循環(huán)經(jīng)濟(jì)與綠色化學(xué)

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1、綠色化學(xué)與循環(huán)經(jīng)濟(jì)組員：張正淑，羅亮指，梁銀春，郭怨，沈凌屹時(shí)間：2013-9-222021/9/3前言綠色化學(xué)概述傳統(tǒng)化學(xué)的危害循環(huán)經(jīng)濟(jì)綠色化學(xué)與循環(huán)經(jīng)濟(jì)第一章前言目前人類正面臨著有史以來的最嚴(yán)重的環(huán)境危機(jī)。由于人口急劇增加，資源消耗日益擴(kuò)大人均耕地、淡水和礦產(chǎn)等資源占有量逐漸減少，人口與資源的矛盾越來越尖銳，此外人類的物質(zhì)生活隨著工業(yè)化而不斷改善的同時(shí)，大量排放的生活污染物和工農(nóng)業(yè)污染物使人類的生存環(huán)境迅速惡化。2021/9/3當(dāng)代全球的十大環(huán)境問題是:大氣污染;臭氧層破壞;全球變暖;海洋污染;淡水資

2、源的緊張和污染;土地的退化和沙漠化;森林銳減;生物多樣性減少;環(huán)境公害;有害化學(xué)品和危險(xiǎn)廢物其中大部分與化學(xué)和化工產(chǎn)品的化學(xué)物質(zhì)有關(guān)大氣污染6全球氣溫上升洪水“進(jìn)”城啦！沙塵暴來啦！“酸雨的世界”正常生長的水稻受酸雨傷害的水稻森林減少了綠色化學(xué)以消除環(huán)境污染，提高反應(yīng)效率和原子經(jīng)濟(jì)性，降低能耗為出發(fā)點(diǎn)，開發(fā)清潔高效的化學(xué)反應(yīng)過程。從化學(xué)基礎(chǔ)學(xué)科的發(fā)展進(jìn)程來看，綠色化學(xué)作為綠色產(chǎn)業(yè)革命的主要科學(xué)基礎(chǔ)，已成為當(dāng)代化學(xué)的學(xué)科前沿和重點(diǎn)發(fā)展方向之一。對于發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)而言，大力開發(fā)和推廣綠色化學(xué)工藝是提高效率、節(jié)約

3、資源和能源、改善環(huán)境、保證可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略措施。2021/9/3第二章綠色化學(xué)概述1.綠色化學(xué)的概念2.綠色化學(xué)的特點(diǎn)3.綠色化學(xué)的研究進(jìn)展Contents一、綠色化學(xué)別名有幾個(gè)呢？1.環(huán)境無害化學(xué)2.環(huán)境友好化學(xué)3.清潔化學(xué)2.1綠綠色化學(xué)色化學(xué)的概念綠色化學(xué)即是用化學(xué)的技術(shù)和方法去減少或消滅那些對人類健康、社區(qū)安全、生態(tài)環(huán)境有害的原料、催化劑、溶劑和試劑、產(chǎn)物、副產(chǎn)物等的使用和產(chǎn)生。綠色化學(xué)的目的是不再使用有毒有害的物質(zhì)，不再產(chǎn)生廢物，不再處理廢物，把污染治理轉(zhuǎn)變?yōu)槲廴绢A(yù)防，它是一門從源頭上阻止污染的

4、化學(xué)。從源頭制止污染，而不是在末端治理污染；合成方法應(yīng)具“原子經(jīng)濟(jì)性”，即盡量使參加過程的原子都進(jìn)入最終產(chǎn)物；在合成方法中盡量不使用和不產(chǎn)生對人類健康和環(huán)境有毒有害的物質(zhì)；設(shè)計(jì)具有高使用效益低環(huán)境毒性的化學(xué)產(chǎn)品；2.2綠色化學(xué)的研究問題盡量不用溶劑等輔助物質(zhì)，不得已使用時(shí)它們必須是無害的；生產(chǎn)過程應(yīng)該在溫和的溫度和壓力下進(jìn)行，而且能耗應(yīng)最低；盡量采用可再生的原料，特別是用生物質(zhì)代替石油和煤等礦物原料；盡量減少副產(chǎn)品,使用高選擇性的催化劑；2021/9/3化學(xué)產(chǎn)品在使用完后應(yīng)能降解成無害的物質(zhì)并且能進(jìn)入自然

5、生態(tài)循環(huán)；發(fā)展適時(shí)分析技術(shù)以便監(jiān)控有害物質(zhì)的形成；選擇參加化學(xué)過程的物質(zhì)，盡量減少發(fā)生意外事故的風(fēng)險(xiǎn)。2.3綠色化學(xué)的研究進(jìn)展2.31新型催化劑的開發(fā)和研制2.3.2無毒、無害溶劑的使用2.3.4開發(fā)新的原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)2.3.3采用無毒無害、可再生原料2.3.5產(chǎn)品綠色化返回目錄2.3.1新型催化劑的開發(fā)和研制目前許多有機(jī)合成反應(yīng)中,液體酸或堿是最常用的催化劑,價(jià)格便宜、催化效率高,但對設(shè)備腐蝕嚴(yán)重、污染大、副反應(yīng)多、后處理困難。生物催化是集生物學(xué)、化學(xué)和工程學(xué)于一體形成的知識與信息高度密集的新興學(xué)科它具有

6、轉(zhuǎn)化條件溫和、選擇性高、制造成本低等優(yōu)勢2021/9/3生物催化劑的應(yīng)用酶催化技術(shù)進(jìn)行不對稱化合物的合成,已取得成效。有機(jī)酸如檸檬酸、衣康酸、葡萄糖酸等化工原料現(xiàn)在也可用生物技術(shù)進(jìn)行合成對烴類的烷基化反應(yīng)，比較成功的方法是采用新型分子篩催化劑的乙苯液相烴化技術(shù)，這種催化劑選擇性很高,乙苯收率超過99.6%，而且催化劑壽命長。年份成果2000年Scriptps研究所的ChihueyWong教授開發(fā)了不可逆的酶催化的酯轉(zhuǎn)化反應(yīng)用于藥品生產(chǎn)。2001年Novozymes公司利用果膠裂解酶開發(fā)了棉纖維潤濕脫脂生物

7、制備工藝,紡織廠節(jié)水30%～50%。2003年RichardAGross教授以“溫和、選擇性聚合的新選擇--脂肪酶催化聚合”而獲獎(jiǎng)。2004年Buckman實(shí)驗(yàn)室國際股份有限公司開發(fā)新型促進(jìn)紙張循環(huán)利用的OptimyzeR酶技術(shù)。2005年ArcherDanielsMidland和Novozymes公司利用一種脂肪酶LipozymeR以酶法酯交換反應(yīng),從植物油制取低反式脂肪和油脂含量的制品。2005年Metabolix,Inc.公司“利用生物技術(shù)將整個(gè)酶催化反應(yīng)引入到某些細(xì)菌中,以細(xì)菌作為微型反應(yīng)器制造天

8、然塑料聚羥基烷酸酯(PHA)。2006年Codexis公司采用先進(jìn)的基因技術(shù)開發(fā)了一種酶基過程，改善用于合成LipitorR的關(guān)鍵構(gòu)件分子的生產(chǎn)過程。表1美國總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎(jiǎng)中關(guān)于酶催化劑的研究2.3.2無毒、無害溶劑的使用水是自然界中最豐富的溶劑,無毒、無污染、價(jià)廉；水相中的有機(jī)反應(yīng)操作簡便、安全,沒有介質(zhì)的易燃易爆等問題。超臨界二氧化碳作溶劑，既有常規(guī)液態(tài)溶劑的溶解度，又具有氣體的粘度,因而具有很高的傳質(zhì)速度，超臨界二氧