《今日绿色化学绿色化学与科技发展.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《今日绿色化学绿色化学与科技发展.ppt（77页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第四部分第四部分绿色化学与科技发展绿色化学与科技发展1内容提要内容提要一、环境治理的历史回顾一、环境治理的历史回顾二、绿色化学二、绿色化学 绿色化学发展简史绿色化学发展简史 各国政府推动绿色化学的措施各国政府推动绿色化学的措施 绿色化学的绿色化学的1212条原则条原则 绿色化学研究的典型原理及其效果绿色化学研究的典型原理及其效果三、中国三、中国21世纪的绿色科技发展世纪的绿色科技发展 绿色科技的含义及其发展绿色科技的含义及其发展 环保事业对绿色科技的需求环保事业对绿色科技的需求 绿色化学成果举例绿色化学成果举例四、前景和展望四、前景和展望2 20世纪世纪4050年代年代 稀释废物稀释废物 20
2、世纪世纪6070年代年代 废物后处理废物后处理 20世纪世纪90年代年代 从源头消除污染源从源头消除污染源一、环境治理的历史回顾一、环境治理的历史回顾3案例一案例一：DDT，持久有机污染物之一，持久有机污染物之一 DDT是人所共知的曾是应用广泛的杀虫剂。是人所共知的曾是应用广泛的杀虫剂。然而，它在鸟类体内累积后，造成蛋壳变薄，使很多鸟然而，它在鸟类体内累积后，造成蛋壳变薄，使很多鸟类种群显著减少，如猎鹰，秃鹰，鹗和棕色鹈鹕等。类种群显著减少，如猎鹰，秃鹰，鹗和棕色鹈鹕等。其它一些持久性多氯代化合物，如其它一些持久性多氯代化合物，如PCBs(多氯联苯多氯联苯)，二恶英，已知是具有雌，二恶英，已知
3、是具有雌激素性质，成为环境内分泌干扰物。激素性质，成为环境内分泌干扰物。南极企鹅体内也检验出南极企鹅体内也检验出DDT4v在在1950年年代代后后期期到到1962年年曾曾用用作作处处理理孕孕妇妇作作呕呕的的药药剂剂，然而后来发现在然而后来发现在46个国家中有个国家中有8000个儿童具有出生缺陷。个儿童具有出生缺陷。v在巴西，曾用此种药治疗麻疯病，导致数十个生育畸形在巴西，曾用此种药治疗麻疯病，导致数十个生育畸形。案例二：案例二：5v由于很多化学品有毒，出现了一些憎化学品由于很多化学品有毒，出现了一些憎化学品（Chemphobia）的呼声，认为全天然）的呼声，认为全天然(All natural)
4、总比化学品为好！其实不然，天然物中也含有有毒总比化学品为好！其实不然，天然物中也含有有毒化学物质。化学物质。v当当用用发发霉霉的的花花生生喂喂火火鸡鸡时时造造成成火火鸡鸡发发病病或或死死亡亡才才发发现了它，已知它是致癌物。现了它，已知它是致癌物。Aflatoxin B1，黄曲霉毒素，黄曲霉毒素案例三案例三：黄曲霉毒素黄曲霉毒素6v人人吃吃了了由由黑黑麦麦上上生生长长的的麦麦角角酸酸制制成成的的麦麦角角酸酸衍衍生生物物后后，即变得发狂。即变得发狂。Lysergic acid，麦角酸，麦角酸案例四：案例四：麦角酸麦角酸7v当当人人吃吃了了未未处处理理好好的的河河豚豚鱼鱼，可可能能中中毒毒致致死死，
5、由由于于它含有河豚毒素，可造成肺脏麻痹而死亡。它含有河豚毒素，可造成肺脏麻痹而死亡。v有有些些商商人人用用黄黄樟樟树树根根提提取取物物作作软软饮饮料料的的香香味味剂剂，其其中就含有黄樟素，它是一种致癌物。中就含有黄樟素，它是一种致癌物。Safrole，黄樟素，黄樟素案例五：案例五：8D天天然然食食物物中中有有的的也也含含有有有有益益的的化化学学物物质质，比比如如水水果果和和蔬蔬菜菜中中常常常常含含有有天天然然抗抗氧氧化化剂剂，像像葡葡萄萄中中含含有有的的resveratrol即即可可抑制肿瘤的发生发展。抑制肿瘤的发生发展。v绿绿色色化化学学中中尽尽量量选选择择无无毒毒少少毒毒原原料料并并最最少
6、少使使用用易易燃燃易易爆爆和和具有高反应活性的材料。具有高反应活性的材料。Resveratrol案例六：案例六：9 全世界每年消耗的全世界每年消耗的化石燃料，化石燃料，20世纪初世纪初不足不足15亿吨，亿吨，70年代年代初达初达7080亿吨亿吨世界各国发生的关于有毒化学品的环境事故很多世界各国发生的关于有毒化学品的环境事故很多10大量工业污染物的排放使大量工业污染物的排放使人们面临有害物质、元素人们面临有害物质、元素的威胁的威胁11伦敦烟雾伦敦烟雾-1952年年12月月58日伦敦城市城日伦敦城市城市上空市上空2个月后，又有个月后，又有8000多人陆续丧生。多人陆续丧生。121984年年12月印
7、度博帕尔毒气泄月印度博帕尔毒气泄露，造成露，造成2000人死亡人死亡,受害人数受害人数达达10余万人，一些人双目失明，余万人，一些人双目失明，终身残废终身残废 1986年年4月，乌克兰基辅北月，乌克兰基辅北部切尔诺贝利核电站部切尔诺贝利核电站4号反应堆号反应堆爆炸爆炸,放射性物质大量外泻，造放射性物质大量外泻，造成成31人死亡，人死亡，237人受放射性伤人受放射性伤害害.13央视东方时空：毒患笼罩下的天津癌症村央视东方时空：毒患笼罩下的天津癌症村 根据村民的不完全统计，根据村民的不完全统计，自自1999年以来，西堤头村和年以来，西堤头村和刘快庄村各种癌症患者有刘快庄村各种癌症患者有232人，平
8、均年龄人，平均年龄51岁，最岁，最小的才小的才7岁，已经死亡岁，已经死亡172人，人，其中肺癌、肝癌和肠癌的患其中肺癌、肝癌和肠癌的患病比例最高。两个村的总人病比例最高。两个村的总人口大约是口大约是1.3万，癌症发病万，癌症发病率达到了率达到了178/万，是全国癌万，是全国癌症平均发病率症平均发病率7/万的万的25倍多。倍多。在村庄周围，道路两旁，生产化学制在村庄周围，道路两旁，生产化学制剂、染料中间体、油漆涂料、农药兽药、剂、染料中间体、油漆涂料、农药兽药、香精香料等各类化工产品的化工企业一香精香料等各类化工产品的化工企业一个挨着一个，数量超过了个挨着一个，数量超过了90多个多个。14 19
9、92年，美国化学工业用于环保的费用为年，美国化学工业用于环保的费用为1150亿亿美美元，清理已污染地区花去元，清理已污染地区花去7000亿亿美元；美元；1996年美国年美国Dupont公司的化学品销售总额为公司的化学品销售总额为180亿亿美元，环保费用为美元，环保费用为10亿亿美元。美元。可见，从环保、经济和社会的要求看，化学工业的可见，从环保、经济和社会的要求看，化学工业的发展不能再走先污染后治理之路。发展不能再走先污染后治理之路。化学工业的发展不能再走先污染后治理之路化学工业的发展不能再走先污染后治理之路15v加加强强研研究究，卫卫生生保保健健和和食食品品监监督督管管理理以以及及克克服服不
10、不良良生生活习惯对生命安全起很大作用。活习惯对生命安全起很大作用。绿色化学的兴起绿色化学的兴起 从源头消除污染的途径从源头消除污染的途径 新设计化学合成方法和化工产品来根除污染源新设计化学合成方法和化工产品来根除污染源环境无害化学环境无害化学环境友好化环境友好化学学 清洁化学清洁化学环境保护的推动环境保护的推动合理利用资源合理利用资源降低成本降低成本16 （一）什么是绿色化学一）什么是绿色化学 绿色化学又称环境无害化学绿色化学又称环境无害化学(Environmentally Benign Chemistry)、环境友好化学、清洁化学、环境友好化学、清洁化学(Clean chemistry)即：
11、用化学的技术和方法去即：用化学的技术和方法去减少或消灭对人类健康、社区安全、减少或消灭对人类健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶生态环境有害的原料、催化剂、溶剂和试剂等的使用和产生剂和试剂等的使用和产生。二二.绿色化学绿色化学17绿色化学的主要内容绿色化学的主要内容无毒无害原料无毒无害原料可再生资源可再生资源环境友好产品环境友好产品 回归自然回归自然废物回收利用废物回收利用无毒无害无毒无害催化剂催化剂 无毒无害无毒无害溶剂溶剂原子经济反应原子经济反应18D1987年年联联合合国国提提出出关关于于“Our Common Future”的的报报告告，率率先先提提出出了了可可持持续续发发展
12、展的的概概念念。随随之之，1992年年在在巴巴西西里里约约举举行行的的联联合合国国环环境境与与发发展展大大会会上上受受到到百百余余国国家家元元首首一一致致肯肯定定。这这意意味味着着工工业业增增长长、经经济济发发展展必必须须既既符符合合当当代代社会需要并能为人类后代保护资源和环境。社会需要并能为人类后代保护资源和环境。D美美国国1990年年通通过过了了污污染染预预防防法法（Pollution Prevention Act of 1990）。这这是是关关于于着着眼眼源源头头污污染染预预防防的的第第一一个个环环境境法法规规。它它促促使使USEPA于于1991年年建建立立了了绿绿色色化化学学规规划划，
13、当当时时在在Office of Pollution Prevention&Toxics 的的Dr.Paul T.Anastas创创造造并并定定义义了了绿绿色色化化学学专专名名词词。此此人人现现在在White House Office of Science&Technology Policy。促使了绿色化学的诞生和迅速发展的重要事件促使了绿色化学的诞生和迅速发展的重要事件:19DUSEPA与与USNSF合合作作支支持持开开展展并并在在ACS范范围围内内组组织织了了题题为为“Design for the Environment of 21 Century”，“Environmentally Ben
14、ign Chemistry”，“Environmental Friendly Chemistry”等等专专题题学学术术讨讨论论会。会。D通通过过美美国国EPA，学学术术界界，工工业业界界，政政府府部部门门等等协协作作提提出出利利用用化化学学开开发发新新的的污污染染预预防防技技术术并并建建议议设设立立总总统统绿绿色色化化学学挑挑战战奖奖以以资资鼓鼓励励。美美国国于于1995年年建建立立了了此此种种特特殊殊奖奖励励，每年颁发一次。每年颁发一次。D目目前前在在U.K.,Australia,Italy,&Germany等等国国都都设设立立了了类似的国家级奖励。类似的国家级奖励。20DDr.Paul T
15、.Anastas 和和麻麻省省大大学学的的John C.Warner教教授授提提出出了有关了有关绿色化学的绿色化学的12条原则条原则，为绿色化学奠定了理论基础。，为绿色化学奠定了理论基础。D美美国国建建立立了了世世界界第第一一个个绿绿色色化化学学研研究究所所（院院，GCI）。1997年年5月月先先是是由由工工业业界界，学学术术界界，国国家家重重点点实实验验室室等等在在互互联联网网上上组组成成的的虚虚拟拟非非盈盈利利组组织织，目目前前已已在在17个个国国家家有有它它的的联联合合组组成成部部分分。2001年年初初GCI已已与与ACS合合作作，以以便便加加强强化化学学在在环环境境研研究究中中的的作作
16、用用。GCI已已在在ACS总总部部中中设设立立办办公公室，并且室，并且ACS将提供给将提供给GCI核心基金。核心基金。DGCI所所长长Dr.Dennis L.Hjeresen 当当前前致致力力于于把把绿绿色色化化学学从从学术领域扩展到社会各个方面学术领域扩展到社会各个方面，使其成为有力的重要工具。，使其成为有力的重要工具。21（二）各国政府推动绿色化学的措施（二）各国政府推动绿色化学的措施 日本日本 制订制订“21世纪重建绿色地球世纪重建绿色地球”的新阳光计划，提出的新阳光计划，提出了了“简单化学简单化学”的概念，为了地球环境而变革现有技术的概念，为了地球环境而变革现有技术 设立设立“为地球创
17、新技术的研究院为地球创新技术的研究院”欧盟各国欧盟各国 德国德国 1991年制订年制订“为环境而研究为环境而研究”的计划的计划 英国英国 2000年设立年设立“Jerwood Salters环境奖环境奖”荷兰荷兰 制订制订“清洁生产手册清洁生产手册”联合国环境规划署和世联合国环境规划署和世界银行将其译成英文向世界各国推广。界银行将其译成英文向世界各国推广。22 1990年美国颁布了污染防治条例，年美国颁布了污染防治条例，将污染的防治定将污染的防治定为国策。为国策。1991年后，绿色化学由美国化学会（年后，绿色化学由美国化学会（ACS）提出并成为）提出并成为美国国家环保局（美国国家环保局（EPA
18、）的中心口号。）的中心口号。1995年，美国前总统克林顿设立了年，美国前总统克林顿设立了“总统绿色化学挑战总统绿色化学挑战奖奖”。1996年开始在华盛顿国家科学院每年颁发一次，这是化学年开始在华盛顿国家科学院每年颁发一次，这是化学领域唯一的总统级科学奖。领域唯一的总统级科学奖。1999年，世界上第一本绿色化学杂志诞生。年，世界上第一本绿色化学杂志诞生。2000年，美国化学会出版了第一本绿色化学教科书。年，美国化学会出版了第一本绿色化学教科书。美国美国 23 中国中国 制订了制订了“科教兴国科教兴国”和可持续发展策略，并于和可持续发展策略，并于1993年世界环境和发展大会之后，编制了中国年世界环
19、境和发展大会之后，编制了中国21世纪议世纪议程郑重声明走可持续发展道路的决心。程郑重声明走可持续发展道路的决心。1995年中国科学院化学部组织了绿色化学与技术年中国科学院化学部组织了绿色化学与技术推推进化工生产可持续发展的途径院士咨询活动进化工生产可持续发展的途径院士咨询活动 1997年国家自然科学基金委年国家自然科学基金委“九五九五”重大项目：环境友好石重大项目：环境友好石油化工催化化学与反应工程油化工催化化学与反应工程 1997年年5月，香山科学会议第月，香山科学会议第72次学术研讨会：可持续发展次学术研讨会：可持续发展问题对科学的挑战问题对科学的挑战绿色化学绿色化学 1998年合肥第一届
20、国际绿色化学高级研讨会年合肥第一届国际绿色化学高级研讨会 1999年北京第年北京第16次九华山科学论坛次九华山科学论坛“绿色化学的基本科学问绿色化学的基本科学问题题”2000年科技部国家重点基础研究发展规划项目立项年科技部国家重点基础研究发展规划项目立项石油炼制和基本有机化学品合成的绿色化学石油炼制和基本有机化学品合成的绿色化学24（1）预预防防(Prevention)。防防止止产产生生废废物物比比在在它它产产生生后后再再处理或清除更好。处理或清除更好。（2）原原子子经经济济(Atom Economy)。设设计计合合成成方方法法时时，应应尽尽可可能能使使用用于于生生产产加加工工过过程程的的材材
21、料料都都进进入入最最后后的的产产品品中。中。（3）无无 害害（或或 少少 害害）的的 化化 学学 合合 成成(Less Hazardous Chemical Syntheses)。无无论论在在哪哪里里行行得得通通，所所设设计计的的合合成成方方法法都都应应该该使使用用和和产产生生对对人人类类健健康康和和环环境境具具有小的或没有毒性。有小的或没有毒性。（三）绿色化学的（三）绿色化学的12条原则条原则25（4）设设计计无无危危险险的的化化学学品品(Design Safer Chemicals)。化化学学产产品品应应该该设设计计的的使使其其有有效效地地显显示示受受期期望望的的功功能能而而毒毒性性最小。
22、最小。（5）安安全全的的溶溶剂剂和和助助剂剂(Safer Solvents and Auxiliaries)。所所使使用用的的辅辅助助物物质质包包括括溶溶剂剂，分分离离试试剂剂，和和其其它它物物品品当使用时都应是无害的。当使用时都应是无害的。（6）设计要有能效）设计要有能效(Design for Energy Efficiency)。化学加。化学加工过程的能源要求应该考虑它们的环境的和经济的影工过程的能源要求应该考虑它们的环境的和经济的影响并应该尽量节省。如果可能，合成方法应在室温和响并应该尽量节省。如果可能，合成方法应在室温和常压下进行。常压下进行。（三）绿色化学的（三）绿色化学的12条原则
23、条原则26（7）使使用用可可再再生生的的原原料料(Use Renewable Feedstocks)。当当技技术术上上和和经经济济上上可可行行，原原料料和和加加工工厂厂粗粗料料都都应应可可再再生。生。（8）减减少少衍衍生生物物(Reduce Derivatives)。如如果果可可能能，尽尽量量减减少少和和避避免免利利用用衍衍生生化化反反应应，因因为为，此此种种步步骤骤需需要要添添加额外的试剂并且可能产生废物。加额外的试剂并且可能产生废物。（9）催催化化作作用用(Catalysis)。具具有有高高选选择择性性的的催催化化剂剂比比化化学计量学的试剂优越的多。学计量学的试剂优越的多。（三）绿色化学的
24、（三）绿色化学的12条原则条原则27（10）设设计计要要考考虑虑降降解解(Design for Degradation)。化化学学产产品品的的设设计计应应使使它它们们在在功功能能终终了了时时分分解解为为无无害害的的降降解解产产物物并不在环境中长期存在。并不在环境中长期存在。（11）为为了了预预防防污污染染进进行行实实时时分分析析(Real-Time Analysis for Pollution Prevention)。需需要要进进一一步步开开发发新新的的分分析析方方法法使使可可进进行行实实时时的的生生产产过过程程监监测测并并在在有有害害物物质质形形成成之之前前给予控制。给予控制。（12）防防止
25、止事事故故发发生生的的固固有有安安全全化化学学(Inherently Safer Chemistry for Accident Prevention)。在在化化学学过过程程中中使使用用的的物物质质和和物物质质形形态态的的选选择择应应使使其其尽尽可可能能地地减减少少发发生生化学事故的潜在可能性，包括释放，爆炸以及着火等化学事故的潜在可能性，包括释放，爆炸以及着火等。（三）绿色化学的（三）绿色化学的12条原则条原则28（四）绿色化学的原理和效果（四）绿色化学的原理和效果v由由于于可可持持续续发发展展的的战战略略需需要要和和工工业业产产品品必必须须符符合合工工业业生生态态学学的的原原则则要要求求，传
26、传统统的的化化学学品品的设计、合成方法面临严峻的挑战。的设计、合成方法面临严峻的挑战。v绿绿色色化化学学作作为为国国际际上上学学科科前前沿沿一一个个十十分分有有生生命命力力的的发发展展方方向向涉涉及及多多学学科科交交叉叉非非常常广广泛泛的的领域。领域。v主要研究发展趋势如下主要研究发展趋势如下：29主要研究发展趋势：主要研究发展趋势：D探探索索利利用用化化学学反反应应的的选选择择性性（包包括括位位置置选选择择性性，化化学学选选择择性性和和立立体体选选择择性性），这这不不仅仅与与合合成成产产品品的的效效率率有有关关，且且可可能能影影响响产产品品的的生生态态效效应应和和对对环环境境的的友友好程度。
27、好程度。D发发展展和和应应用用对对人人和和环环境境无无毒毒、无无危危险险性性的的试试剂剂和和溶溶剂剂，特特别别是是开开发发以以水水或或超超临临界界流流体体为为反反应应介介质质的的化化学反应。学反应。D大力开发新型环境友好催化剂。大力开发新型环境友好催化剂。D新型分离技术。新型分离技术。30三、三、中国中国21世纪的绿色科技发展世纪的绿色科技发展（一）绿色科技的含义（一）绿色科技的含义 可持续发展的基本国策促进了绿色科技的诞生，可持续发展的基本国策促进了绿色科技的诞生，绿色科技是国家为实现经济可持续发展实施的一项绿色科技是国家为实现经济可持续发展实施的一项技术战略。技术战略。绿色科技是以保护人体
28、健康和人类赖以生存的绿色科技是以保护人体健康和人类赖以生存的环境，促进经济可持续发展为核心内容的所有科技环境，促进经济可持续发展为核心内容的所有科技活动的总称。活动的总称。无论从内涵和外延都超越了环境科技，无论从内涵和外延都超越了环境科技，然而，它将保护自然资源和生态环境作为主要价值然而，它将保护自然资源和生态环境作为主要价值目标之一，对我国环保事业发展将提供全方位和系目标之一，对我国环保事业发展将提供全方位和系统的技术支持，对全国科技发展具有重要指导意义。统的技术支持，对全国科技发展具有重要指导意义。31v近十年来，发达国家在扭转环境保护困境、近十年来，发达国家在扭转环境保护困境、调整技术方
29、向的过程中，逐渐出现和形成了调整技术方向的过程中，逐渐出现和形成了绿色科技。绿色科技。vv绿色科技为开发绿色产品，引导绿色消费、绿色科技为开发绿色产品，引导绿色消费、开拓未来市场和发展绿色产业创造机遇，已开拓未来市场和发展绿色产业创造机遇，已成为实施可持续发展战略的重要内容。成为实施可持续发展战略的重要内容。v自自20世纪世纪90年代初，工业发达国家相继采取年代初，工业发达国家相继采取措施，使环保工作由污染治理向污染预防转措施，使环保工作由污染治理向污染预防转变。变。（二）国外绿色科技发展现状（二）国外绿色科技发展现状32v1994年年7月，美国政府发布了月，美国政府发布了“面向可持续发展的未
30、面向可持续发展的未来技术来技术”报告，强调指出环境技术发展的重心是预报告，强调指出环境技术发展的重心是预防而不是治理已经发生的污染。防而不是治理已经发生的污染。v德国也努力致力于以绿色科技推动社会经济朝向良德国也努力致力于以绿色科技推动社会经济朝向良性循环方向发展，并使其成为现代化发展的重要组性循环方向发展，并使其成为现代化发展的重要组成部分。一个成功的例子就是制成成部分。一个成功的例子就是制成“绿色电视绿色电视”，它具有耗电省、电磁辐射低、使用材料种类少且便它具有耗电省、电磁辐射低、使用材料种类少且便于回收利用、避免过早淘汰等特点。于回收利用、避免过早淘汰等特点。v加拿大联邦政府早在加拿大联
31、邦政府早在1993年就已制定绿色计划。年就已制定绿色计划。v日本政府非常重视节约资源和能源，倡导和推广绿日本政府非常重视节约资源和能源，倡导和推广绿色技术，已把环境技术、电子技术和汽车技术并列色技术，已把环境技术、电子技术和汽车技术并列为三大领先绿色技术。为三大领先绿色技术。33v世界范围绿色技术革命浪潮的中心在于：世界范围绿色技术革命浪潮的中心在于：利用绿色高新技术开发绿色产品，引导绿色消费。利用绿色高新技术开发绿色产品，引导绿色消费。利用绿色高新技术开发绿色产品，引导绿色消费。利用绿色高新技术开发绿色产品，引导绿色消费。v但是由于发达国家制订苛刻的环境标准，世界贸易但是由于发达国家制订苛刻
32、的环境标准，世界贸易中出现了所谓中出现了所谓“绿色壁垒绿色壁垒”。许多国家开始实行环。许多国家开始实行环境标志制度，对促进绿色产品开发、引导绿色消费境标志制度，对促进绿色产品开发、引导绿色消费起到了重要作用。环境标志是对产品符合绿色要求起到了重要作用。环境标志是对产品符合绿色要求的一种认定。的一种认定。v德国是率先实行环境标志计划的国家，美国的污染德国是率先实行环境标志计划的国家，美国的污染预防法，日本的环境协调型产品计划，加拿大的预防法，日本的环境协调型产品计划，加拿大的“环境优选环境优选”等都对绿色科技的发展起了重要的促进等都对绿色科技的发展起了重要的促进作用。作用。34（三）环保事业对绿
33、色科技的需求（三）环保事业对绿色科技的需求v2121世世纪纪初初，我我国国国国民民经经济济的的稳稳步步增增长长和和环环境境保保护护事事业业的的飞飞速速发发展展，要要求求环环境境科科技技不不仅仅要要为为污污染染治治理理提提供供技技术术支支持持，为为管管理理提提供供决决策策依依据据，还还要要为为预预防防可可能出现的新污染问题提供可行的方案和措施。能出现的新污染问题提供可行的方案和措施。vv总总总总之之之之，将将将将技技技技术术术术取取取取向向向向从从从从以以以以治治治治理理理理污污污污染染染染为为为为主主主主调调调调整整整整到到到到开开开开发发发发绿绿绿绿色产品，引导绿色消费、发展绿色产业方向上来
34、。色产品，引导绿色消费、发展绿色产业方向上来。色产品，引导绿色消费、发展绿色产业方向上来。色产品，引导绿色消费、发展绿色产业方向上来。为什么要发展绿色化学为什么要发展绿色化学35 大力开发医药等精细化工产品的大力开发医药等精细化工产品的“原子经济原子经济”反应，反应，力争实现废物力争实现废物“零排放零排放”大宗有机化工品的第二代绿色生产技术正在开发大宗有机化工品的第二代绿色生产技术正在开发 超临界超临界CO2代替有毒、有害溶剂正在推广应用代替有毒、有害溶剂正在推广应用 利用可再生资源生产大宗有机化工产品方兴未艾利用可再生资源生产大宗有机化工产品方兴未艾 工农结合工农结合,生产超清洁生物柴油生产
35、超清洁生物柴油 永恒的主题永恒的主题设计、生产和使用环境友好产品设计、生产和使用环境友好产品 回收废塑料、纤维等材料，走上回收废塑料、纤维等材料，走上“闭路循环闭路循环”之之（四）绿色化学科技成果举例（四）绿色化学科技成果举例361、大力开发医药等精细化工产品、大力开发医药等精细化工产品“原子经济原子经济”反应，力争实现废物反应，力争实现废物“零排放零排放”Barry Trost：原子经济性：原子经济性(Atom Economy)概念概念 A B C D A B C 产物废物或副产物废物废物为零为零37工业部门工业部门每吨产品排放的废物（吨每吨产品排放的废物（吨/吨）吨）炼油炼油0.1大宗化学
36、品大宗化学品15精细化工精细化工520制药制药25100不同工业部门生产中的废物排放量不同工业部门生产中的废物排放量制药、精细化工制药、精细化工更需开发原子经济反应更需开发原子经济反应38第一步第二步第三步第四步第五步第六步布洛芬Boots公司的公司的Brown方法方法原子经济性原子经济性 40%布洛芬布洛芬镇静、止镇静、止痛药的生产痛药的生产39第一步第一步第二步第二步第三步第三步BHC公司新公司新发明的绿色发明的绿色方法方法简单简单多了！多了！原子经济性原子经济性99%(包括醋酸包括醋酸)获获1997年美国总统年美国总统“绿色化学挑战奖绿色化学挑战奖”40 传统工艺传统工艺3-氯过苯甲酸氧
37、化剂，原子经济性氯过苯甲酸氧化剂，原子经济性42%，产生，产生3-氯苯甲酸废物氯苯甲酸废物 绿色工艺绿色工艺负载锡的负载锡的 沸石催化剂，过氧化氢氧化剂，沸石催化剂，过氧化氢氧化剂，原子经济性原子经济性86%，副产物只有水副产物只有水Baeyer-Villiger反应反应用于生产医药、塑料添加剂用于生产医药、塑料添加剂O+ClOOOHOO+ClOHO锡/沸石41医药、农药、功能化学品的研究医药、农药、功能化学品的研究绿色化学最活跃的前沿领域绿色化学最活跃的前沿领域 大力研究原子经济反应和手性合成等大力研究原子经济反应和手性合成等医药、农药等产品要引进多种官能团和调整医药、农药等产品要引进多种官
38、能团和调整化学结构，生产往往经过多步反应，需要配化学结构，生产往往经过多步反应，需要配套开发技术，才能推向工业化套开发技术，才能推向工业化422、大宗有机化工产品的第二代绿色生产技术正在开发、大宗有机化工产品的第二代绿色生产技术正在开发 v烃类氧化的烃类氧化的“原子经济原子经济”反反应正在改进应正在改进v替代剧毒光气等原料的绿色技术，研究降低成替代剧毒光气等原料的绿色技术，研究降低成本本v开发新一代苯与烯烃烷基化无毒无害固体酸催开发新一代苯与烯烃烷基化无毒无害固体酸催化剂化剂43烃类氧化的烃类氧化的“原子经济原子经济”反应正在改进反应正在改进20世纪世纪80年代发明钛硅分子筛作为催化剂年代发明
39、钛硅分子筛作为催化剂 采用采用H2O2为氧化剂为氧化剂 实现下列实现下列“原子经济原子经济”反应反应丙烯环氧化制环氧丙烷丙烯环氧化制环氧丙烷环己酮氨氧化制环己酮肟环己酮氨氧化制环己酮肟苯酚氧化制对苯二酚苯酚氧化制对苯二酚44丙烯环氧化制环氧丙烷丙烯环氧化制环氧丙烷次氯酸次氯酸石灰石灰废渣废渣 污水污水传统工艺传统工艺氯醇法：氯醇法：原子经济性原子经济性=31%绿色工艺绿色工艺钛硅分子筛催化钛硅分子筛催化：原子经济性原子经济性=76%1-氯丙醇氯丙醇2-氯丙醇氯丙醇45目前针对烃类催化氧化的不足，又有了新进展目前针对烃类催化氧化的不足，又有了新进展 降低降低H2O2费用费用原位原位H2、O2合成
40、合成H2O2，与丙烯环氧化集成与丙烯环氧化集成新氧化剂新氧化剂异丙苯过氧化物异丙苯过氧化物 新氧化催化材料新氧化催化材料Sn/沸石沸石有机氮络合有机氮络合Fe2+系催化剂系催化剂含钨的金属簇相转移催化剂含钨的金属簇相转移催化剂46烃类催化氧化生产大宗有机化学品的原子经济反应烃类催化氧化生产大宗有机化学品的原子经济反应 分析我国已开发技术的不足分析我国已开发技术的不足 参照国外新研究动向参照国外新研究动向力争开发下一代绿色技术力争开发下一代绿色技术47替代剧毒光气等原料的绿色技术替代剧毒光气等原料的绿色技术需要降低成本需要降低成本 1984年印度博帕尔光气泄漏事件年印度博帕尔光气泄漏事件 200
41、0年罗马尼亚一家工厂的氰化物泄漏年罗马尼亚一家工厂的氰化物泄漏到多瑙河支流事件到多瑙河支流事件 造成人身伤亡、生态环境严重破坏造成人身伤亡、生态环境严重破坏 需要开发绿色技术需要开发绿色技术48替代光气制造异氰酸酯工艺替代光气制造异氰酸酯工艺 伯胺和二氧化碳或碳酸二甲酯反应伯胺和二氧化碳或碳酸二甲酯反应 伯胺和一氧化碳进行氧化羰化伯胺和一氧化碳进行氧化羰化 硝基苯和一氧化碳羰基化硝基苯和一氧化碳羰基化正在小试、中试，比光气法生产正在小试、中试，比光气法生产成本高成本高10，需要降低成本，需要降低成本 49甲基丙烯酸甲酯的生产工艺甲基丙烯酸甲酯的生产工艺传统工艺传统工艺绿色工艺绿色工艺47%原子
42、经济性原子经济性100%原子经济性原子经济性投资、成本低投资、成本低50对于替代剧毒光气、氢氰酸等原料的制造对于替代剧毒光气、氢氰酸等原料的制造大宗有机化学品大宗有机化学品 需要努力开发低成本技术，形成规需要努力开发低成本技术，形成规模经济的生产厂以利竞争模经济的生产厂以利竞争51开发新一代苯与烯烃烷基化开发新一代苯与烯烃烷基化无毒无害固体酸催化剂无毒无害固体酸催化剂 工艺工艺传统工艺传统工艺绿色工艺绿色工艺乙烯与苯烷基化乙烯与苯烷基化AlCl3ZSM-5气相法气相法USY、液相法液相法丙烯与苯烷基化丙烯与苯烷基化AlCl3、MCM-22液相法液相法长链烯烃与苯长链烯烃与苯烷基化烷基化HF固体
43、酸固体酸-固定床固定床传统传统AlCl3、HF催化剂的缺点：腐蚀设备，危害人催化剂的缺点：腐蚀设备，危害人身健康和社区安全，废水、废渣污染环境身健康和社区安全，废水、废渣污染环境52开发新一代芳烃烷基化开发新一代芳烃烷基化固体酸催化剂固体酸催化剂 分子筛固体酸催化剂分子筛固体酸催化剂 环境友好，但是：酸强度低，分布不均，酸环境友好，但是：酸强度低，分布不均，酸中心少；因而，反应温度和压力高，产品杂质中心少；因而，反应温度和压力高，产品杂质增多增多 为克服上述缺点，下一代固体酸催化剂为克服上述缺点，下一代固体酸催化剂 杂多酸、包裹型液体酸、杂多酸、包裹型液体酸、Nafion/SiO2复合材复合材
44、料、纳米分子筛复合材料、离子液体等料、纳米分子筛复合材料、离子液体等 53开发新一代苯与烯烃烷基化无毒无害固体酸催化剂开发新一代苯与烯烃烷基化无毒无害固体酸催化剂 加快已有基础的负载型杂多酸的开发加快已有基础的负载型杂多酸的开发 利用悬浮催化蒸馏等新工艺利用悬浮催化蒸馏等新工艺 力争开发具有中国特色的独特先进新催化剂和力争开发具有中国特色的独特先进新催化剂和工艺工艺 继续研究纳米分子筛复合材料、离子液体等新继续研究纳米分子筛复合材料、离子液体等新催化材料催化材料54 3、超临界二氧化碳代替有毒、有害溶剂正在推广应用、超临界二氧化碳代替有毒、有害溶剂正在推广应用 挥发性有机溶剂有广泛用途挥发性有
45、机溶剂有广泛用途涂料和油漆的溶剂涂料和油漆的溶剂泡沫塑料的发泡剂泡沫塑料的发泡剂微电子器件等的精密清洗微电子器件等的精密清洗服装干洗的清洗剂服装干洗的清洗剂化工生产过程中作为溶剂化工生产过程中作为溶剂挥发性有机溶剂对环境的危害挥发性有机溶剂对环境的危害-形成光化学烟雾形成光化学烟雾-引起和加剧多种呼吸系统疾病，增加癌症发病率引起和加剧多种呼吸系统疾病，增加癌症发病率-导致谷物减产、橡胶硬化等，每年造成大量损失导致谷物减产、橡胶硬化等，每年造成大量损失-二氟二氯甲烷等破坏地球大气中的臭氧层二氟二氯甲烷等破坏地球大气中的臭氧层55超临界二氧化碳溶剂的优点超临界二氧化碳溶剂的优点二氧化碳在常温下是气
46、体，无色、无味、不燃二氧化碳在常温下是气体，无色、无味、不燃烧、化学性质稳定烧、化学性质稳定不会形成光化学烟雾，也不会破坏臭氧层不会形成光化学烟雾，也不会破坏臭氧层来源丰富，价格低廉来源丰富，价格低廉超临界二氧化碳可很好地溶解一般有机化合物超临界二氧化碳可很好地溶解一般有机化合物56用超临界二氧化碳代替挥发性有机溶剂的应用用超临界二氧化碳代替挥发性有机溶剂的应用替代机械、电子、医药和干洗等行业中普遍采替代机械、电子、医药和干洗等行业中普遍采用的挥发性有机清洗剂用的挥发性有机清洗剂代替氟氯烃作泡沫塑料的发泡剂代替氟氯烃作泡沫塑料的发泡剂超临界超临界CO2为为溶剂，生产氟化物单体和聚合物溶剂，生产
47、氟化物单体和聚合物57超临界二氧化碳代替有毒、有害溶剂的发展超临界二氧化碳代替有毒、有害溶剂的发展 利用我国合成氨厂、炼油厂中制氢装置大利用我国合成氨厂、炼油厂中制氢装置大量排放的量排放的CO2，开发（或引进），开发（或引进）超临界超临界CO2技技术在房屋装修、泡沫塑料生产、服装干洗等中术在房屋装修、泡沫塑料生产、服装干洗等中应用，形成新兴产业。应用，形成新兴产业。584、利用可再生资源生产大宗有机化工产品方兴未艾、利用可再生资源生产大宗有机化工产品方兴未艾 以以植植物物为为主主的的生生物物质质资资源源是是一一个个可可再再生生的的巨巨大大资资源源宝宝库库，利利用用可可再再生生资资源源可可以以消
48、消除除污污染染，用用之不竭，实现可持续发展之不竭，实现可持续发展开发生物催化技术是关键开发生物催化技术是关键59国外生物技术生产大宗国外生物技术生产大宗化工产品已取得突破化工产品已取得突破Du Pont和和 Genecor International等合作建成由等合作建成由玉米生产玉米生产1，3丙二醇丙二醇(PDO)装置，成本比化装置，成本比化学法低学法低15 CargillDOW公司正在建设一个公司正在建设一个14万万t/a的聚的聚乳酸工厂，用于生产塑料、纤维乳酸工厂，用于生产塑料、纤维 60从生物质原料所制产品的目标从生物质原料所制产品的目标产品种类产品种类生物质原料产品所占比例，生物质原
49、料产品所占比例，%当前当前2020年年2090年年液体燃料液体燃料121050有机化学品有机化学品102590美国国家研究委员会美国国家研究委员会（National Research Council)61利用可再生资源生产大宗有机化工产品的研究利用可再生资源生产大宗有机化工产品的研究可可再再生生植植物物原原料料中中现现在在使使用用的的葡葡萄萄糖糖，正正在在开开发低成本的蔗糖，最后使用木质素纤维发低成本的蔗糖，最后使用木质素纤维生物催化、化学法的组合生物催化、化学法的组合组织多学科合作，加强研究组织多学科合作，加强研究625、工农结合、工农结合,生产超清洁生物柴油生产超清洁生物柴油v生物柴油的特
50、点生物柴油的特点减少汽车尾气中减少汽车尾气中SOx和颗粒物排放和颗粒物排放整个过程少排放整个过程少排放CO2，减少温室效应，减少温室效应 本身无毒、无害，能自行分解回归自然本身无毒、无害，能自行分解回归自然具有一定的润滑性，从而延长机动车的寿命具有一定的润滑性，从而延长机动车的寿命燃烧热值稍低，倾点较高，影响低温启动燃烧热值稍低，倾点较高，影响低温启动 63生物柴油的制造生物柴油的制造v植物油与甲醇（乙醇）酯交换制得植物油与甲醇（乙醇）酯交换制得 棉籽油、棕榈油、椰子油、菜籽油、野生植棉籽油、棕榈油、椰子油、菜籽油、野生植物油以及海藻等物油以及海藻等v化学法化学法液碱催化液碱催化固体碱催化固体