫(yī)院的醫(yī)生為外地來長沙打工的一孕婦引產(chǎn)下一個畸形男性嬰兒。胎兒有的一孕婦引產(chǎn)下一個畸形男性嬰兒。胎兒有1313個手指和個手指和1111個腳趾，嘴巴尖尖地向外伸出，個腳趾，嘴巴尖尖地向外伸出，竟高過鼻子，下顎處還有個小洞。據(jù)了解，竟高過鼻子，下顎處還有個小洞。據(jù)了解，該畸形嬰兒的父親是一名常年從事室內(nèi)裝修該畸形嬰兒的父親是一名常年從事室內(nèi)裝修的油

10、漆工，而其母親打工的地方也剛用劣質(zhì)的油漆工，而其母親打工的地方也剛用劣質(zhì)材料裝修過。據(jù)醫(yī)生推測，孕婦很可能是在材料裝修過。據(jù)醫(yī)生推測，孕婦很可能是在懷孕期間接觸了對人體有毒有害的物質(zhì)，才懷孕期間接觸了對人體有毒有害的物質(zhì)，才產(chǎn)生畸形胎兒。產(chǎn)生畸形胎兒。第二節(jié)第二節(jié) 消除輔助物質(zhì)危害的方法消除輔助物質(zhì)危害的方法 一一. 采用超臨界流體替代有機(jī)溶劑采用超臨界流體替代有機(jī)溶劑 圖中圖中C C 為氣、液兩相為氣、液兩相共存線的終結(jié)點(diǎn)，稱共存線的終結(jié)點(diǎn)，稱為臨界點(diǎn)，對應(yīng)的溫為臨界點(diǎn)，對應(yīng)的溫度稱為臨界溫度，壓度稱為臨界溫度，壓力為臨界壓力。臨界力為臨界壓力。臨界點(diǎn)時汽液兩相的相對點(diǎn)時汽液兩相的相對密度一

11、致，差別消失。密度一致，差別消失。一般物質(zhì)的一般物質(zhì)的p-T相圖相圖 超臨界流體是指處于超臨界溫度和超臨界壓力下超臨界流體是指處于超臨界溫度和超臨界壓力下的流體，是一種介于氣態(tài)和液態(tài)之間的狀態(tài)。其的流體，是一種介于氣態(tài)和液態(tài)之間的狀態(tài)。其密度與液體接近，而黏度則與氣體接近。這一流密度與液體接近，而黏度則與氣體接近。這一流體具有可變性，其性質(zhì)隨溫度和壓強(qiáng)的變化而變體具有可變性，其性質(zhì)隨溫度和壓強(qiáng)的變化而變化。化。 如二氧化碳當(dāng)溫度超過如二氧化碳當(dāng)溫度超過31，壓力超過，壓力超過7.38 M Pa時就稱為超臨界二氧化碳，它能溶解許多有機(jī)時就稱為超臨界二氧化碳，它能溶解許多有機(jī)化合物，而且價廉無毒、

12、易分離?；衔?，而且價廉無毒、易分離。 目前，超臨界二氧化碳已在化工廢物處理領(lǐng)域目前，超臨界二氧化碳已在化工廢物處理領(lǐng)域表現(xiàn)出良好的性能，并在咖啡脫咖啡因、酒花萃表現(xiàn)出良好的性能，并在咖啡脫咖啡因、酒花萃取、香精油制備、手性藥物生產(chǎn)和化學(xué)分析等方取、香精油制備、手性藥物生產(chǎn)和化學(xué)分析等方面得到應(yīng)用。面得到應(yīng)用。二二. 非溶劑化非溶劑化 徹底解決溶劑污染的最佳辦法就是完全徹底解決溶劑污染的最佳辦法就是完全不使用溶劑。不使用溶劑。 1. 使反應(yīng)在熔融狀態(tài)下進(jìn)行使反應(yīng)在熔融狀態(tài)下進(jìn)行 如如1，3-環(huán)己二酮的非對稱環(huán)化反應(yīng)：環(huán)己二酮的非對稱環(huán)化反應(yīng)： 2. 2. 固態(tài)化學(xué)反應(yīng)固態(tài)化學(xué)反應(yīng) 如如-萘酚在

13、萘酚在5050下，與氧化劑下，與氧化劑FeClFeCl3 36H6H2 2O O反應(yīng)反應(yīng)2 2小時，稀鹽酸洗后即可得小時，稀鹽酸洗后即可得到聯(lián)萘酚，產(chǎn)率到聯(lián)萘酚，產(chǎn)率95%95%，很好地避免了液相反應(yīng)，很好地避免了液相反應(yīng)時出現(xiàn)副產(chǎn)物醌的情況。時出現(xiàn)副產(chǎn)物醌的情況。 又如，在微波照射下，又如，在微波照射下，F(xiàn)eFe（NONO3 3）3 3/HZSM-5/HZSM-5能將芐醇氧化為苯甲醛，產(chǎn)率達(dá)能將芐醇氧化為苯甲醛，產(chǎn)率達(dá)99%99%。時間只。時間只需需10-12010-120s s，而用二氯甲烷作溶劑則需，而用二氯甲烷作溶劑則需20-20-6060minmin。三、水作溶劑三、水作溶劑 1.1

14、.有機(jī)合成反應(yīng)以水為介質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)：有機(jī)合成反應(yīng)以水為介質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)： 水是與環(huán)境友好的綠色溶劑。水是與環(huán)境友好的綠色溶劑。 與其它溶劑相比水在地球上分布廣與其它溶劑相比水在地球上分布廣, ,來源來源豐富豐富, ,價格便宜。價格便宜。 水不會著火水不會著火, ,安全可靠。安全可靠。 反應(yīng)的處理和分離容易反應(yīng)的處理和分離容易, ,可循環(huán)使用?？裳h(huán)使用。 為反應(yīng)提供了新的分子環(huán)境，有可能造為反應(yīng)提供了新的分子環(huán)境，有可能造成不同于傳統(tǒng)溶劑的新的反應(yīng)，例如反應(yīng)物成不同于傳統(tǒng)溶劑的新的反應(yīng)，例如反應(yīng)物中有的官能團(tuán)在傳統(tǒng)溶劑中需要保護(hù)的，以中有的官能團(tuán)在傳統(tǒng)溶劑中需要保護(hù)的，以水為介質(zhì)時可能不用保護(hù)也可以，從

15、而縮短水為介質(zhì)時可能不用保護(hù)也可以，從而縮短合成路線。合成路線。 2.2.有機(jī)合成反應(yīng)以水為介質(zhì)的問題有機(jī)合成反應(yīng)以水為介質(zhì)的問題 有機(jī)反應(yīng)物一般不溶于水，通常要用表有機(jī)反應(yīng)物一般不溶于水，通常要用表面活性劑或者共溶劑打破分層反應(yīng)才可能順面活性劑或者共溶劑打破分層反應(yīng)才可能順利進(jìn)行，而許多反應(yīng)根本不能進(jìn)行。利進(jìn)行，而許多反應(yīng)根本不能進(jìn)行。 若反應(yīng)的觸媒、中間體或生成物在水中若反應(yīng)的觸媒、中間體或生成物在水中不穩(wěn)定時，也會造成反應(yīng)不能進(jìn)行。不穩(wěn)定時，也會造成反應(yīng)不能進(jìn)行。 在水中進(jìn)行有機(jī)電解合成，則可能分解在水中進(jìn)行有機(jī)電解合成，則可能分解放出放出H H2 2和和O O2 2。 3. 3. 以水

16、為溶劑合成的例以水為溶劑合成的例子子 DBSA為為 對對-十二烷基苯磺酸十二烷基苯磺酸, H+為催化劑。為催化劑。 再如，再如，19801980年年BreslowBreslow發(fā)現(xiàn)，環(huán)戊二烯與甲基發(fā)現(xiàn)，環(huán)戊二烯與甲基乙烯酮的環(huán)加成反應(yīng)，乙烯酮的環(huán)加成反應(yīng)，以水為溶劑比異辛烷為以水為溶劑比異辛烷為溶劑快溶劑快700700倍。倍。 20002000年，年，T.A.BrysonT.A.Bryson報道以甲酸鈉為還原報道以甲酸鈉為還原劑，在劑，在250250350350，以水為溶劑，不需要其，以水為溶劑，不需要其他共溶劑或催化劑，可把醛和一些酮還原成他共溶劑或催化劑，可把醛和一些酮還原成醇。反應(yīng)只需要

17、簡單的裝置就可完成，副產(chǎn)醇。反應(yīng)只需要簡單的裝置就可完成，副產(chǎn) 在不使用有機(jī)溶劑而讓化學(xué)反應(yīng)完全在水在不使用有機(jī)溶劑而讓化學(xué)反應(yīng)完全在水中進(jìn)行這一技術(shù)領(lǐng)域，東京大學(xué)教授小林修中進(jìn)行這一技術(shù)領(lǐng)域，東京大學(xué)教授小林修的研究處于世界前列。他利用路易斯酸作催的研究處于世界前列。他利用路易斯酸作催化劑，在水中完成化學(xué)反應(yīng)，生成物的產(chǎn)率化劑，在水中完成化學(xué)反應(yīng)，生成物的產(chǎn)率高達(dá)。高達(dá)。物是物是COCO2 2和和H H2 2O O或或NaOH,NaOH,因此是環(huán)境友好的。而因此是環(huán)境友好的。而以環(huán)己烯或環(huán)己二烯為還原劑在醇以環(huán)己烯或環(huán)己二烯為還原劑在醇- -水混合溶水混合溶劑中把醛還原成醇，則產(chǎn)生毒性大的副

18、產(chǎn)物劑中把醛還原成醇，則產(chǎn)生毒性大的副產(chǎn)物苯，且產(chǎn)物分離困難，是環(huán)境不友好的。苯，且產(chǎn)物分離困難，是環(huán)境不友好的。 前不久，前不久，20012001年度美國總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)年度美國總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎的學(xué)術(shù)獎授予了美國獎的學(xué)術(shù)獎授予了美國TulaneTulane大學(xué)的李朝軍大學(xué)的李朝軍教授教授。李朝軍在設(shè)計(jì)和發(fā)展在水中和空氣中李朝軍在設(shè)計(jì)和發(fā)展在水中和空氣中進(jìn)行的過渡金屬介入和催化的有機(jī)反應(yīng)方面進(jìn)行的過渡金屬介入和催化的有機(jī)反應(yīng)方面取得了一系列引人矚目的、富于創(chuàng)新性的成取得了一系列引人矚目的、富于創(chuàng)新性的成果。李朝軍發(fā)展的水相催化反應(yīng)在藥物合成，果。李朝軍發(fā)展的水相催化反應(yīng)在藥物合成，精細(xì)化學(xué)品

19、合成，石油化學(xué)品和農(nóng)業(yè)化學(xué)品精細(xì)化學(xué)品合成，石油化學(xué)品和農(nóng)業(yè)化學(xué)品的合成，以及高聚物和塑料的合成等方面都的合成，以及高聚物和塑料的合成等方面都有廣闊的應(yīng)用前景。他的研究成果為傳統(tǒng)上有廣闊的應(yīng)用前景。他的研究成果為傳統(tǒng)上只能在惰性氣體和有機(jī)溶劑中進(jìn)行的有機(jī)合只能在惰性氣體和有機(jī)溶劑中進(jìn)行的有機(jī)合成反應(yīng)開辟了一個嶄新的領(lǐng)域。成反應(yīng)開辟了一個嶄新的領(lǐng)域。 四、固定化溶劑四、固定化溶劑 為了克服有機(jī)溶劑揮發(fā)對人和環(huán)境造成的為了克服有機(jī)溶劑揮發(fā)對人和環(huán)境造成的危害，可以設(shè)法將溶劑固定化，使其既能保危害，可以設(shè)法將溶劑固定化，使其既能保持溶解性，而又不揮發(fā)。例如將溶劑分子束持溶解性，而又不揮發(fā)。例如將溶劑

20、分子束縛在一固體載體上，或者直接將溶劑分子鍵縛在一固體載體上，或者直接將溶劑分子鍵合在聚合物鏈上，形成合在聚合物鏈上，形成一種具有良好溶解性能一種具有良好溶解性能的聚合衍生物。這類固的聚合衍生物。這類固定化溶劑可以單獨(dú)使用，定化溶劑可以單獨(dú)使用，也可以用高級烴類稀釋也可以用高級烴類稀釋后使用。后使用。五、離子液體五、離子液體 離子液體是室溫離子液體的簡稱，由帶正離子液體是室溫離子液體的簡稱，由帶正電的離子和帶負(fù)電的離子構(gòu)成，如由烷基吡電的離子和帶負(fù)電的離子構(gòu)成，如由烷基吡啶、咪唑等含氮雜環(huán)化合物的季銨鹽與金屬啶、咪唑等含氮雜環(huán)化合物的季銨鹽與金屬鹵化物就能構(gòu)成常溫下呈液態(tài)的離子液體。鹵化物就能

21、構(gòu)成常溫下呈液態(tài)的離子液體。 20 20世紀(jì)世紀(jì)4040年代年代, , Texas的的Fran Hurley 和和 Tom Wier在尋找一種溫和條件電解時把在尋找一種溫和條件電解時把N-N-烷基吡啶加烷基吡啶加入入AlClAlCl3 3中中, ,加熱試管后加熱試管后, ,奇怪的現(xiàn)象發(fā)生了奇怪的現(xiàn)象發(fā)生了, ,兩固體兩固體的混合物自發(fā)地形成清澈透明的液體。這就是我的混合物自發(fā)地形成清澈透明的液體。這就是我們今天所說的室溫離子液體。們今天所說的室溫離子液體。 目前已發(fā)現(xiàn)的離子液體有上百種之多，與目前已發(fā)現(xiàn)的離子液體有上百種之多，與其他溶劑相比，離子液體具有以下特點(diǎn)：其他溶劑相比，離子液體具有以下

22、特點(diǎn)： 1. 1.熱穩(wěn)定性較高，在較寬的溫度范圍熱穩(wěn)定性較高，在較寬的溫度范圍(-100(-100200)200)內(nèi)處于液體狀態(tài)；內(nèi)處于液體狀態(tài)； 2. 2.不揮發(fā)、無毒無可燃性；不揮發(fā)、無毒無可燃性； 3. 3.導(dǎo)電性良好；導(dǎo)電性良好； 4. 4.可以溶解許多有機(jī)無機(jī)物；可以溶解許多有機(jī)無機(jī)物； 5. 5.易于循環(huán)利用。易于循環(huán)利用。 離子液體的使用將會大大減少現(xiàn)在仍大量離子液體的使用將會大大減少現(xiàn)在仍大量使用的有機(jī)溶劑對環(huán)境的污染，因而被譽(yù)為使用的有機(jī)溶劑對環(huán)境的污染，因而被譽(yù)為綠色溶劑。綠色溶劑。 最近發(fā)現(xiàn)，離子液體可用于處理舊輪胎，最近發(fā)現(xiàn)，離子液體可用于處理舊輪胎，回收其中的聚合物。

23、用離子液體還可有效地回收其中的聚合物。用離子液體還可有效地提取工業(yè)廢氣中的二氧化碳。離子液體的重提取工業(yè)廢氣中的二氧化碳。離子液體的重要應(yīng)用領(lǐng)域是在高分子科學(xué)方面，大致可分要應(yīng)用領(lǐng)域是在高分子科學(xué)方面，大致可分為離子液體聚合、離子液體引發(fā)產(chǎn)生反應(yīng)和為離子液體聚合、離子液體引發(fā)產(chǎn)生反應(yīng)和利用離子液體進(jìn)行高分子材料表面改性三個利用離子液體進(jìn)行高分子材料表面改性三個方面。其中利用離子液體聚合是積淀高聚物方面。其中利用離子液體聚合是積淀高聚物薄膜的一種新方法。離子液體的應(yīng)用給化學(xué)薄膜的一種新方法。離子液體的應(yīng)用給化學(xué)工業(yè)創(chuàng)出一個新領(lǐng)域。工業(yè)創(chuàng)出一個新領(lǐng)域。用離子液體能做成多種催化劑，加速化學(xué)用離子液體

24、能做成多種催化劑，加速化學(xué)反應(yīng)過程。隨著當(dāng)代高新技術(shù)的蓬勃發(fā)展，反應(yīng)過程。隨著當(dāng)代高新技術(shù)的蓬勃發(fā)展，離子液體在化學(xué)合成、新材料研究、精細(xì)化離子液體在化學(xué)合成、新材料研究、精細(xì)化學(xué)加工、表面加工、微電子器件開發(fā)等領(lǐng)域?qū)W加工、表面加工、微電子器件開發(fā)等領(lǐng)域，將開拓和促成一系列的工藝革新和巨大的，將開拓和促成一系列的工藝革新和巨大的技術(shù)進(jìn)步。技術(shù)進(jìn)步。 目前，離子液體大規(guī)模應(yīng)用于工業(yè)尚存在目前，離子液體大規(guī)模應(yīng)用于工業(yè)尚存在一些有待解決的問題，其中最關(guān)鍵的是降低一些有待解決的問題，其中最關(guān)鍵的是降低離子液體的生產(chǎn)成本。離子液體的生產(chǎn)成本。 第三節(jié)第三節(jié) 無毒無害的溶劑無毒無害的溶劑 超臨界二氧化碳

25、超臨界二氧化碳一、如何理解二氧化碳是無毒無害的？一、如何理解二氧化碳是無毒無害的？ 1. 從來源上看，是生產(chǎn)合成氨和天然氣的從來源上看，是生產(chǎn)合成氨和天然氣的副產(chǎn)物。對它加以利用只會減少二氧化碳的副產(chǎn)物。對它加以利用只會減少二氧化碳的排放，故不會加劇溫室效應(yīng)。排放，故不會加劇溫室效應(yīng)。 2. 不燃燒，不形成光化學(xué)煙霧，也不破壞不燃燒，不形成光化學(xué)煙霧，也不破壞臭氧層，有利于操作人員健康。臭氧層，有利于操作人員健康。 3. 二氧化碳雖能引起窒息，但允許濃度比二氧化碳雖能引起窒息，但允許濃度比有機(jī)溶劑低有機(jī)溶劑低10100倍，不會發(fā)生中毒和爆炸倍，不會發(fā)生中毒和爆炸事故。事故。二、用超臨界二氧化碳

26、作溶劑的示例二、用超臨界二氧化碳作溶劑的示例 1. 超臨界二氧化碳噴漆技術(shù)超臨界二氧化碳噴漆技術(shù) 傳統(tǒng)油漆傳統(tǒng)油漆 固體材料固體材料 有機(jī)溶劑有機(jī)溶劑（樹脂、顏料）（樹脂、顏料）揮發(fā)快溶劑 揮發(fā)慢溶劑（約占2/3） （約占1/3） 降低黏度，降低黏度，便于噴霧便于噴霧控制膜控制膜的形成的形成超臨界二氧化碳噴漆過程示意圖超臨界二氧化碳噴漆過程示意圖 用二氧化碳代替快揮發(fā)溶劑，減少污染用二氧化碳代替快揮發(fā)溶劑，減少污染70%左右。左右。2. 聚苯乙烯泡沫塑料綠色生產(chǎn)技術(shù)聚苯乙烯泡沫塑料綠色生產(chǎn)技術(shù)聚苯乙烯塑料聚苯乙烯塑料磁帶盒、光盤盒、絕緣材料磁帶盒、光盤盒、絕緣材料 聚苯乙烯聚苯乙烯+發(fā)泡劑發(fā)泡

27、劑聚苯乙烯泡沫塑料聚苯乙烯泡沫塑料快快 餐飯盒、包裝、減震、保溫材料餐飯盒、包裝、減震、保溫材料 二氟二氯甲烷二氟二氯甲烷二氟一氯甲烷二氟一氯甲烷 Dow化學(xué)公司開發(fā)出一種用液態(tài)二氧化學(xué)公司開發(fā)出一種用液態(tài)二氧化碳完全替代有機(jī)發(fā)泡劑生產(chǎn)聚苯乙烯化碳完全替代有機(jī)發(fā)泡劑生產(chǎn)聚苯乙烯泡沫塑料的新技術(shù)，可生產(chǎn)厚度小于泡沫塑料的新技術(shù)，可生產(chǎn)厚度小于1.27cm的泡沫塑料食品包裝板，每年可的泡沫塑料食品包裝板，每年可減少減少1500噸以上的二氟二氯甲烷或二氟噸以上的二氟二氯甲烷或二氟一氯甲烷的排放。為此，該技術(shù)獲得了一氯甲烷的排放。為此，該技術(shù)獲得了1996年美國年美國“總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎總統(tǒng)綠色化學(xué)挑

28、戰(zhàn)獎”的的變更溶劑變更溶劑/反應(yīng)條件獎。反應(yīng)條件獎。 3. 超臨界超臨界CO2在有機(jī)物萃取中的應(yīng)用在有機(jī)物萃取中的應(yīng)用超臨界超臨界COCO2 2萃取與傳統(tǒng)萃取工藝比較，具有萃取與傳統(tǒng)萃取工藝比較，具有萃取時間短、萃取費(fèi)用少、萃取更徹底、可萃取時間短、萃取費(fèi)用少、萃取更徹底、可進(jìn)行熱敏感樣品及痕量組分萃取等優(yōu)點(diǎn)，特進(jìn)行熱敏感樣品及痕量組分萃取等優(yōu)點(diǎn)，特別適合于不穩(wěn)定天然產(chǎn)物和生物活性物質(zhì)的別適合于不穩(wěn)定天然產(chǎn)物和生物活性物質(zhì)的提取、分離，提取、分離，生產(chǎn)出近于生產(chǎn)出近于完美的綠色完美的綠色產(chǎn)品。產(chǎn)品。 采用超臨界流體萃取采用超臨界流體萃取 , ,2 2 處于高壓狀處于高壓狀態(tài)態(tài) , ,具有氣體的

29、粘度和液體的密度具有氣體的粘度和液體的密度 , ,通過改通過改變溫度和壓力可控制它的選擇性變溫度和壓力可控制它的選擇性 , ,是一種更是一種更快、更具選擇性的溶劑。用索氏萃取方法快、更具選擇性的溶劑。用索氏萃取方法 , ,需幾小時甚至幾天才能完成需幾小時甚至幾天才能完成, ,而超臨界而超臨界2 2 能在能在 (3 0 (3 045)45)內(nèi)萃取化合物。另外內(nèi)萃取化合物。另外 , ,超臨界超臨界2 2 的萃取物較干凈的萃取物較干凈 , ,溶劑用量少。溶劑用量少。用超臨界用超臨界2 2 回收廢棄石油產(chǎn)品過程回收廢棄石油產(chǎn)品過程, ,被稱被稱作環(huán)境友好的過程作環(huán)境友好的過程. .超臨界萃取的應(yīng)用超臨

30、界萃取的應(yīng)用應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍應(yīng)用類別應(yīng)用類別醫(yī)藥工業(yè)醫(yī)藥工業(yè)中草藥有效成分的提取、分中草藥有效成分的提取、分離，藥品原料的濃縮、精制離，藥品原料的濃縮、精制食品工業(yè)食品工業(yè)啤酒花、動植物油、咖啡因、啤酒花、動植物油、咖啡因、植物色素的提取植物色素的提取化妝品香料工業(yè)化妝品香料工業(yè)天然香料、合成香料的分離天然香料、合成香料的分離和精制，化妝品原料的萃取和精制，化妝品原料的萃取4.超臨界超臨界CO2用作有機(jī)合成的溶劑用作有機(jī)合成的溶劑超臨界超臨界COCO2 2作反應(yīng)溶劑的優(yōu)點(diǎn)作反應(yīng)溶劑的優(yōu)點(diǎn) 溶解能力可通過控制壓力來調(diào)節(jié)，因而溶解能力可通過控制壓力來調(diào)節(jié)，因而 有可能提高某些反應(yīng)的選擇性。有可能提高某些反應(yīng)的選擇性。 具有很好的惰性，以它作為氧化反應(yīng)的具有很好的惰性，以它作為氧化反應(yīng)的 溶劑非常理想。溶劑非常