第06章 今日綠色化學(xué)課件

社會與ChemistrySoceity環(huán)境與生物工程學(xué)院第06章今日綠色化學(xué)第六章今日綠色化學(xué)第06章今日綠色化學(xué)內(nèi)容提要一、環(huán)境治理的歷史回顧二、綠色化學(xué)

綠色化學(xué)發(fā)展簡史各國政府推動綠色化學(xué)的措施綠色化學(xué)的12條原則綠色化學(xué)研究的典型原理及其效果三、中國21世紀的綠色科技發(fā)展

綠色科技的含義及其發(fā)展環(huán)保事業(yè)對綠色科技的需求綠色化學(xué)成果舉例四、前景和展望第06章今日綠色化學(xué)★20世紀40~50年代

——稀釋廢物★

20世紀60~70年代

——廢物后處理★

20世紀90年代

——從源頭消除污染源一、環(huán)境治理的歷史回顧第06章今日綠色化學(xué)案例一：DDT，持久有機污染物之一?

DDT是人所共知的曾是應(yīng)用廣泛的殺蟲劑。?然而，它在鳥類體內(nèi)累積后，造成蛋殼變薄，使很多鳥類種群顯著減少，如獵鷹，禿鷹，鶚和棕色鵜鶘等?！锲渌恍┏志眯远嗦却衔铮鏟CBs，二惡英，已知是具有雌激素性質(zhì)，成為環(huán)境內(nèi)分泌干擾物。南極企鵝體內(nèi)也檢驗出DDT第06章今日綠色化學(xué)在1950年代后期到1962年曾用作處理孕婦作嘔的藥劑，然而后來發(fā)現(xiàn)在46個國家中有8000個兒童具有出生缺陷。在巴西，曾用此種藥治療麻瘋病，導(dǎo)致數(shù)十個生育畸形。案例二：第06章今日綠色化學(xué)由于很多化學(xué)品有毒，出現(xiàn)了一些憎化學(xué)品（Chemphobia）的呼聲，認為全天然(Allnatural)總比化學(xué)品為好！其實不然，天然物中也含有有毒化學(xué)物質(zhì)。當(dāng)用發(fā)霉的花生喂火雞時造成火雞發(fā)病或死亡才發(fā)現(xiàn)了它，已知它是致癌物。AflatoxinB1，黃曲霉毒素案例三：黃曲霉毒素第06章今日綠色化學(xué)人吃了由黑麥上生長的麥角酸制成的麥角酸衍生物后，即變得發(fā)狂。Lysergicacid，麥角酸案例四：麥角酸第06章今日綠色化學(xué)當(dāng)人吃了未處理好的河豚魚，可能中毒致死，由于它含有河豚毒素，可造成肺臟麻痹而死亡。有些商人用黃樟樹根提取物作軟飲料的香味劑，其中就含有黃樟素，它是一種致癌物。Safrole，黃樟素案例五：第06章今日綠色化學(xué)天然食物中有的也含有有益的化學(xué)物質(zhì)，比如水果和蔬菜中常常含有天然抗氧化劑，像葡萄中含有的resveratrol即可抑制腫瘤的發(fā)生發(fā)展。綠色化學(xué)中盡量選擇無毒少毒原料并最少使用易燃易爆和具有高反應(yīng)活性的材料。Resveratrol案例六：第06章今日綠色化學(xué)

全世界每年消耗的化石燃料，２０世紀初不足１５億噸，７０年代初達７０－８０億噸．世界各國發(fā)生的關(guān)于有毒化學(xué)品的環(huán)境事故很多第06章今日綠色化學(xué)大量工業(yè)污染物的排放使人們面臨有害物質(zhì)、元素的威脅第06章今日綠色化學(xué)倫敦?zé)熿F---1952年12月5－8日倫敦城市城市上空2個月后，又有8000多人陸續(xù)喪生。

第06章今日綠色化學(xué)1984年12月印度博帕爾毒氣泄露，造成2000人死亡,受害人數(shù)達10余萬人,一些人雙目失明,終身殘廢

1986年4月,烏克蘭基輔北部切爾諾貝利核電站4號反應(yīng)堆爆炸,放射性物質(zhì)大量外瀉,造成31人死亡,237人受放射性傷害.第06章今日綠色化學(xué)

央視《東方時空》：毒患籠罩下的天津癌癥村

根據(jù)村民的不完全統(tǒng)計，自1999年以來，西堤頭村和劉快莊村各種癌癥患者有232人，平均年齡51歲，最小的才7歲，已經(jīng)死亡172人，其中肺癌、肝癌和腸癌的患病比例最高。兩個村的總?cè)丝诖蠹s是1.3萬，癌癥發(fā)病率達到了178/萬，是全國癌癥平均發(fā)病率7/萬的25倍多。

在村莊周圍，道路兩旁，生產(chǎn)化學(xué)制劑、染料中間體、油漆涂料、農(nóng)藥獸藥、香精香料等各類化工產(chǎn)品的化工企業(yè)一個挨著一個，數(shù)量超過了90多個。

第06章今日綠色化學(xué)1992年，美國化學(xué)工業(yè)用于環(huán)保的費用為1150億美元，清理已污染地區(qū)花去7000億美元；

1996年美國Dupont公司的化學(xué)品銷售總額為180億美元，環(huán)保費用為10億美元?？梢?，從環(huán)保、經(jīng)濟和社會的要求看，化學(xué)工業(yè)的發(fā)展不能再走先污染后治理之路。化學(xué)工業(yè)的發(fā)展不能再走先污染后治理之路第06章今日綠色化學(xué)加強研究，衛(wèi)生保健和食品監(jiān)督管理以及克服不良生活習(xí)慣對生命安全起很大作用。綠色化學(xué)的興起★從源頭消除污染的途徑★

新設(shè)計化學(xué)合成方法和化工產(chǎn)品來根除污染源——環(huán)境無害化學(xué)——環(huán)境友好化學(xué)——清潔化學(xué)環(huán)境保護的推動合理利用資源降低成本第06章今日綠色化學(xué)

（一）什么是綠色化學(xué)綠色化學(xué)又稱環(huán)境無害化學(xué)(EnvironmentallyBenignChemistry)、環(huán)境友好化學(xué)、清潔化學(xué)(Cleanchemistry)

即：用化學(xué)的技術(shù)和方法去減少或消滅對人類健康、社區(qū)安全、生態(tài)環(huán)境有害的原料、催化劑、溶劑和試劑等的使用和產(chǎn)生。二.綠色化學(xué)第06章今日綠色化學(xué)綠色化學(xué)的主要內(nèi)容無毒無害原料可再生資源環(huán)境友好產(chǎn)品回歸自然廢物回收利用無毒無害催化劑

無毒無害溶劑原子經(jīng)濟反應(yīng)第06章今日綠色化學(xué)1987年聯(lián)合國提出關(guān)于“OurCommonFuture”的報告，率先提出了可持續(xù)發(fā)展的概念。隨之，1992年在巴西里約舉行的聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展大會上受到百余國家元首一致肯定。這意味著工業(yè)增長、經(jīng)濟發(fā)展必須既符合當(dāng)代社會需要并能為人類后代保護資源和環(huán)境。美國1990年通過了污染預(yù)防法（PollutionPreventionActof1990）。這是關(guān)于著眼源頭污染預(yù)防的第一個環(huán)境法規(guī)。它促使USEPA于1991年建立了綠色化學(xué)規(guī)劃，當(dāng)時在OfficeofPollutionPrevention&Toxics的Dr.PaulT.Anastas創(chuàng)造并定義了綠色化學(xué)專名詞。此人現(xiàn)在WhiteHouseOfficeofScience&TechnologyPolicy。促使了綠色化學(xué)的誕生和迅速發(fā)展的重要事件:第06章今日綠色化學(xué)USEPA與USNSF合作支持開展并在ACS范圍內(nèi)組織了題為“DesignfortheEnvironmentof21Century”，“EnvironmentallyBenignChemistry”，“EnvironmentalFriendlyChemistry”等專題學(xué)術(shù)討論會。通過美國EPA，學(xué)術(shù)界，工業(yè)界，政府部門等協(xié)作提出利用化學(xué)開發(fā)新的污染預(yù)防技術(shù)并建議設(shè)立總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎以資鼓勵。美國于1995年建立了此種特殊獎勵，每年頒發(fā)一次。目前在U.K.,Australia,Italy,&Germany等國都設(shè)立了類似的國家級獎勵。第06章今日綠色化學(xué)Dr.PaulT.Anastas和麻省大學(xué)的JohnC.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)。美國建立了世界第一個綠色化學(xué)研究所（院，GCI）。1997年5月先是由工業(yè)界，學(xué)術(shù)界，國家重點實驗室等在互聯(lián)網(wǎng)上組成的虛擬非盈利組織，目前已在17個國家有它的聯(lián)合組成部分。2001年初GCI已與ACS合作，以便加強化學(xué)在環(huán)境研究中的作用。GCI已在ACS總部中設(shè)立辦公室，并且ACS將提供給GCI核心基金。GCI所長Dr.DennisL.Hjeresen當(dāng)前致力于把綠色化學(xué)從學(xué)術(shù)領(lǐng)域擴展到社會各個方面，使其成為有力的重要工具。第06章今日綠色化學(xué)（二）各國政府推動綠色化學(xué)的措施★日本

制訂“21世紀重建綠色地球”的新陽光計劃，提出了“簡單化學(xué)”的概念，為了地球環(huán)境而變革現(xiàn)有技術(shù)設(shè)立“為地球創(chuàng)新技術(shù)的研究院”★歐盟各國

德國1991年制訂“為環(huán)境而研究”的計劃英國2000年設(shè)立“JerwoodSalters環(huán)境獎”荷蘭制訂“清潔生產(chǎn)手冊”聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署和世界銀行將其譯成英文向世界各國推廣。第06章今日綠色化學(xué)1990年美國頒布了《污染防治條例》，將污染的防治定為國策。

1991年后，綠色化學(xué)由美國化學(xué)會（ACS）提出并成為美國國家環(huán)保局（EPA）的中心口號。

1995年，美國前總統(tǒng)克林頓設(shè)立了“總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎”。

1996年開始在華盛頓國家科學(xué)院每年頒發(fā)一次，這是化學(xué)領(lǐng)域唯一的總統(tǒng)級科學(xué)獎。

1999年，世界上第一本《綠色化學(xué)》雜志誕生。

2000年，美國化學(xué)會出版了第一本綠色化學(xué)教科書?！锩绹?/p>

第06章今日綠色化學(xué)★中國

制訂了“科教興國”和可持續(xù)發(fā)展策略，并于1993年世界環(huán)境和發(fā)展大會之后，編制了《中國21世紀議程》鄭重聲明走可持續(xù)發(fā)展道路的決心?！?995年中國科學(xué)院化學(xué)部組織了《綠色化學(xué)與技術(shù)——推進化工生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展的途徑》院士咨詢活動◆1997年國家自然科學(xué)基金委“九五”重大項目：環(huán)境友好石油化工催化化學(xué)與反應(yīng)工程◆1997年5月，香山科學(xué)會議第72次學(xué)術(shù)研討會：可持續(xù)發(fā)展問題對科學(xué)的挑戰(zhàn)——綠色化學(xué)◆1998年合肥第一屆國際綠色化學(xué)高級研討會◆1999年北京第16次九華山科學(xué)論壇“綠色化學(xué)的基本科學(xué)問題”◆2000年科技部《國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展規(guī)劃項目》立項——石油煉制和基本有機化學(xué)品合成的綠色化學(xué)第06章今日綠色化學(xué)（1）預(yù)防(Prevention)。防止產(chǎn)生廢物比在它產(chǎn)生后再處理或清除更好。（2）原子經(jīng)濟(AtomEconomy)。設(shè)計合成方法時，應(yīng)盡可能使用于生產(chǎn)加工過程的材料都進入最后的產(chǎn)品中。（3）無害（或少害）的化學(xué)合成(LessHazardousChemicalSyntheses)。無論在哪里行得通，所設(shè)計的合成方法都應(yīng)該使用和產(chǎn)生對人類健康和環(huán)境具有小的或沒有毒性。（三）綠色化學(xué)的12條原則第06章今日綠色化學(xué)（4）設(shè)計無危險的化學(xué)品(DesignSaferChemicals)?；瘜W(xué)產(chǎn)品應(yīng)該設(shè)計的使其有效地顯示受期望的功能而毒性最小。（5）安全的溶劑和助劑(SaferSolventsandAuxiliaries)。所使用的輔助物質(zhì)包括溶劑，分離試劑，和其它物品當(dāng)使用時都應(yīng)是無害的。（6）設(shè)計要有能效(DesignforEnergyEfficiency)?；瘜W(xué)加工過程的能源要求應(yīng)該考慮它們的環(huán)境的和經(jīng)濟的影響并應(yīng)該盡量節(jié)省。如果可能，合成方法應(yīng)在室溫和常壓下進行。第06章今日綠色化學(xué)（7）使用可再生的原料(UseRenewableFeedstocks)。當(dāng)技術(shù)上和經(jīng)濟上可行，原料和加工廠粗料都應(yīng)可再生。（8）減少衍生物(ReduceDerivatives)。如果可能，盡量減少和避免利用衍生化反應(yīng)，因為，此種步驟需要添加額外的試劑并且可能產(chǎn)生廢物。（9）催化作用(Catalysis)。具有高選擇性的催化劑比化學(xué)計量學(xué)的試劑優(yōu)越的多。第06章今日綠色化學(xué)（10）設(shè)計要考慮降解(DesignforDegradation)。化學(xué)產(chǎn)品的設(shè)計應(yīng)使它們在功能終了時分解為無害的降解產(chǎn)物并不在環(huán)境中長期存在。（11）為了預(yù)防污染進行實時分析(Real-TimeAnalysisforPollutionPrevention)。需要進一步開發(fā)新的分析方法使可進行實時的生產(chǎn)過程監(jiān)測并在有害物質(zhì)形成之前給予控制。（12）防止事故發(fā)生的固有安全化學(xué)(InherentlySaferChemistryforAccidentPrevention)。在化學(xué)過程中使用的物質(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。第06章今日綠色化學(xué)（四）綠色化學(xué)的原理和效果綠色化學(xué)作為國際上學(xué)科前沿一個十分有生命力的發(fā)展方向涉及多學(xué)科交叉非常廣泛的領(lǐng)域。由于可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略需要和工業(yè)產(chǎn)品必須符合工業(yè)生態(tài)學(xué)的原則要求，傳統(tǒng)的化學(xué)品的設(shè)計、合成方法面臨嚴峻的挑戰(zhàn)。主要研究發(fā)展趨勢如下：第06章今日綠色化學(xué)主要研究發(fā)展趨勢：探索利用化學(xué)反應(yīng)的選擇性（包括位置選擇性，化學(xué)選擇性和立體選擇性），這不僅與合成產(chǎn)品的效率有關(guān)，且可能影響產(chǎn)品的生態(tài)效應(yīng)和對環(huán)境的友好程度。發(fā)展和應(yīng)用對人和環(huán)境無毒、無危險性的試劑和溶劑，特別是開發(fā)以水或超臨界流體為反應(yīng)介質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)。大力開發(fā)新型環(huán)境友好催化劑。新型分離技術(shù)。第06章今日綠色化學(xué)三、中國21世紀的綠色科技發(fā)展（一）綠色科技的含義

可持續(xù)發(fā)展的基本國策促進了綠色科技的誕生，綠色科技是國家為實現(xiàn)經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展實施的一項技術(shù)戰(zhàn)略。綠色科技是以保護人體健康和人類賴以生存的環(huán)境，促進經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展為核心內(nèi)容的所有科技活動的總稱。無論從內(nèi)涵和外延都超越了環(huán)境科技，然而，它將保護自然資源和生態(tài)環(huán)境作為主要價值目標(biāo)之一，對我國環(huán)保事業(yè)發(fā)展將提供全方位和系統(tǒng)的技術(shù)支持，對全國科技發(fā)展具有重要指導(dǎo)意義。第06章今日綠色化學(xué)近十年來，發(fā)達國家在扭轉(zhuǎn)環(huán)境保護困境、調(diào)整技術(shù)方向的過程中，逐漸出現(xiàn)和形成了綠色科技。綠色科技為開發(fā)綠色產(chǎn)品，引導(dǎo)綠色消費、開拓未來市場和發(fā)展綠色產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造機遇，已成為實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要內(nèi)容。自20世紀90年代初，工業(yè)發(fā)達國家相繼采取措施，使環(huán)保工作由污染治理向污染預(yù)防轉(zhuǎn)變。（二）國外綠色科技發(fā)展現(xiàn)狀第06章今日綠色化學(xué)1994年7月，美國政府發(fā)布了“面向可持續(xù)發(fā)展的未來技術(shù)”報告，強調(diào)指出環(huán)境技術(shù)發(fā)展的重心是預(yù)防而不是治理已經(jīng)發(fā)生的污染。德國也努力致力于以綠色科技推動社會經(jīng)濟朝向良性循環(huán)方向發(fā)展，并使其成為現(xiàn)代化發(fā)展的重要組成部分。一個成功的例子就是制成“綠色電視”，它具有耗電省、電磁輻射低、使用材料種類少且便于回收利用、避免過早淘汰等特點。加拿大聯(lián)邦政府早在1993年就已制定綠色計劃。日本政府非常重視節(jié)約資源和能源，倡導(dǎo)和推廣綠色技術(shù)，已把環(huán)境技術(shù)、電子技術(shù)和汽車技術(shù)并列為三大領(lǐng)先綠色技術(shù)。第06章今日綠色化學(xué)世界范圍綠色技術(shù)革命浪潮的中心在于：

利用綠色高新技術(shù)開發(fā)綠色產(chǎn)品，引導(dǎo)綠色消費。但是由于發(fā)達國家制訂苛刻的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，世界貿(mào)易中出現(xiàn)了所謂“綠色壁壘”。許多國家開始實行環(huán)境標(biāo)志制度，對促進綠色產(chǎn)品開發(fā)、引導(dǎo)綠色消費起到了重要作用。環(huán)境標(biāo)志是對產(chǎn)品符合綠色要求的一種認定。德國是率先實行環(huán)境標(biāo)志計劃的國家，美國的污染預(yù)防法，日本的環(huán)境協(xié)調(diào)型產(chǎn)品計劃，加拿大的“環(huán)境優(yōu)選”等都對綠色科技的發(fā)展起了重要的促進作用。第06章今日綠色化學(xué)（三）環(huán)保事業(yè)對綠色科技的需求21世紀初，我國國民經(jīng)濟的穩(wěn)步增長和環(huán)境保護事業(yè)的飛速發(fā)展，要求環(huán)境科技不僅要為污染治理提供技術(shù)支持，為管理提供決策依據(jù)，還要為預(yù)防可能出現(xiàn)的新污染問題提供可行的方案和措施?？傊?，將技術(shù)取向從以治理污染為主調(diào)整到開發(fā)綠色產(chǎn)品，引導(dǎo)綠色消費、發(fā)展綠色產(chǎn)業(yè)方向上來。為什么要發(fā)展綠色化學(xué)第06章今日綠色化學(xué)☆

大力開發(fā)醫(yī)藥等精細化工產(chǎn)品的“原子經(jīng)濟”反應(yīng)，力爭實現(xiàn)廢物“零排放”☆大宗有機化工品的第二代綠色生產(chǎn)技術(shù)正在開發(fā)☆超臨界CO2代替有毒、有害溶劑正在推廣應(yīng)用☆利用可再生資源生產(chǎn)大宗有機化工產(chǎn)品方興未艾☆工農(nóng)結(jié)合,生產(chǎn)超清潔生物柴油☆永恒的主題——設(shè)計、生產(chǎn)和使用環(huán)境友好產(chǎn)品☆回收廢塑料、纖維等材料，走上“閉路循環(huán)”之路（四）綠色化學(xué)科技成果舉例第06章今日綠色化學(xué)1、大力開發(fā)醫(yī)藥等精細化工產(chǎn)品

“原子經(jīng)濟”反應(yīng)，力爭實現(xiàn)廢物“零排放”

BarryTrost：原子經(jīng)濟性(AtomEconomy)概念

A＋BC＋DA＋BC＋

產(chǎn)物廢物或副產(chǎn)物廢物為零第06章今日綠色化學(xué)工業(yè)部門每噸產(chǎn)品排放的廢物（噸/噸）煉油~0.1大宗化學(xué)品1~5精細化工5~20制藥25~100不同工業(yè)部門生產(chǎn)中的廢物排放量制藥、精細化工——更需開發(fā)原子經(jīng)濟反應(yīng)第06章今日綠色化學(xué)布洛芬Boots公司的Brown方法原子經(jīng)濟性

~40%布洛芬—鎮(zhèn)靜、止痛藥的生產(chǎn)第06章今日綠色化學(xué)第一步第二步第三步BHC公司新發(fā)明的綠色方法原子經(jīng)濟性~99%(包括醋酸)獲1997年美國總統(tǒng)“綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎”簡單多了！第06章今日綠色化學(xué)

傳統(tǒng)工藝3-氯過苯甲酸氧化劑，原子經(jīng)濟性42%，產(chǎn)生3-氯苯甲酸廢物綠色工藝負載錫的

沸石催化劑，過氧化氫氧化劑，原子經(jīng)濟性86%，副產(chǎn)物只有水Baeyer-Villiger反應(yīng)——用于生產(chǎn)醫(yī)藥、塑料添加劑O+ClOOOHOO+ClOHO錫/

沸石第06章今日綠色化學(xué)醫(yī)藥、農(nóng)藥、功能化學(xué)品的研究——綠色化學(xué)最活躍的前沿領(lǐng)域

大力研究原子經(jīng)濟反應(yīng)和手性合成等醫(yī)藥、農(nóng)藥等產(chǎn)品要引進多種官能團和調(diào)整化學(xué)結(jié)構(gòu)，生產(chǎn)往往經(jīng)過多步反應(yīng)，需要配套開發(fā)技術(shù)，才能推向工業(yè)化第06章今日綠色化學(xué)2、大宗有機化工產(chǎn)品的第二代綠色生產(chǎn)技術(shù)正在開發(fā)

烴類氧化的“原子經(jīng)濟”反應(yīng)正在改進替代劇毒光氣等原料的綠色技術(shù)，研究降低成本開發(fā)新一代苯與烯烴烷基化無毒無害固體酸催化劑第06章今日綠色化學(xué)烴類氧化的“原子經(jīng)濟”反應(yīng)正在改進20世紀80年代發(fā)明鈦硅分子篩作為催化劑采用H2O2為氧化劑實現(xiàn)下列“原子經(jīng)濟”反應(yīng)丙烯環(huán)氧化制環(huán)氧丙烷環(huán)己酮氨氧化制環(huán)己酮肟苯酚氧化制對苯二酚第06章今日綠色化學(xué)丙烯環(huán)氧化制環(huán)氧丙烷次氯酸石灰廢渣污水傳統(tǒng)工藝—氯醇法：原子經(jīng)濟性=31%綠色工藝—鈦硅分子篩催化：原子經(jīng)濟性=76%1-氯丙醇2-氯丙醇第06章今日綠色化學(xué)目前針對烴類催化氧化的不足，又有了新進展

降低H2O2費用原位H2、O2合成H2O2，與丙烯環(huán)氧化集成新氧化劑—異丙苯過氧化物新氧化催化材料Sn/

沸石有機氮絡(luò)合Fe2+系催化劑含鎢的金屬簇相轉(zhuǎn)移催化劑……第06章今日綠色化學(xué)烴類催化氧化生產(chǎn)大宗有機化學(xué)品的原子經(jīng)濟反應(yīng)

分析我國已開發(fā)技術(shù)的不足參照國外新研究動向力爭開發(fā)下一代綠色技術(shù)第06章今日綠色化學(xué)替代劇毒光氣等原料的綠色技術(shù)

需要降低成本

1984年印度博帕爾光氣泄漏事件

2000年羅馬尼亞一家工廠的氰化物泄漏到多瑙河支流事件

造成人身傷亡、生態(tài)環(huán)境嚴重破壞需要開發(fā)綠色技術(shù)第06章今日綠色化學(xué)替代光氣制造異氰酸酯工藝

伯胺和二氧化碳或碳酸二甲酯反應(yīng)伯胺和一氧化碳進行氧化羰化硝基苯和一氧化碳羰基化正在小試、中試，比光氣法生產(chǎn)成本高10％，需要降低成本

第06章今日綠色化學(xué)甲基丙烯酸甲酯的生產(chǎn)工藝傳統(tǒng)工藝綠色工藝47%原子經(jīng)濟性100%原子經(jīng)濟性投資、成本低第06章今日綠色化學(xué)對于替代劇毒光氣、氫氰酸等原料的制造大宗有機化學(xué)品

需要努力開發(fā)低成本技術(shù)，形成規(guī)模經(jīng)濟的生產(chǎn)廠以利競爭第06章今日綠色化學(xué)開發(fā)新一代苯與烯烴烷基化

無毒無害固體酸催化劑

工藝傳統(tǒng)工藝綠色工藝乙烯與苯烷基化AlCl3ZSM-5氣相法USY、液相法丙烯與苯烷基化AlCl3、MCM-22液相法長鏈烯烴與苯烷基化HF固體酸-固定床

傳統(tǒng)AlCl3、HF催化劑的缺點：腐蝕設(shè)備，危害人身健康和社區(qū)安全，廢水、廢渣污染環(huán)境第06章今日綠色化學(xué)開發(fā)新一代芳烴烷基化

固體酸催化劑

分子篩固體酸催化劑

環(huán)境友好，但是：酸強度低，分布不均，酸中心少；因而，反應(yīng)溫度和壓力高，產(chǎn)品雜質(zhì)增多為克服上述缺點，下一代固體酸催化劑

雜多酸、包裹型液體酸、Nafion/SiO2復(fù)合材料、納米分子篩復(fù)合材料、離子液體等第06章今日綠色化學(xué)開發(fā)新一代苯與烯烴烷基化

無毒無害固體酸催化劑

加快已有基礎(chǔ)的負載型雜多酸的開發(fā)利用懸浮催化蒸餾等新工藝力爭開發(fā)具有中國特色的獨特先進新催化劑和工藝繼續(xù)研究納米分子篩復(fù)合材料、離子液體等新催化材料第06章今日綠色化學(xué)

3、超臨界二氧化碳代替有毒、有害溶劑正在推廣應(yīng)用

揮發(fā)性有機溶劑有廣泛用途涂料和油漆的溶劑泡沫塑料的發(fā)泡劑微電子器件等的精密清洗服裝干洗的清洗劑化工生產(chǎn)過程中作為溶劑揮發(fā)性有機溶劑對環(huán)境的危害形成光化學(xué)煙霧引起和加劇多種呼吸系統(tǒng)疾病，增加癌癥發(fā)病率導(dǎo)致谷物減產(chǎn)、橡膠硬化等，每年造成大量損失二氟二氯甲烷等破壞地球大氣中的臭氧層第06章今日綠色化學(xué)超臨界二氧化碳溶劑的優(yōu)點二氧化碳在常溫下是氣體，無色、無味、不燃燒、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定不會形成光化學(xué)煙霧，也不會破壞臭氧層來源豐富，價格低廉超臨界二氧化碳可很好地溶解一般有機化合物第06章今日綠色化學(xué)用超臨界二氧化碳代替

揮發(fā)性有機溶劑的應(yīng)用替代機械、電子、醫(yī)藥和干洗等行業(yè)中普遍采用的揮發(fā)性有機清洗劑代替氟氯烴作泡沫塑料的發(fā)泡劑超臨界CO2為溶劑，生產(chǎn)氟化物單體和聚合物第06章今日綠色化學(xué)超臨界二氧化碳代替有毒、有害溶劑的發(fā)展

利用我國合成氨廠、煉油廠中制氫裝置大量排放的CO2，開發(fā)（或引進）超臨界CO2技術(shù)在房屋裝修、泡沫塑料生產(chǎn)、服裝干洗等中應(yīng)用，形成新興產(chǎn)業(yè)。第06章今日綠色化學(xué)4、利用可再生資源生產(chǎn)大宗有機化工產(chǎn)品方興未艾

以植物為主的生物質(zhì)資源是一個可再生的巨大資源寶庫，利用可再生資源可以消除污染，用之不竭，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展開發(fā)生物催化技術(shù)是關(guān)鍵第06章今日綠色化學(xué)國外生物技術(shù)生產(chǎn)大宗

化工產(chǎn)品已取得突破DuPont和GenecorInternational等合作建成由玉米生產(chǎn)1，3―丙二醇(PDO)裝置，成本比化學(xué)法低15％Cargill―DOW公司正在建設(shè)一個14萬t/a的聚乳酸工廠，用于生產(chǎn)塑料、纖維第06章今日綠色化學(xué)從生物質(zhì)原料所制產(chǎn)品的目標(biāo)產(chǎn)品種類生物質(zhì)原料產(chǎn)品所占比例，%當(dāng)前2020年2090年液體燃料1~21050有機化學(xué)品102590美國國家研究委員會（NationalResearchCouncil)第06章今日綠色化學(xué)利用可再生資源生產(chǎn)大宗有機化工產(chǎn)品的研究可再生植物原料中現(xiàn)在使用的葡萄糖，正在開發(fā)低成本的蔗糖，最后使用木質(zhì)素纖維生物催化、化學(xué)法的組合組織多學(xué)科合作，加強研究第06章今日綠色化學(xué)5、工農(nóng)結(jié)合,生產(chǎn)超清潔生物柴油生物柴油的特點減少汽車尾氣中SOx和顆粒物排放整個過程少排放CO2，減少溫室效應(yīng)本身無毒、無害，能自行分解回歸自然具有一定的潤滑性，從而延長機動車的壽命燃燒熱值稍低，傾點較高，影響低溫啟動第06章今日綠色化學(xué)生物柴油的制造植物油與甲醇（乙醇）酯交換制得

棉籽油、棕櫚油、椰子油、菜籽油、野生植物油以及海藻等化學(xué)法液堿催化固體堿催化二段催化酶催化第06章今日綠色化學(xué)生物柴油在國外已經(jīng)銷售使用目前歐共體年產(chǎn)生物柴油70萬噸，2003年規(guī)劃達到230萬噸，2010年達到830萬噸。德國生物柴油的年產(chǎn)量已達40萬噸，已有700多個加油站銷售生物柴油。法國許多石油柴油中已調(diào)配有生物柴油，哥本哈根、里斯本等歐洲城市的公共汽車已經(jīng)使用生物柴油美國30萬噸/年，日本40萬噸/年生物柴油生產(chǎn)能力第06章今日綠色化學(xué)我國發(fā)展生物柴油的意義、

問題及對策超清潔柴油有利于增產(chǎn)柴油、調(diào)整柴汽比減少原油進口，多一條運輸能源安全保障的途徑多一條農(nóng)林業(yè)增產(chǎn)、增收途徑關(guān)鍵是植物油成本高，難與石油柴油競爭對策：政府支持與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)合（農(nóng)業(yè)加工工業(yè)）種植低成本油料作物改進工藝，利用副產(chǎn)品（甘油、潤滑劑、清潔溶劑等）降低成本第06章今日綠色化學(xué)6、永恒的主題——設(shè)計、生產(chǎn)和使用環(huán)境友好產(chǎn)品

環(huán)境友好產(chǎn)品——在加工和應(yīng)用過程中及功能消失之后均不會對人類健康和生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生危害

第06章今日綠色化學(xué)美國“總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎”的

設(shè)計更安全化學(xué)品獎

1996年至2001年獲獎項目Rohm&Haas公司的Sea-NineTM海洋生物防垢劑Albright&Wilson公司的低毒性、能快速降解的THPS殺菌劑Rohm&Haas公司對一類安全高效、具有選擇性殺蟲效果的ConfirmTM殺蟲劑家族的發(fā)明和應(yīng)用DowAgroSciencesLLC公司發(fā)明的新型天然殺蟲劑產(chǎn)品SpinosadDowAgroSciences公司的Sentricon白蟻巢穴殺滅系統(tǒng)

PPG公司的Enviro-Prime2000無鉛凃?qū)拥?6章今日綠色化學(xué)綠色化學(xué)品的設(shè)計：

功能與環(huán)境影響并重

轉(zhuǎn)變觀念——產(chǎn)品功能與環(huán)境影響并重，設(shè)計、研制新產(chǎn)品時，一般要考慮下面因素：物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與活性的關(guān)系避免采用毒性功能基團生物吸收量最小化使輔助的物質(zhì)最小化第06章今日綠色化學(xué)7、廢塑料、纖維等材料的回收，走上“閉路循環(huán)”之路

“閉路循環(huán)”回收的實例：從尼龍地毯中回收己內(nèi)酰胺DuPont公司舊地毯送回工廠，從底層除去地毯纖維，碾碎成尼龍細絨，再混合成型利用AlliedSignal和DSM公司，化學(xué)反應(yīng)除去聚丙烯和襯里、填充物，再回收己內(nèi)酰胺第06章今日綠色化學(xué)從聚酯廢料回收原料

—對苯二甲酸和乙二醇

采用糖化法，正建一套廢聚酯瓶回收對苯二甲酸和乙二醇的工廠規(guī)模1萬噸/年第06章今日綠色化學(xué)從廢泡沫塑料回收原料—苯乙烯采用高溫高壓熔融裂解工藝，已建一套廢泡沫塑料回收苯乙烯的工廠規(guī)模1000噸/年第06章今日綠色化學(xué)廢塑料、纖維等材料的回收，走上“閉路循環(huán)”之路的對策

廢塑料、纖維等的回收，關(guān)鍵是建立起垃圾的分類回收系統(tǒng)從易回收的廢塑料入手，與銷售部門聯(lián)合回收電冰箱、洗衣機、電視機等家電產(chǎn)品的聚苯乙烯塑料，與飲料工廠合作，回收廢聚酯瓶組織多學(xué)科合作開發(fā)技術(shù)，包括引進個別新技術(shù)第06章今日綠色化學(xué)四、前景與展望綠色化學(xué)從科學(xué)觀點看——化學(xué)科學(xué)基礎(chǔ)的創(chuàng)新從環(huán)境觀點看——從源頭上消除污染從經(jīng)濟觀點看——合理利用資源和能源，降低生產(chǎn)成本——符合經(jīng)濟和社會可持續(xù)發(fā)展的要求第06章今日綠色化學(xué)例如，21世紀環(huán)保所需的清潔生產(chǎn)技術(shù)主要包括綠色能源技術(shù)、環(huán)境協(xié)調(diào)材料新技術(shù)、廢物減量化技術(shù)等。環(huán)境協(xié)調(diào)材料是資源和能源消耗最少，對環(huán)境影響最小，再生循環(huán)利用率最高的各種新型材料。它的開發(fā)和研制是21世紀初綠色環(huán)?？萍脊リP(guān)的重要方向之一。在污染治理技術(shù)方面重點是要發(fā)展高新分離和生物技術(shù)設(shè)備以解決難降解、高濃度有機廢水的處理問題。在自然生態(tài)保護與恢復(fù)方面，要著重探索資源開發(fā)后的生態(tài)恢復(fù)技術(shù)，生態(tài)建設(shè)中的單元技術(shù)，如生物農(nóng)藥、生物肥料、可降解地膜、肥料等。還要重點推進生態(tài)保護與恢復(fù)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化進程。第06章今日綠色化學(xué)推動綠色化學(xué)的進展加強宣傳、教育，特別是中學(xué)、大學(xué)的教育中引入綠色化學(xué)的內(nèi)容政府制訂政策、立法，推動綠色化學(xué)技術(shù)的開發(fā)和利用，從企業(yè)效益和社會效益來整體考慮綠色技術(shù)的開發(fā)利用化學(xué)、化工、機械、生物、材料、信息多學(xué)科與各種專業(yè)合作來開發(fā)綠色技術(shù)，推動應(yīng)用第06章今日綠色化學(xué)二.綠色化學(xué)引論7.美國總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎第06章今日綠色化學(xué)年度獎項獲獎?wù)攉@獎項目1996學(xué)術(shù)獎（AcademicAward）Prof.MarkHoltzapple,Dept.ofChem.Eng.,TexasA&MUniv.廢棄生物質(zhì)轉(zhuǎn)化成動物飼料、化學(xué)品和燃料（ConversionofWasteBiomasstoAnimalFeed,Chemicals,andfuel)新合成路線獎（AlternativeSyntheticPathwaysAward）Pharmacia(formerlyMonsantoCompany)二乙醇胺的催化脫氫(TheCatalyticDehydrogenationofDiethanolamine)新工藝獎（AlternativeSolventsandReactionConditionsAward）TheDowChemicalCompany開發(fā)純的二氧化碳作為與環(huán)境友好的聚苯乙烯泡沫包裝材料的發(fā)泡劑及其在商業(yè)中的應(yīng)用(ThedevelopmentandcommercialImplementationof100percentCarbonDioxideasanEnvironmentallyFriendlyBlowingAgentforthePolystyrenefoamPackagingMarker)安全化學(xué)品設(shè)計獎（DesigningSaferChemicalsAward）RohmandHaasCompany設(shè)計對環(huán)境更安全的抗海藻貝殼生長的涂料(DesigninganEnvironmentallySaferMarineAntifoulant)中小企業(yè)獎（SmallBusinessAward）TheDonlarCorporation熱聚天冬氨酸的制備和應(yīng)用(ProductionanduseofThermalPolyasparticAcid)第06章今日綠色化學(xué)年度獎項獲獎?wù)攉@獎項目1997學(xué)術(shù)獎（AcademicAward）Prof.JosephM.DeSimone,Univ.ofNorthCarolinaandNorthCarolinaStateUniv.二氧化碳表面活性劑的設(shè)計和應(yīng)用(DesignandApplicationofSurfactantsforCarbonDioxide)新合成路線獎（AlternativeSyntheticPathwaysAward）BHCCompanyBHC公司的布洛芬生產(chǎn)工藝(BHCCmpanyIbuprofenProcess)新工藝獎（AlternativeSolventsandReactionConditionsAward）ImationDryViewTM成像體系(DryViewTMImagingSystems)安全化學(xué)品設(shè)計獎（DesigningSaferChemicalsAward）AlbrightandWilsonAmericasTHPS滅除有害生物藥劑：新的抗微生物化學(xué)(THPSBiocides:ANewClassofAntimicrobialChemistry)中小企業(yè)獎（SmallBusinessAward）LegacySystemsIncorporatedColdstripTM:除去有機物和濕法清洗的新技術(shù)(ColdstripTM:RevolutionaryOrganicRemovalandWetCleaningTechnology)第06章今日綠色化學(xué)年度獎項獲獎?wù)攉@獎項目1998學(xué)術(shù)獎（AcademicAward）(a)Prof.BarryM.Trost,StanfordUniversity(b)Dr.KarenM.Draths,andProf.JohnW.Frost(a)原子經(jīng)濟性概念的提出(b)應(yīng)用微生物作為與環(huán)境友好的合成反應(yīng)的催化劑(a)ThedevelopmentoftheConceptofAtomEconomy;(b)UseofMicrobesasEnvironmentally-benignSyntheticCatalysts新合成路線獎（AlternativeSyntheticPathwaysAward）FlexsysAmericaL.P.合成4－氨基二苯胺的新路線(NewProcessfor4-Aminodiphenyl-amine)新工藝獎（AlternativeSolventsandReactionConditionsAward）ArgonneNationalLaboratory以膜分離為基礎(chǔ)的生產(chǎn)乳酸酯的新工藝：替代鹵代和有毒溶劑的無毒工藝(NovelMembrane-basedprocessforProdcingLactateEsters:NontoxicReplacementsforHalogenatedandToxicSolvents)安全化學(xué)品設(shè)計獎（DesigningSaferChemicalsAward）RohmandHaasCompany以CONFIRMTM代表的新型系列化學(xué)殺蟲劑的發(fā)明和商業(yè)化(TheInventionandcommercializationofaNewChemicalFamilyofInsecticidesExemplifiedbyCONFIRMTMInsecticide)中小企業(yè)獎（SmallBusinessAward）PYRPCOOLTechnologies,Inc.新千年的技術(shù)：開發(fā)與環(huán)境友好的滅火劑和冷卻劑(TechnologyfortheThirdMillennium:theDevelopmentofanEnviron.ResponsibleFireExtinguishmentandCoolingAgent)第06章今日綠色化學(xué)年度獎項獲獎?wù)攉@獎項目1999學(xué)術(shù)獎（AcademicAward）TerrenceJ.Collins,CarnegieMellonUniv.活化氧化劑的試劑TAMLTM

：綠色氧化技術(shù)中過氧化氫的活化(TAMLTMOxidantActivators:GeneralActivationofHydrogenPeroxideforGreenOxidationTechnologies)新合成路線獎（AlternativeSyntheticPathwaysAward）LillyResearchLaboratory生物催化劑在藥物制備方面的實際應(yīng)用(PracticalApplicationofaBiocatalystinPharmaceuticalManufacturing)新工藝獎（AlternativeSolventsandReactionConditionsAward）NalcoChemicalCompanyULTIMER的開發(fā)和商業(yè)化：第一個新型水溶性聚合物分散體系(TheDevelopmentandCommercializationofULTIMER:TheFirstofNewFamilyofWaterSolublePolymerDispersions)安全化學(xué)品設(shè)計獎（DesigningSaferChemicalsAward）DowAgroSciencesLLCSpinosad,一種新的控制昆蟲的天然產(chǎn)物(Spinosad,aNewNaturalProductforInsectControl)中小企業(yè)獎（SmallBusinessAward）BiofineIncorporated(nowBioMetics,Inc.)由纖維素生物質(zhì)經(jīng)濟地轉(zhuǎn)化成化學(xué)品(EconomicConversionofCellulosicBiomasstoChemicals)第06章今日綠色化學(xué)年度獎項獲獎?wù)攉@獎項目2000學(xué)術(shù)獎（AcademicAward）Prof.Chi-HueyWong,TheScrippsResearchInstitute酶催化劑在有機合成中的應(yīng)用(UseofEnzymesasCatalystsinOrganicSynthesis)新合成路線獎（AlternativeSyntheticPathwaysAward）RocheColoradoCorporation開發(fā)合成高活性的抗病毒試劑Ganciclovir(Cytovene)的新的和高效的方法(DevelopmentofaNewandEficientSynthesisofthePotentAntiviralAgentGanciclovir(Cytovene))新工藝獎（AlternativeSolventsandReactionConditionsAward）BayerCorporation利用水作載體的雙組分(2K)聚氨酯涂料(Two-Component(2K)PolyurethaneCoatingsthatUseWaterasCarrier)安全化學(xué)品設(shè)計獎（DesigningSaferChemicalsAward）DowAgroSciencesSentricon：開發(fā)滅除白蟻群的新體系(DevelopmentoftheSentriconTermiteColonyEliminationSystem)中小企業(yè)獎（SmallBusinessAward）RevTech,IncEnvirogluvTM：用可輻照固化并環(huán)境可接受的油墨裝飾玻璃和水泥制品的技術(shù)(EnvirogluvT