部分绿色化学的基本内涵和主要内容

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1、循环经济绿色化学1、汪朝阳主编、绿色化学通用教程，中国纺织出版社2、胡常伟，李贤均主编、绿色化学原理和应用，中国石化出版社循环经济：周宏春、刘燕华主编、循环经济学，中国发展出版社NanjingUniversityofTechnology绿色化学的基本内涵和主要内容杜艳南京工业大学环境学院循环经济人类面临着挑战化学是一门“核心、实用、创造性”的科学，可以说，人类的衣、食、住、行、用以及保持健康等无一项可以离开化学随着人类社会的发展，人类正面临着严峻的挑战：环境问题、资源问题、人类健康问题等可持续发展战略思想的提出面对这些挑战，化

2、学怎么办？在思考过程中，人们使用了环境无害化学、环境友好化学、清洁化学、原子经济和无害设计化学等来描述迎接人类未来挑战的化学世界部分矿物耗竭年限预测按1975年消费水平的耗竭年限消费水平增长下的耗竭年限耗竭年限(年)绿色化学的提出“绿色化学”这一理念1991年由美国化学会（ACS）提出，很快成为美国环境保护局的中心口号，现在已成为所有化学工作者的中心口号。1991年，美国有机化学家Trost在Science上提出“原子经济性”的概念1992年，荷兰有机化学家Sheldon提出“E因子”概念1996.6，克林顿颁发美国首届“总统

3、绿色化学挑战奖”1999年，世界第一本《绿色化学》杂质在英国创办绿色化学的目的——预防优于治理绿色化学的根本目的是从节约资源和防止污染的观点出发，重新审视和改革传统化学，使对环境的治理从治标转向治本。防止废物的产生优于在其生成后再进行处理或清理，——“预防优于治理”绿色化学的特点——从注重产率到注重原子经济性传统上，描述某一合成方法的有效性和效率的概念主要是——产率产率忽略了副产物的产生绿色化学的主要特点就是原子经济性，即在获得新物质的化学过程中充分利用每个原料原子，实现零排放原子经济性在数值上用E因子、原子利用率来衡量原子利

4、用率原子利用率=目标产物的量按化学计量式所得所有产物的量之和=目标产物的量各反应物的量之和╳100%╳100%ExamplesExample1：环氧乙烷的制备Example2：环氧丙烷的制备Example3：甲基丙烯酸甲酯的制备Example1环氧乙烷的制备杀菌消毒剂致癌物传统方法——氯化乙醇法CH2=CH2+Cl2+H2OClCH2CH2OH+HClClCH2CH2OH+Ca(OH)2+HClC2H4O+CaCl2+2H2OCH2=CH2+Cl2+Ca(OH)2C2H4O+CaCl2+H2O28717444111184411

5、1+18=12944111+18+44╳100%=4428+71+74╳100%=25%=传统方法的缺点1.原子利用率只能达到25%,即生产1公斤环氧乙烷（目标产物）就会产生3公斤的副产物（废物）2.使用有毒有害Cl2作为原料，这就需要特殊的设备和保护措施，以防泄漏.3.为了得到产品还需要分离和提纯过程假定每一步反应的产率100％：过程中使用银作为催化剂新方法——催化氧化法CH2=CH2+1/2O2ashsska44C2H4O2816ashsska440ashsska4428+16=╳100%╳100%=44ashsska44

6、=100%高的原子利用率(100%)反应物氧气对人以及环境都是安全的不需要分离和提纯过程新方法的优点假定该反应的选择性为100％：Example2环氧丙烷的制备ka4271587411118ashsskaashaashaasha58asha111+18=12958111+18+58╳100%=5842+71+74╳100%=31%C3H6O+CaCl2+H2OCH3CH=CH2+Cl2+Ca(OH)2=传统方法——氯醇法传统方法的缺点1.原子利用率只能达到31%,即生产1kg的目标产物会产生2公斤的废物.2.反应物Cl2对人是

7、有害的，还可以损坏设备，所以需要特殊的设备和保护措施.3.为了得到产品还需要分离和提纯过程假定每一步反应的产率100％：使用催化剂：钛硅分子筛新方法——催化氧化法ka42345818ashsskaashaashaC3H6O+H2OCH3CH=CH2+H2O2AshsskaTitania-sillicamolecularsieveashsska5818asha5858+18╳100%=5842+34╳100%=76%=aTheamountoftargetproductformed高的原子利用率(76%)唯一的副产物---wate

8、r.与氯气相比，双氧水对人和环境相对安全新方法的优点假定该反应的选择性为100％：Problem?CH3CH=CH2+1/2O2C3H6O1－最佳原子经济性和较低投资费用2-产率低、选择性低——选择合适的催化剂，提高选择性3-大连海事大学：低温等离子体反应器中，直接引发自由基