循环经济与绿色化学

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1、绿色化学与循环经济组员：张正淑，罗亮指，梁银春，郭怨，沈凌屹时间：2013-9-222021/9/3前言绿色化学概述传统化学的危害循环经济绿色化学与循环经济第一章前言目前人类正面临着有史以来的最严重的环境危机。由于人口急剧增加，资源消耗日益扩大人均耕地、淡水和矿产等资源占有量逐渐减少，人口与资源的矛盾越来越尖锐，此外人类的物质生活随着工业化而不断改善的同时，大量排放的生活污染物和工农业污染物使人类的生存环境迅速恶化。2021/9/3当代全球的十大环境问题是:大气污染;臭氧层破坏;全球变暖;海洋污染;淡水资

2、源的紧张和污染;土地的退化和沙漠化;森林锐减;生物多样性减少;环境公害;有害化学品和危险废物其中大部分与化学和化工产品的化学物质有关大气污染6全球气温上升洪水“进”城啦！沙尘暴来啦！“酸雨的世界”正常生长的水稻受酸雨伤害的水稻森林减少了绿色化学以消除环境污染，提高反应效率和原子经济性，降低能耗为出发点，开发清洁高效的化学反应过程。从化学基础学科的发展进程来看，绿色化学作为绿色产业革命的主要科学基础，已成为当代化学的学科前沿和重点发展方向之一。对于发展循环经济而言，大力开发和推广绿色化学工艺是提高效率、节约

3、资源和能源、改善环境、保证可持续发展的战略措施。2021/9/3第二章绿色化学概述1.绿色化学的概念2.绿色化学的特点3.绿色化学的研究进展Contents一、绿色化学别名有几个呢？1.环境无害化学2.环境友好化学3.清洁化学2.1绿绿色化学色化学的概念绿色化学即是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。绿色化学的目的是不再使用有毒有害的物质，不再产生废物，不再处理废物，把污染治理转变为污染预防，它是一门从源头上阻止污染的

4、化学。从源头制止污染，而不是在末端治理污染；合成方法应具“原子经济性”，即尽量使参加过程的原子都进入最终产物；在合成方法中尽量不使用和不产生对人类健康和环境有毒有害的物质；设计具有高使用效益低环境毒性的化学产品；2.2绿色化学的研究问题尽量不用溶剂等辅助物质，不得已使用时它们必须是无害的；生产过程应该在温和的温度和压力下进行，而且能耗应最低；尽量采用可再生的原料，特别是用生物质代替石油和煤等矿物原料；尽量减少副产品,使用高选择性的催化剂；2021/9/3化学产品在使用完后应能降解成无害的物质并且能进入自然

5、生态循环；发展适时分析技术以便监控有害物质的形成；选择参加化学过程的物质，尽量减少发生意外事故的风险。2.3绿色化学的研究进展2.31新型催化剂的开发和研制2.3.2无毒、无害溶剂的使用2.3.4开发新的原子经济反应2.3.3采用无毒无害、可再生原料2.3.5产品绿色化返回目录2.3.1新型催化剂的开发和研制目前许多有机合成反应中,液体酸或碱是最常用的催化剂,价格便宜、催化效率高,但对设备腐蚀严重、污染大、副反应多、后处理困难。生物催化是集生物学、化学和工程学于一体形成的知识与信息高度密集的新兴学科它具有

6、转化条件温和、选择性高、制造成本低等优势2021/9/3生物催化剂的应用酶催化技术进行不对称化合物的合成,已取得成效。有机酸如柠檬酸、衣康酸、葡萄糖酸等化工原料现在也可用生物技术进行合成对烃类的烷基化反应，比较成功的方法是采用新型分子筛催化剂的乙苯液相烃化技术，这种催化剂选择性很高,乙苯收率超过99.6%，而且催化剂寿命长。年份成果2000年Scriptps研究所的ChihueyWong教授开发了不可逆的酶催化的酯转化反应用于药品生产。2001年Novozymes公司利用果胶裂解酶开发了棉纤维润湿脱脂生物

7、制备工艺,纺织厂节水30%～50%。2003年RichardAGross教授以“温和、选择性聚合的新选择--脂肪酶催化聚合”而获奖。2004年Buckman实验室国际股份有限公司开发新型促进纸张循环利用的OptimyzeR酶技术。2005年ArcherDanielsMidland和Novozymes公司利用一种脂肪酶LipozymeR以酶法酯交换反应,从植物油制取低反式脂肪和油脂含量的制品。2005年Metabolix,Inc.公司“利用生物技术将整个酶催化反应引入到某些细菌中,以细菌作为微型反应器制造天

8、然塑料聚羟基烷酸酯(PHA)。2006年Codexis公司采用先进的基因技术开发了一种酶基过程，改善用于合成LipitorR的关键构件分子的生产过程。表1美国总统绿色化学挑战奖中关于酶催化剂的研究2.3.2无毒、无害溶剂的使用水是自然界中最丰富的溶剂,无毒、无污染、价廉；水相中的有机反应操作简便、安全,没有介质的易燃易爆等问题。超临界二氧化碳作溶剂，既有常规液态溶剂的溶解度，又具有气体的粘度,因而具有很高的传质速度，超临界二氧