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绿色化学与可持续发展PPT教学课件
分子中的原子更多或全部地变成最终预期产品中的原
子。
原子经济性(%)=(被利用原子的质量/反应中所使
用全部反应物分子的质量)×100
(1-1)
根据上式可知,原子利用率越高,反应产生的废弃物
越少,对环境造成的污染也越少。
原料绿色化
现在,在人工合成的有机化学品中,绝大多数是从 石化原料制备的。要经氧化、加氧或类似的过程。 传统上,这个氧化过程是化学合成中污染环境最 严重的步骤之一。农业性原材料和生物性原材料 是很好的非传统原材料。这些原材料的分子中多 数都含有大量的氧原子,所以用它们取代石油作 起始原料可以消除污染严重的氧化步骤。探索和 开发非传统的可再生原材料是绿色化学的另一主 要内容。
绿色化学的理论基础
按照R.Sheldon的说法,要达到无害环境的绿色化学 目标,在制造与应用化工产品时,要有效地利用原材 料,最好是再生资源;减少废弃物量,并且不用有毒 与有害的试剂与溶剂。
为了达到此目标,Anastas &Warner提出了著名的 十二条绿色化学原则(Twelve Principles of Green Chemistry), 作为开发环境无害产品与工艺的指导, 这些原则涉及合成与工艺的各个方面。例如溶剂、分 离、能源与减少副产物等,简称十二条,从而为绿色 化学的进一步发展奠定了理论基础。
更多优点:
以CO2作发泡剂除了环境效益之外, DOW公司还发现,以CO2作发泡剂生产 的泡沫型聚苯乙烯韧性更强,这意味 着以CO2作发泡剂比以HCFCs、CFCs作 发泡剂生产的泡沫袋使用寿命更长。
超临界二氧化碳
二氧化碳在温度高于临界温度Tc=31.26℃、 压力高于临界压力Pc=7.2MPa的状态下, 性质会发生变化,其密度近于液体,粘度 近于气体,因而具有惊人的溶解能力。用 它可溶解多种物质,如碳原子数在20以内 的脂肪烃、卤代烃、醛、酮、酯等。同量 也是高级营养品和高级香料的提取剂。在 得到的营养品和香料中不残留任何溶剂。
绿色化学
绿色化学的概念
绿色化学(Green Chemistry )又称环境无害化学 (environmentally benign chemistry)、环境友好化学 (environmentally friendly chemistry)、清洁化学 (clean chemistry)。
绿色化学即用化学的技术和方法去减少或消灭那些对 人类健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、 溶剂和试剂、产物、副产物等的使用和产生。绿色化 学的理想在于不再使用有毒、有害的物质,不再产生 废物,不再处理废物。它是一门从源头上阻止污染的 化学。治理污染的最好办法就是不产生污型。
十二条绿色化学原则
预防:防止产生废物,污染环境 原子经济性:设计合成方法时,应尽可能使用于生产加
工过程的材料都进入最后的产品中。 尽量减少化学合成中的有毒原料和有毒产物。 设计无危险的化学品,设计生产的产品性能要考虑限制
其毒性。 使用安全的溶剂和助剂,所使用的辅助物质包括溶剂、
分离试剂、和其他物品应是无害的。 提高能源经济性 减少官能团的引入 新型催化剂的开发
绿色原料
一、生物质转化为化学品 现代化学工业上用苯合成己二酸
H2
Ni或Pd
O OH
O2
HNO3 O
Cat
+
OH Cu,NH4VO3
O OH + N2O
adipic acid
利用苯作为起始原料合成己 二酸会引发环境和健康问题。
苯是一种易挥发的有机物 (VOC),在室温下容易汽化,长期 少量吸入大气中的苯可导致白血 病和癌症。
在纵波中,振动方向总是跟波的传播方向在同一直 线上.在横波中,振动方向总是垂直于波的传播方 向,但不同的横波,振动方向可以不同.
例如一列横波沿水平方向传播,质点在竖直平面内 可能沿着上下方向振动,也可能沿着左右方向振动, 也可能沿着任何其他方向振动.
此外,苯是由石油生产的产 品,消耗的是不可再生的资源。
从葡萄糖合成己二酸
溶剂绿色化
在传统的有机合成反应中有机溶剂是最 常用的反应介质。这些有机溶剂大部属 于挥发性有机化合物,而且很多都对环 境和人类健康有害,还大多易燃易爆。 因此,选择环境友好的反应介质是绿色 化学研究的一个重要方面。
例如:发泡剂问题
催化剂绿色化
催化剂的正确选择,对合成化学反应速 度、反应的选择性和转化率,以及减少 或消除产生副产物等有重要影响。无毒 无害和高效催化剂的研究和开发是绿色 化学的一个重要研究方向。
生物催化
生物材料在利用资源和发展绿色技术方面均 十分重要。 生物催化选择性高、副反应少、反应条件 温和、设备简单,因此是绿色生产技术。 生物技术的研究始于50、60年代,但直到 90年代,基因重组工程和生物筛选技术的 改进和新的稳定生产技术的开发成功,生 物催化剂才开始应用于多种工业生产过程
绿色化学产品
特点:产品的使用不会引起人类的健康问题和环 境污染问题,不会对生态环境造成危害,产品失 去使用价值后,可以再循环利用制造成新产品, 或者可以在环境中降解成无害物质。如:
更安全的腈的设计 海洋船舶防垢剂 低毒杀虫剂 聚天冬氨酸作阻垢剂 过氧化氢漂白活化剂
谢谢!
光的偏振
1、引入:
产品的易降解性 以降低环境污染为宗旨的现场实际分析 防止生产事故的安全生产工艺
绿色化学的一些主要内容
原子经济性
美国Stanford了反应的“原子经济性”新概念。他认为化学合成
应考虑原料分子中的原子进入所希望产品中的数量,
原子经济性的目标就是在设计合成路线时尽量使原料
过去用于生产聚苯乙烯泡沫塑料的发泡剂 有CFC-12等。CFC-12(CCl2F2)之所以用做 发泡剂,是因为它价格便宜,性质不活泼 且不燃烧,操作安全,并且它在较大的温 度范围内可保持气态。但是,CFC-12的使 用会导致环境问题
CO2为发泡剂
以CO2代替HCFCs、CFCs和脂肪烃作发泡 剂,有如下优点: 1) CO2不会消耗臭氧; 2) CO2不会形成烟雾; 3) CO2不能燃烧,操作更安全; 4) CO2更廉价。 但是,CO2会造成“温室效应”