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1、化学与人类系列讲座化学与人类系列讲座化学与环境化学与环境第五节第五节 绿色化学与技术绿色化学与技术一、绿色化学与技术的产生一、绿色化学与技术的产生二、绿色化学与技术的内容二、绿色化学与技术的内容三、绿色化学与技术的发展三、绿色化学与技术的发展化学与人类系列讲座化学与人类系列讲座化学与环境化学与环境 目前人类正面临着有史以目前人类正面临着有史以来最严重的环境危机。由于人来最严重的环境危机。由于人口急剧增加，资源消耗日益扩口急剧增加，资源消耗日益扩大，人均耕地、淡水和矿产等大，人均耕地、淡水和矿产等资源占有量逐渐减少，人口与资源占有量逐渐减少，人口与资源的矛盾越来越尖锐；此外，资源的矛盾越来越尖锐
2、；此外，人类的物质生活随着工业化而人类的物质生活随着工业化而不断改善的同时，大量排放的不断改善的同时，大量排放的生活污染物和工业污染物使人生活污染物和工业污染物使人类的生存环境迅速恶化。类的生存环境迅速恶化。 一、绿色化学与技术的产生一、绿色化学与技术的产生化学与人类系列讲座化学与人类系列讲座化学与环境化学与环境 缓解环境危机这一任务，必须依赖于绿色缓解环境危机这一任务，必须依赖于绿色化学的发展。因为绿色化学是一门从源头上阻化学的发展。因为绿色化学是一门从源头上阻止污染的新兴化学学科分支，是彻底实现防止止污染的新兴化学学科分支，是彻底实现防止污染的基础和重要工具。正因为如此，近年来，污染的基础
3、和重要工具。正因为如此，近年来，国际上绿色化学与技术的学术活动十分活跃。国际上绿色化学与技术的学术活动十分活跃。早在早在19941994年年8 8月的第月的第208208届美国化学会年会上，届美国化学会年会上，就举办了专题为就举办了专题为“Design for the Design for the EnvironmentEnvironment：A New Paradigm for the 21st A New Paradigm for the 21st Century”Century”的讨论会，讨论了环境无害化学、的讨论会，讨论了环境无害化学、环境友好工艺和绿色技术。环境友好工艺和绿色技术。化
4、学与人类系列讲座化学与人类系列讲座化学与环境化学与环境 同年同年4 4月，在圣第亚哥举行的美国化学会上，月，在圣第亚哥举行的美国化学会上，工业和工程化学部也有这方面的专题报告。同年工业和工程化学部也有这方面的专题报告。同年2 2月举行的美俄双边催化讨论会也讨论了如何利用月举行的美俄双边催化讨论会也讨论了如何利用催化技术来开发环境无害工艺。催化技术来开发环境无害工艺。19951995年年4 4月美国副月美国副总统总统GoreGore宣布了国家环境技术战略，其目标为：宣布了国家环境技术战略，其目标为：至至20202020年地球日时，将废弃物减少年地球日时，将废弃物减少40%50%40%50%，每，
5、每套装置消耗原材料减少套装置消耗原材料减少20%25%20%25%。19951995年美国设年美国设立了总统绿色化学挑战奖，立了总统绿色化学挑战奖，19961996年年7 7月美国总统第月美国总统第一届绿色化学挑战奖在华盛顿国家科学院颁发。一届绿色化学挑战奖在华盛顿国家科学院颁发。授予授予4 4家化学公司与家化学公司与l l位化学工程教授，奖励他们位化学工程教授，奖励他们利用化学基本原理从根本上减少环境污染的成就。利用化学基本原理从根本上减少环境污染的成就。19961996年哥顿会议年哥顿会议(Gordon Conference)(Gordon Conference)第一次以第一次以环境无害有
6、机合成为主题召开，讨论了原子经济、环境无害有机合成为主题召开，讨论了原子经济、环境无害溶剂等。环境无害溶剂等。这是在世界高学术水平的学术这是在世界高学术水平的学术论坛上首次讨论绿色化学专题。论坛上首次讨论绿色化学专题。化学与人类系列讲座化学与人类系列讲座化学与环境化学与环境 美国化学会在美国化学会在213213届全国会议上，召开了届全国会议上，召开了“Green Chemistry/ Envirmentally Sustainable Manufacture and Competitive Advantage”。1997年年6月召开了月召开了“Green Chemistry and Engin
7、eering Conference”，主题为，主题为Implementing Vision 2020。1997年年8月在英国召开了月在英国召开了1997年哥顿会议。年哥顿会议。 这些会议都讨论了环境无害溶剂、环境这些会议都讨论了环境无害溶剂、环境无害催化、在清洁环境中的合成和加工、生物加无害催化、在清洁环境中的合成和加工、生物加工与可再生资源、过程分析化学等问题。这些政工与可再生资源、过程分析化学等问题。这些政府或学术机构行为都极大地促进了绿色化学的蓬府或学术机构行为都极大地促进了绿色化学的蓬勃发展。勃发展。化学与人类系列讲座化学与人类系列讲座化学与环境化学与环境 我国在我国在19931993
8、年世界环境与发展大会之后，编年世界环境与发展大会之后，编制了制了中国中国2121世纪议程世纪议程的政府白皮书，郑重声的政府白皮书，郑重声明走经济与社会协调发展的道路，明走经济与社会协调发展的道路，19951995年中国科年中国科学院化学部确定了学院化学部确定了绿色化学与技术绿色化学与技术院士咨询院士咨询课题，课题，19961996年年6 6月在北京召开了月在北京召开了“工业生产中的绿工业生产中的绿色化学与技术色化学与技术”研讨会，研讨会，19971997年国家自然科学基年国家自然科学基金委员会与中国石油化工总公司经过协商并决定金委员会与中国石油化工总公司经过协商并决定联合资助联合资助“九五九五
9、”重大研究项目重大研究项目“环境友好石油环境友好石油化工催化化学与化学反应工程化工催化化学与化学反应工程”，中国科学技术，中国科学技术大学绿色科技研究与开发中心于大学绿色科技研究与开发中心于19971997年年3 3月在该校月在该校举行了专题讨论会，并出版了举行了专题讨论会，并出版了“当前绿色科技中当前绿色科技中的的些重大问题些重大问题”论文集。论文集。化学与人类系列讲座化学与人类系列讲座化学与环境化学与环境 1997 1997年年5 5月月13161316日举行了日举行了“可持续发展问可持续发展问题对科学的挑战题对科学的挑战绿色化学绿色化学”为主题的香山科为主题的香山科学会议第学会议第727
10、2次学术讨论会。会议的中心议题为：次学术讨论会。会议的中心议题为：可持续发展对物质科学的挑战；化学工业中的绿可持续发展对物质科学的挑战；化学工业中的绿色革命；绿色科技中的一些重大科学问题和中国色革命；绿色科技中的一些重大科学问题和中国绿色化学发展战略。绿色化学发展战略。化学与人类系列讲座化学与人类系列讲座化学与环境化学与环境 19981998年，在合肥举办了第一届国际绿色化学高年，在合肥举办了第一届国际绿色化学高级研讨会；四川联合大学也成立了绿色化学与技级研讨会；四川联合大学也成立了绿色化学与技术研究中心，上述活动有效推动了我国绿色化学术研究中心，上述活动有效推动了我国绿色化学的发展。的发展。
11、 总之，绿色化学的研究和发展已经引起了联总之，绿色化学的研究和发展已经引起了联合国和世界各国政府的高度重视和注意，也已成合国和世界各国政府的高度重视和注意，也已成为国内外企业和学术界的重要研究与开发方向。为国内外企业和学术界的重要研究与开发方向。 绿色化学是根治环境污染的必由之路，既是绿色化学是根治环境污染的必由之路，既是社会发展的需要，也是化学学科发展的必然。对社会发展的需要，也是化学学科发展的必然。对于我国，既是严峻的挑战，也是难得的发展机遇。于我国，既是严峻的挑战，也是难得的发展机遇。化学与人类系列讲座化学与人类系列讲座化学与环境化学与环境二、绿色化学与技术的内容二、绿色化学与技术的内容
12、 绿色化学又称环境无害化学、环境友好化学、绿色化学又称环境无害化学、环境友好化学、清洁化学。清洁化学。在其基础上发展起来的技术称为环境在其基础上发展起来的技术称为环境友好技术、绿色技术或洁净技术。绿色化学与技友好技术、绿色技术或洁净技术。绿色化学与技术即是用化学的技术和方法去减少或消灭那些对术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化剂、溶剂和试剂、产物、副产物等的使用和产生。主要特点是生。主要特点是“原子经济性原子经济性”，即在获取新物，即在获取新物质的转化过程中充分
13、利用每个原料原子，实现质的转化过程中充分利用每个原料原子，实现“零排放零排放”，因此可以充分利用资源，又不产生，因此可以充分利用资源，又不产生污染。污染。 化学与人类系列讲座化学与人类系列讲座化学与环境化学与环境 1 1原子经济性原子经济性 2 2环境友好的化学反应环境友好的化学反应 3 3采用超临界流体作溶剂采用超临界流体作溶剂( (采用无毒无害采用无毒无害的溶剂的溶剂) ) 4 4研制对环境无害的新材料和新燃料研制对环境无害的新材料和新燃料 5 5计算机辅助的绿色化学设计计算机辅助的绿色化学设计化学与人类系列讲座化学与人类系列讲座化学与环境化学与环境绿色化学的研究绿色化学的研究 1 1原子
14、经济性原子经济性原料绿色化原料绿色化无毒无害原无毒无害原料可再生资料可再生资源材料源材料化学反应的绿色化学反应的绿色化化“原子经济反原子经济反应应”“”“提高反应提高反应选择性选择性”产品的绿色产品的绿色化实现零排化实现零排放和零污染放和零污染催化剂的绿色催化剂的绿色无毒无害催化无毒无害催化剂剂溶济的绿色化溶济的绿色化无毒无害溶济无毒无害溶济化学与人类系列讲座化学与人类系列讲座化学与环境化学与环境 上述循环就是理想的绿色化学反应上述循环就是理想的绿色化学反应 ，原料绿色，原料绿色化无毒无害原料可再生资源材料化学反应的绿色化无毒无害原料可再生资源材料化学反应的绿色化。化。 “原子经济反应原子经济
15、反应” “” “提高反应选择性提高反应选择性”产产品的绿色化实现零排放和零污染催化剂的绿色化，品的绿色化实现零排放和零污染催化剂的绿色化，无毒无害催化剂溶济的绿色无毒无害溶济理想的无毒无害催化剂溶济的绿色无毒无害溶济理想的原子经济反应是原料分子中的原子百分之百地转原子经济反应是原料分子中的原子百分之百地转变成产物，不产生副产物或废物，实现废物的变成产物，不产生副产物或废物，实现废物的“零排放零排放”。最理想的原子经济反应是加成反应。最理想的原子经济反应是加成反应。在许多场合，要用单一反应来实现原子经济性十在许多场合，要用单一反应来实现原子经济性十分困难，甚至不可能。我们可以充分利用相关化分困难
16、，甚至不可能。我们可以充分利用相关化学反应的集成，即把一个反应排出的废物作为另学反应的集成，即把一个反应排出的废物作为另一个反应的原料，从而通过一个反应的原料，从而通过“封闭循环封闭循环”实现零实现零排放。排放。化学与人类系列讲座化学与人类系列讲座化学与环境化学与环境2 2环境友好的化学反应环境友好的化学反应 在传统化学反应中常常使用一些有毒有害的在传统化学反应中常常使用一些有毒有害的原料，如氰化氢、丙烯氰、甲醛、环氧乙烷和光原料，如氰化氢、丙烯氰、甲醛、环氧乙烷和光气等。它们严重地污染环境，危害人类的健康和气等。它们严重地污染环境，危害人类的健康和安全。安全。绿色化学的任务之一就是用无毒无害
17、的原绿色化学的任务之一就是用无毒无害的原料代替它们来生产各种化工产品。料代替它们来生产各种化工产品。如用二氧化碳如用二氧化碳代替剧毒的光气作原料生产有机化工原料，在这代替剧毒的光气作原料生产有机化工原料，在这一技术中，使用邻磺基甲酸酐作为脱水剂，生产一技术中，使用邻磺基甲酸酐作为脱水剂，生产中不使用光气也不生产盐类废料。由环氧化物和中不使用光气也不生产盐类废料。由环氧化物和二氧化碳生产聚脂酸已由二氧化碳生产聚脂酸已由PACPAC聚合物公司工业化。聚合物公司工业化。由二氧化碳代替光气生产氨基甲酸脂和取代脲的由二氧化碳代替光气生产氨基甲酸脂和取代脲的技术也已开发成功，正待工业化。技术也已开发成功，
18、正待工业化。 化学与人类系列讲座化学与人类系列讲座化学与环境化学与环境 另外，科学家们也在研究如何以酶为催化剂，另外，科学家们也在研究如何以酶为催化剂，以生物质为原料生产有机化合物。酶反应大都以生物质为原料生产有机化合物。酶反应大都条条件温和，设备简单，选择性好，副反应少，产品件温和，设备简单，选择性好，副反应少，产品性质优良，又不形成新的污染性质优良，又不形成新的污染。因此，。因此，用酶催化用酶催化是绿色化学在目前研究的一个重点。是绿色化学在目前研究的一个重点。 化学与人类系列讲座化学与人类系列讲座化学与环境化学与环境 3 .3 .采用超临界流体作溶剂采用超临界流体作溶剂 挥发性有机化物挥发
19、性有机化物(VOC)(VOC)广泛用作化学合成广泛用作化学合成的溶剂，并在涂料和泡沫塑料的发泡剂中使用，的溶剂，并在涂料和泡沫塑料的发泡剂中使用，它们是环境的严重污染源。它们是环境的严重污染源。绿色化学研究的一个绿色化学研究的一个重点就是用无毒无害的液体代替这些挥发性有机重点就是用无毒无害的液体代替这些挥发性有机化合物作溶剂，目前正在研究把超临界流体溶剂化合物作溶剂，目前正在研究把超临界流体溶剂用于化学合成中用于化学合成中。 化学与人类系列讲座化学与人类系列讲座化学与环境化学与环境l当二氧化碳被压缩成液体，或超过其临界点成为当二氧化碳被压缩成液体，或超过其临界点成为超临界流体时，具有许多优良性
20、能，可成为一种超临界流体时，具有许多优良性能，可成为一种优秀的绿色化学溶剂。它优秀的绿色化学溶剂。它无毒、不可燃、价廉无毒、不可燃、价廉，而且可以使许多反应的速度加快或选择性增加。而且可以使许多反应的速度加快或选择性增加。采用超临界二氧化碳代替有机溶剂作为油漆、涂采用超临界二氧化碳代替有机溶剂作为油漆、涂料的喷雾剂和泡沫塑料的发泡剂也已经取得较大料的喷雾剂和泡沫塑料的发泡剂也已经取得较大进展，有的已经在工业上应用。例如进展，有的已经在工业上应用。例如DOWDOW化学公司化学公司已开发成功采用超临界二氧化碳代替氟氯烃作为已开发成功采用超临界二氧化碳代替氟氯烃作为苯乙烯泡沫塑料包装材料的发泡剂。研
21、究超临界苯乙烯泡沫塑料包装材料的发泡剂。研究超临界流体溶剂，不仅有可能代替挥发性有机化合物从流体溶剂，不仅有可能代替挥发性有机化合物从而消除它们对环境的污染，而且而消除它们对环境的污染，而且正在发展成为一正在发展成为一个化学和物理学、流体力学的交叉学科领域个化学和物理学、流体力学的交叉学科领域。化学与人类系列讲座化学与人类系列讲座化学与环境化学与环境4 4研制对环境无害的新材料和新燃料研制对环境无害的新材料和新燃料 工业的发展为人类提供了许多新材料，它们在工业的发展为人类提供了许多新材料，它们在不断改善人类的物质生活的同时，也产生了大量生不断改善人类的物质生活的同时，也产生了大量生活垃圾和工业
22、垃圾，使人类的生存环境迅速恶化。活垃圾和工业垃圾，使人类的生存环境迅速恶化。为了既不降低人类的物质生活水平，又不破坏环境，为了既不降低人类的物质生活水平，又不破坏环境，我们必须研制对环境无害的新材料和新燃料。我们必须研制对环境无害的新材料和新燃料。以塑以塑料为例，我国也大量使用塑料包装，而且在农村还料为例，我国也大量使用塑料包装，而且在农村还广泛地使用塑料大棚和地膜。这类塑料废物造成的广泛地使用塑料大棚和地膜。这类塑料废物造成的“白色污染白色污染”在我国越来越严重。解决这个问题的在我国越来越严重。解决这个问题的根本出路在于研制可以自然分解或根本出路在于研制可以自然分解或“生物降解生物降解”的的
23、新型塑料。目前国际上已有一些成功的方法，例如新型塑料。目前国际上已有一些成功的方法，例如光降解塑料和生物降解塑料。前者已有美国杜邦公光降解塑料和生物降解塑料。前者已有美国杜邦公司生产。司生产。化学与人类系列讲座化学与人类系列讲座化学与环境化学与环境l我国我国“八五八五”科技攻关的一个重大项目就科技攻关的一个重大项目就是光生物双降解塑料。是光生物双降解塑料。机动车燃烧汽油和机动车燃烧汽油和柴油产生的废气柴油产生的废气(CO(CO、NOx)NOx)等是大气污染的等是大气污染的一大根源。一些国家为保护环境，对汽油一大根源。一些国家为保护环境，对汽油和柴油的质量制定了严格的规格指标。然和柴油的质量制定
24、了严格的规格指标。然而，美国而，美国TexacoTexaco公司找到了一种新的化合公司找到了一种新的化合物作汽油添加剂，它能使发动机防垢和清物作汽油添加剂，它能使发动机防垢和清洁。由于较清洁的燃烧室滞热少，因而温洁。由于较清洁的燃烧室滞热少，因而温度较低，导致度较低，导致NOxNOx的产率较少，从而使汽车的产率较少，从而使汽车尾气的尾气的NOxNOx排放量下降了排放量下降了22%22%。化学与人类系列讲座化学与人类系列讲座化学与环境化学与环境5 5计算机辅助的绿色化学设计计算机辅助的绿色化学设计 计算机辅助设计计算机辅助设计的作法是首先建立一个已知的作法是首先建立一个已知的有机合成反应尽可能全
25、的资料库，然后在确定的有机合成反应尽可能全的资料库，然后在确定目标产物后，第一步找出一切可产生目标产物的目标产物后，第一步找出一切可产生目标产物的反应；第二步又把这些反应的原料作为中间目标反应；第二步又把这些反应的原料作为中间目标产物找出一切可产生它们的反应，依此类推下去，产物找出一切可产生它们的反应，依此类推下去，直到得出一些反应路线，使它们正好使用我们预直到得出一些反应路线，使它们正好使用我们预定的原料。在搜索过程中，计算机按我们制定的定的原料。在搜索过程中，计算机按我们制定的评估方法自动地比较所有可能的反应途径，随时评估方法自动地比较所有可能的反应途径，随时排出适合的产物，以便最终找出排
26、出适合的产物，以便最终找出价廉、物美、不价廉、物美、不浪费资源、不污染环境浪费资源、不污染环境的最佳途径。的最佳途径。化学与人类系列讲座化学与人类系列讲座化学与环境化学与环境 过去传统的功能化学品的设计，只重视了功过去传统的功能化学品的设计，只重视了功能的设计，忽略了对环境及人类危害的考虑，而能的设计，忽略了对环境及人类危害的考虑，而在绿色化学品的设计中，要求产品功能与环境影在绿色化学品的设计中，要求产品功能与环境影响并重。设计、研制新产品时，一般要考虑下面响并重。设计、研制新产品时，一般要考虑下面因素：物质的结构与活性的关系，避免采用毒性因素：物质的结构与活性的关系，避免采用毒性功能基团，生
27、物吸收量最小化，使辅助的物质最功能基团，生物吸收量最小化，使辅助的物质最小化。小化。化学与人类系列讲座化学与人类系列讲座化学与环境化学与环境 绿色化学品的设计方面已取得较大的成绩，如绿色化学品的设计方面已取得较大的成绩，如目前已研究并开发了生物降解的塑料、高选择性的目前已研究并开发了生物降解的塑料、高选择性的新型杀虫剂（高效低毒化学农药、生物农药等）和新型杀虫剂（高效低毒化学农药、生物农药等）和绿色涂料绿色涂料( (节能、低污染涂料，如高固含量溶剂型节能、低污染涂料，如高固含量溶剂型涂料、水基涂料、粉尘涂料、液体无溶剂涂料涂料、水基涂料、粉尘涂料、液体无溶剂涂料) )。但要得到真正实用的计算机
28、辅助绿色化学设计软件，但要得到真正实用的计算机辅助绿色化学设计软件，还需进行大量工作。还需进行大量工作。首先，首先，把迄今已知的所有化学把迄今已知的所有化学反应整理输入资料库工程浩大；反应整理输入资料库工程浩大；其次，其次，要制定正确要制定正确适用的评估程序也非易事。随着分子结构与性能数适用的评估程序也非易事。随着分子结构与性能数据库的建立及分子模拟技术的发展，在化学分子设据库的建立及分子模拟技术的发展，在化学分子设计、合成设计、实验控制与模拟中逐渐有了理想工计、合成设计、实验控制与模拟中逐渐有了理想工具，利用大量实验数据进行综合分析，建立结构具，利用大量实验数据进行综合分析，建立结构- -活
29、性关联的分子模型，从而避免了茫然无边的实验活性关联的分子模型，从而避免了茫然无边的实验探索，减少了能源和材料浪费以及由此造成的环境探索，减少了能源和材料浪费以及由此造成的环境污染，为绿色化学品的设计提供保障。污染，为绿色化学品的设计提供保障。化学与人类系列讲座化学与人类系列讲座化学与环境化学与环境三、绿色化学与技术的发展三、绿色化学与技术的发展 从总体上说，绿色化学的目标有两个：一是从总体上说，绿色化学的目标有两个：一是改改进现有化学工业，减少和消除污染进现有化学工业，减少和消除污染；一是；一是开发以开发以“原子经济性原子经济性”为基本原则的新化学反应过程为基本原则的新化学反应过程。其主要发展
30、有；其主要发展有； 1 1新的化学反应过程研究新的化学反应过程研究 2 2传统化学过程的绿色化学改造传统化学过程的绿色化学改造 3 3能源中的绿色化学问题和洁净煤化学技术能源中的绿色化学问题和洁净煤化学技术 4 4资源再生和循环使用技术研究资源再生和循环使用技术研究 5 5综合利用的绿色生化工程综合利用的绿色生化工程 化学与人类系列讲座化学与人类系列讲座化学与环境化学与环境1 1新的化学反应过程研究新的化学反应过程研究 在原子经济性和可持续发展的基础上在原子经济性和可持续发展的基础上研究合成化学和催化的基础问题，即研究合成化学和催化的基础问题，即绿色绿色合成和绿色催化问题合成和绿色催化问题。如
31、美国。如美国MonsantoMonsanto公公司不用剧毒的氢氰酸和氨、甲醛为原料，司不用剧毒的氢氰酸和氨、甲醛为原料，从无毒无害的二乙醇胺出发，开发了催化从无毒无害的二乙醇胺出发，开发了催化脱氢安全生产氨基二乙酸钠的技术，从而脱氢安全生产氨基二乙酸钠的技术，从而获得了获得了19961996美国总统绿色化学挑战奖中的美国总统绿色化学挑战奖中的变更合成路线奖。变更合成路线奖。化学与人类系列讲座化学与人类系列讲座化学与环境化学与环境 美国美国DowDow化学公司用化学公司用CO2CO2代替对生态环境有害代替对生态环境有害的氟氯烃作苯乙烯泡沫塑料的发泡剂，因而得到的氟氯烃作苯乙烯泡沫塑料的发泡剂，因
32、而得到美国总统绿色化学挑战奖中的改变溶剂美国总统绿色化学挑战奖中的改变溶剂/ /反应条件反应条件奖。在有机化学品的生产中，有许多新的化学流奖。在有机化学品的生产中，有许多新的化学流程正在研究开发，如以新型钛硅分子筛为催化剂，程正在研究开发，如以新型钛硅分子筛为催化剂，开发烃类氧化反应；用过氧化氢氧化丙烯制环氧开发烃类氧化反应；用过氧化氢氧化丙烯制环氧丙烷；用过氧化氢氧化环己酮合成环己酮肟；用丙烷；用过氧化氢氧化环己酮合成环己酮肟；用催化剂的晶格氧作烃类选择性氧化反应的氧化剂，催化剂的晶格氧作烃类选择性氧化反应的氧化剂，如用晶格氧氧化丁烷制顺酐，用晶格氧氧化邻二如用晶格氧氧化丁烷制顺酐，用晶格氧
33、氧化邻二甲苯制苯酐等，甲苯制苯酐等，这些新流程的开发是绿色化学领这些新流程的开发是绿色化学领域中的新进展。域中的新进展。化学与人类系列讲座化学与人类系列讲座化学与环境化学与环境2 2传统化学过程的绿色化学改造传统化学过程的绿色化学改造 这是一个很大的开发领域。如在烯烃的烷基这是一个很大的开发领域。如在烯烃的烷基化反应生产乙苯和异丙苯生产过程中需要用酸催化反应生产乙苯和异丙苯生产过程中需要用酸催化反应，过去用液体酸化反应，过去用液体酸HFHF催化剂，而现在可以用催化剂，而现在可以用固体酸固体酸分子筛催化合成，并配合固定床烷基化分子筛催化合成，并配合固定床烷基化工艺，解决了环境污染问题。在异氰酸酯
34、的生产工艺，解决了环境污染问题。在异氰酸酯的生产过程，过去一直是用剧毒的光气作为合成原料，过程，过去一直是用剧毒的光气作为合成原料，而现可用而现可用CO2CO2和胺催化合成异氰酸酯，使其成为环和胺催化合成异氰酸酯，使其成为环境友好的化学工艺。境友好的化学工艺。化学与人类系列讲座化学与人类系列讲座化学与环境化学与环境3能源中的绿色化学问题和洁净煤化学技术 我国现今能源结构中，煤是主要能源。由于我国现今能源结构中，煤是主要能源。由于煤含硫量高和燃烧不完全，造成煤含硫量高和燃烧不完全，造成SO2SO2和大量烟尘排和大量烟尘排出使大气污染，由出使大气污染，由SO2SO2而产生的酸雨对生态环境的而产生的
35、酸雨对生态环境的破坏十分严重。因此研究和开发洁净煤化学是当破坏十分严重。因此研究和开发洁净煤化学是当务之急。这需要重视研究催化燃烧，等离子除尘务之急。这需要重视研究催化燃烧，等离子除尘除硫，生物化学除硫等新技术。除硫，生物化学除硫等新技术。化学与人类系列讲座化学与人类系列讲座化学与环境化学与环境4资源再生和循环使用技术研究 自然界的资源有限，因此人类生产的各种化自然界的资源有限，因此人类生产的各种化学品能否回收、再生和循环使用也是绿色化学研学品能否回收、再生和循环使用也是绿色化学研究的究的个重要领域。世界塑料的年产量已达个重要领域。世界塑料的年产量已达1 1亿吨，亿吨，大部分是由石油裂解成乙烯
36、、丙烯，经催化聚合大部分是由石油裂解成乙烯、丙烯，经催化聚合而成的。而这而成的。而这1 1亿吨中约有亿吨中约有5%5%经使用后当年就作为经使用后当年就作为废弃物排放，如包装袋、地膜、饭盒、汽车垃圾废弃物排放，如包装袋、地膜、饭盒、汽车垃圾等。我国推广地膜覆盖面积达等。我国推广地膜覆盖面积达70007000万亩，塑料用万亩，塑料用量高达量高达3030万吨，万吨，“白色污染白色污染”和石油资源浪费十和石油资源浪费十分严重。分严重。化学与人类系列讲座化学与人类系列讲座化学与环境化学与环境l西欧各国提出西欧各国提出三三R R原则原则：首先是降低：首先是降低(reduce)(reduce)塑料塑料制品的
37、用量，第二是提高塑料的稳定性，倡导推制品的用量，第二是提高塑料的稳定性，倡导推行塑料制品特别是塑料包装袋的再利用行塑料制品特别是塑料包装袋的再利用(reuse)(reuse)，第三是重视塑料的再资源化第三是重视塑料的再资源化(recycle)(recycle)。回收废弃。回收废弃塑料，再生或再生产其它化学品、燃料油或焚烧塑料，再生或再生产其它化学品、燃料油或焚烧发电供气等。同时，在矿物资源方面亦有三发电供气等。同时，在矿物资源方面亦有三R R原则原则的问题。开矿提炼和制造金属材料亦是大量消耗的问题。开矿提炼和制造金属材料亦是大量消耗能源和劳动力的工业，如铝材现已广泛用于建材、能源和劳动力的工业
38、，如铝材现已广泛用于建材、飞机和日用品等方面，而纯铝要电解法制备，是飞机和日用品等方面，而纯铝要电解法制备，是一个大量耗电的工业，应该做好铝废弃物的回收一个大量耗电的工业，应该做好铝废弃物的回收和再生技术研究。和再生技术研究。化学与人类系列讲座化学与人类系列讲座化学与环境化学与环境5 5综合利用的绿色生化工程综合利用的绿色生化工程 绿色化学的根本目的是从节约资源和防止污绿色化学的根本目的是从节约资源和防止污染的观点来重新审视和改革传统化学，从而使我染的观点来重新审视和改革传统化学，从而使我们对环境的治理，可以从治标转向治本。随着全们对环境的治理，可以从治标转向治本。随着全球性环境污染问题的和能
39、源、资源急剧耗竭对可球性环境污染问题的和能源、资源急剧耗竭对可持续发展的威胁日益加剧及公众环境意识的提高，持续发展的威胁日益加剧及公众环境意识的提高，一些发达国家和国际组织认识到，进一步预防和一些发达国家和国际组织认识到，进一步预防和控制污染的有效途径，是加强产品及其生产过程控制污染的有效途径，是加强产品及其生产过程的环境管理。的环境管理。绿色化学是环境管理体系中一个关绿色化学是环境管理体系中一个关键的环节和重要组成部分。键的环节和重要组成部分。可以预见，绿色化学可以预见，绿色化学的发展将不仅对环境保护产生重大影响，而且将的发展将不仅对环境保护产生重大影响，而且将为我国企业尽快与国际接轨创造条件。在下一个为我国企业尽快与国际接轨创造条件。在下一个世纪，化学不绿色化，化学工业就不能现代化，世纪，化学不绿色化，化学工业就不能现代化，化工产品就不会有国际市场。化工产品就不会有国际市场。 化学与人类系列讲座化学与人类系列讲座化学与环境化学与环境 绿色化学是近年来才被人们认识绿色化学是近年来才被人们认识和开展研究的一门和开展研究的一门新兴学科新兴学科，是实用性强、，是实用性强、国计民生急需解决的热点研究领域。在国计民生急需解决的热点研究领域。在2121纪，绿色化学必将大展宏图，为人类可持纪，绿色化学必将大展宏图，为人类可持续发展作出贡献。续发展作出贡献。