绿色化学作业第2章

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1、第二章作业1、简述化学工业与现代社会的关系。答：（1）化学工业与制药：今天制药已成为化学工业的重要行业。手性化合物的催化合成，2001.年NobelPrize（化学奖）。（2）化学工业与农业：使粮食、蔬菜丰收，满足了人口增长的需求，化学的作用解决了人类生存难题。化肥、农药也成为化学工业的重要行业。（3）化学工业■化工原料：1921年天然气和轻炷蒸汽裂解制造乙烯奠定了石油化学工业发展的基础；1930年生产聚氯乙烯；1938年生产化纤尼龙。之后，开始生产橡胶、聚乙烯、丙烯睛等重要的化工原料。从二十世纪五十年代，开始进入石油化学工业时代。煤化学工

2、业逐渐被石油化学工业取代。我们日常生活所用的产品中，很难找出哪种不是靠化学和在化学家的帮助下制造出来的。2、化学工业的发展历史阶段及内涵。从化学工业一个半世纪以来及今后的原料和加工工艺的变更看，可以确定化学工业经历大致三个阶段：1、以牺牲环境为代价的污染生产；以牛产为首要任务，先污染后治理，对由于利用矿物资源为原料而造成的环境污染问题，采取二次防范的办法，即采用净化气体、净化污水和净化废渣的路线来解决。2、环境友好的清洁生产；在一个相当长的历史吋期，人类还不得不利用矿物资源作为化工原料，但是与以往不同的是必须开发一系列环境友好的新工艺，以改

3、造以往污染工艺，并建立继续利用这些原料的无污染新工艺。3、可持续发展的绿色生产。原料丰富、可再生，整个过程不产生任何污染物。3、环境友好的化学技术的含义是什么？答：指能够保护环境的化学技术。它可通过使用自然能源，避免给环境造成负担、避免排放有害物质。利用太阳能为目的的光触媒和氢能源的制造和储藏技术的开发，并考虑节能、节省资源、减少废弃物排放量。从它的原料，中间放映过程，都是比较环保的，产物原子利用率高。4、生物质化工转化的主要内涵。答：由生物原料出发，利用生物技术生产化工原料。整个过程不产生污染物,所以被称为真正意义的绿色化工。5、纤维素制

4、乙醇的主要过程和技术难点。答：(1)从生物质(如农作物的秸秆屮)提取纤维素;(2)纤维素降解到葡萄糖;(3)葡萄糖发酵到乙醇或其它精细化工品。技术关键是由纤维素降解到葡萄糖。6、简述催化技术的特点。新催化材料是创造发明新催化剂和新工艺的源泉，新反应工程是开发新催化工艺的重要途径，新化学反应的发现和应用是开发新催化工艺的基础。将组合化学引入催化研究领域而形成的组合催化技术，是近年来发展起来一种用于催化研究的有效手段，该技术已在催化剂的设计、制备、评价、筛选和表征等发而得到应用及发展。其克服了传统催化剂开发过程中催化剂筛选周期长及偶然性等缺点，

5、大大简化并缩短发现具有目标性能化合物的过程，其研究的核心问题是构筑分子多样性的催化剂库，以及建立高灵敏度、高选择性的筛选或鉴定方法。组合催化可以一次合成7、催化技术的进展主要在哪几个方面？答：1、新催化材料•大孔分子筛2、生物催化：包括酶、微生物

6、抗体酶等，是一类高效催化剂。生物催化具有选择性高、副反应少、反应条件温和、设备简单等优点。3、光催化氧化技术8、简述生物催化对绿色化工技术未来发展的影响。答：•现代的化工很大程度上是以石油的加工为主，随着石油等不可再生资源的口趋紧张，应及时开展替代原料的研究。生物可再生原料将可能是一个必然的选择。

7、同时，对于我国而言，生物可再生原料的利用也将带动整个农业的提升和农民收入的提高，这对国民经济结构的改良与社会发展有重要的战略意义。传统的化学工业过程的低效与污染问题急需解决。自然界的化学过程的核心是"蛋口质酶〃的催化过程，其过程高效温和，与环境兼容。而人类开发的工业化学过程则基本依靠人造的化学催化剂来实现，通常其过程低效耗能耗原料，对环境不友好。模仿自然界，以蛋白质酶（牛物催化剂）来取代人造的化学催化剂，对人类的工业化学过程进行根本的变革，是可持续发展的一个重要趋势。生物催化的主要挑战是将生理状态下作用的酶转变为工业过程中苛刻条件下执行功能

8、的催化剂，其屮非水相生物催化是工业生物催化的一个重要方面。近年来工业生物技术飞速发展，生物催化领域也取得突破性进展，生物催化剂在非水相中活性及稳定性研究、耐溶剂牛物催化剂的筛选构建及修饰和改造、生物相容性和环境相容性好的绿色介质等研究方面也有很大进展。最近的研究热点和未来几年的研究方向主要是：基于基因组信息的耐溶剂酶的虚拟筛选和构建；基于自然界筛选新酶基因的耐溶剂酶的重构和改造；离子液体等环境相容性好的绿色介质系统等几个方面。多数酶适合于水相催化，反应木身是安全可放大的。酶可以在低浓度底物时工作，但产生的产物浓度低，远达不到工业化的要求。低

9、产物浓度增加了下游处理的负担，回收产物时需要去除大量的水，影响大规模过程的经济性。许多产品制造过程需要液液萃取，仍然需要耗费大量有机溶剂。非水相生物催化及原位产物分离技术就成为绿