綠色化學與化工的新進展

1、二十一世紀化學發(fā)展的新機遇：二十一世紀化學發(fā)展的新機遇：綠色化學與化工綠色化學與化工 2什么是綠色化學？什么是綠色化學？采用最少的資源和能源消耗，并產生最小的排采用最少的資源和能源消耗，并產生最小的排放的工藝過程。放的工藝過程。綠色化學綠色化學即是用化學的技術和方法去消滅或減少那些即是用化學的技術和方法去消滅或減少那些對人類健康、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、溶劑和試劑在生產過程的使用；劑、溶劑和試劑在生產過程的使用；綠色化學綠色化學的理想在于不再使用有毒有害的物質，不再的理想在于不再使用有毒有害的物質，不再產生廢物，不再處理廢物；產生廢物

2、，不再處理廢物；綠色化學綠色化學是一門從源頭上根除環(huán)境污染的化學；是一門從源頭上根除環(huán)境污染的化學；綠色化學（綠色化學（Green chemistry)又稱環(huán)境友好化學又稱環(huán)境友好化學(Environmentally Friendly Chemistry、環(huán)境無害化環(huán)境無害化學學(environmentally Benign Chemistry) 、清潔化學、清潔化學(Clean Chemistry)。3綠色化學興起的原因綠色化學興起的原因環(huán)境保護的推動環(huán)境保護的推動“稀釋排放時期稀釋排放時期”“管制與控制時期管制與控制時期”“從源頭消除時期從源頭消除時期”合理利用資源、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展合理利用

3、資源、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展礦物資源的不斷消耗礦物資源的不斷消耗降低成本降低成本4綠色化學的經濟推動力綠色化學的經濟推動力化工過程的加工費 原材料能耗勞動力 原材料 能耗勞動力 廢物控制處理和埋放環(huán)保監(jiān)測人身保險事故責任賠償現(xiàn)在！現(xiàn)在！過去51992年美國化學工業(yè)環(huán)保費 1150億美元億美元 清理已污染地區(qū)花去 7000億美元億美元1996年美國Dupont化學品 銷售總額為 180億美元， 環(huán)保費用為 10億美元6綠色化學的活動綠色化學的活動美國：美國：1990年頒布了污染防止法案年頒布了污染防止法案1996年副總統(tǒng)年副總統(tǒng)Gore宣布了國家環(huán)境技術戰(zhàn)略宣布了國家環(huán)境技術戰(zhàn)略目標是目標是2020年地

4、球日時，廢棄物減少年地球日時，廢棄物減少4050，每套裝，每套裝置消耗原材料減少置消耗原材料減少20251996年美國設立年美國設立“ 總統(tǒng)綠色化學挑戰(zhàn)獎總統(tǒng)綠色化學挑戰(zhàn)獎”（學術（學術獎，小企業(yè)獎，變更合成路線獎，變更溶劑獎，小企業(yè)獎，變更合成路線獎，變更溶劑/反應條反應條件獎，設計更安全化學品獎件獎，設計更安全化學品獎”）日本：日本：新陽光計劃新陽光計劃歐洲：歐洲：英國皇家化學會設立了綠色化學獎英國皇家化學會設立了綠色化學獎德國德國“為環(huán)境而研究為環(huán)境而研究”計劃，計劃，6億美元億美元/年年荷蘭稅收優(yōu)惠政策荷蘭稅收優(yōu)惠政策國外的國外的活動活動71995年中國科學院化學部組織了院士咨詢：綠年

5、中國科學院化學部組織了院士咨詢：綠色化學與技術推動化工生產可持續(xù)發(fā)展的途色化學與技術推動化工生產可持續(xù)發(fā)展的途徑徑1997年年“ 九五九五”重大基礎研究項目：重大基礎研究項目：“ 環(huán)境友環(huán)境友好石油化工催化化學與化學反應工程好石油化工催化化學與化學反應工程”2000年科技部國家重大基礎研究規(guī)劃項目的資源年科技部國家重大基礎研究規(guī)劃項目的資源與環(huán)境領域中，資助綠色化學與環(huán)境領域中，資助綠色化學大學和中科院紛紛成立綠色化學研究結構大學和中科院紛紛成立綠色化學研究結構中國科技大學綠色科技研究開發(fā)中心中國科技大學綠色科技研究開發(fā)中心四川大學綠色化學與技術研究中心四川大學綠色化學與技術研究中心中科院過程

6、工程研究所綠色化學與化工創(chuàng)新研究中心中科院過程工程研究所綠色化學與化工創(chuàng)新研究中心我們也在行動！我們也在行動！8P. T. Anastas和J. C. Waner綠色化學的12條原則：1. 防止廢物的生成比在其生成后再處理更好。防止廢物的生成比在其生成后再處理更好。2. 設計的合成方法應使生產過程中所采用的原料最大設計的合成方法應使生產過程中所采用的原料最大量地進入產品之中。量地進入產品之中。3. 設計合成方法時，只要可能，不論原料、中間產物設計合成方法時，只要可能，不論原料、中間產物和最終產品，均應對人體健康和環(huán)境無毒、無害和最終產品，均應對人體健康和環(huán)境無毒、無害(包包括極小毒性和無毒括極

7、小毒性和無毒)。4. 化工產品設計時，必須使其具有高效的功能，同時化工產品設計時，必須使其具有高效的功能，同時也要減少其毒性。也要減少其毒性。5. 應盡可能避免使用溶劑、分離試劑等助劑，如不可應盡可能避免使用溶劑、分離試劑等助劑，如不可避免，也要選用無毒無害的助劑。避免，也要選用無毒無害的助劑。6. 合成方法必須慮過程中能耗對成本與環(huán)境的影響，合成方法必須慮過程中能耗對成本與環(huán)境的影響，應設法降低能耗，最好采用在常溫常壓下的合成方法。應設法降低能耗，最好采用在常溫常壓下的合成方法。97. 在技術可行和經濟合理的前提下，原料要采用可再在技術可行和經濟合理的前提下，原料要采用可再生資源代替消耗性資

8、源。生資源代替消耗性資源。8. 在 可 能 的 條 件 下 ， 盡 量 不 用 不 必 要 的 衍 生 物在 可 能 的 條 件 下 ， 盡 量 不 用 不 必 要 的 衍 生 物(derivatization)，如限制性基團、保護如限制性基團、保護/去保護作用、去保護作用、臨時調變物理臨時調變物理/化學工藝?；瘜W工藝。9. 合成方法中采用高選擇性的催化劑比使用化學計量合成方法中采用高選擇性的催化劑比使用化學計量(stoichiometric)助劑更優(yōu)越。助劑更優(yōu)越。10.化工產品要設計成在其使用功能終結后，它不會永存化工產品要設計成在其使用功能終結后，它不會永存于環(huán)境中，要能分解成可降解的無

9、害產物。于環(huán)境中，要能分解成可降解的無害產物。11.進一步發(fā)展分析方法，對危險物質在生成前實行在線進一步發(fā)展分析方法，對危險物質在生成前實行在線監(jiān)測和控制。監(jiān)測和控制。12.選擇化學生產過程的物質，使化學意外事故選擇化學生產過程的物質，使化學意外事故(包括滲包括滲透、爆炸、火災等透、爆炸、火災等)的危險性降低到最小程度。的危險性降低到最小程度。10綠色化學的主要內容綠色化學的主要內容無毒無害原料無毒無害原料可再生資源可再生資源環(huán)境友好產品環(huán)境友好產品 回歸自然回歸自然廢物回收利用廢物回收利用無毒無害無毒無害催化劑催化劑 無毒無害無毒無害溶劑溶劑原子經濟反應原子經濟反應11研究研究“廢物零排放廢

10、物零排放”的的“原子經原子經濟濟”反應反應是綠色化學的重點是綠色化學的重點 Barry Trost教授：原子經濟性教授：原子經濟性(Atom Economy)概念概念 A B C D A B C + 原子經濟性原子經濟性 100 產物廢物廢物廢物為零為零被利用原子的分子式量被利用原子的分子式量反應中所有反應物的分子式量反應中所有反應物的分子式量12工業(yè)部門工業(yè)部門每噸產品排放的廢物（噸每噸產品排放的廢物（噸/噸）噸）煉油煉油0.1大宗化學品大宗化學品15精細化工精細化工520制藥制藥25100不同工業(yè)部門生產中的廢物排放量不同工業(yè)部門生產中的廢物排放量制藥、精細化工制藥、精細化工更需開發(fā)原子經

11、濟反應更需開發(fā)原子經濟反應13原子經濟反應原子經濟反應14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方方法合成布洛芬法合成布洛芬鎮(zhèn)靜、止痛藥鎮(zhèn)靜、止痛藥原子經濟性原子經濟性 40%15第一步第一步第二步第二步第三步第三步BHC公司新公司新發(fā)明的綠色發(fā)明的綠色方法方法簡單簡單多了！多了！原子經濟性原子經濟性 99%1997度變更度變更合成路線獎合成路線獎16 傳統(tǒng)工藝傳統(tǒng)工藝3-氯過苯甲酸氧化劑，原子經濟性氯過苯甲酸氧化劑，原子經濟性42%，產生，產生3-氯苯甲酸廢氯苯甲酸廢物物 綠色工藝綠色工藝負載錫的負載錫的 沸石催化劑，過氧化氫氧化劑，沸石催化劑，過氧化氫氧

12、化劑，原子經濟性原子經濟性86%，副產物只有水副產物只有水O+ClOOOHOO+ClOHOOO+OOOHHSn-Zeolite+HOH錫錫/ 沸石沸石Baeyer-VilligerBaeyer-Villiger反應反應 用于生產醫(yī)藥、塑料添加劑用于生產醫(yī)藥、塑料添加劑172020世紀世紀8080年代，烴類氧化的技術突年代，烴類氧化的技術突破破實現(xiàn)實現(xiàn)“原子經濟原子經濟”反應反應 發(fā)明鈦硅分子篩作為氧化催化劑發(fā)明鈦硅分子篩作為氧化催化劑 采用采用H2O2為氧化劑為氧化劑 工業(yè)應用工業(yè)應用丙烯環(huán)氧化制環(huán)氧丙烷丙烯環(huán)氧化制環(huán)氧丙烷環(huán)己酮氨氧化制環(huán)己酮肟環(huán)己酮氨氧化制環(huán)己酮肟苯酚氧化制對苯二酚苯酚氧化

13、制對苯二酚182CH3CHCH2 2HOClCH3CHCH2OH Cl+ClOHCH3CHCH2+CH3CHCH2OHClClOHCH3CHCH2+Ca(OH)2CH3CHCH22O+CaCl22H2O丙烯環(huán)氧化制環(huán)氧丙烷丙烯環(huán)氧化制環(huán)氧丙烷H2O2CH3CHCH2H2OCH3CHCH2OTS-1氯氣氯氣石灰石灰廢渣廢渣 污水污水傳統(tǒng)工藝傳統(tǒng)工藝氯醇法：原子經濟性氯醇法：原子經濟性=31%綠色工藝綠色工藝鈦硅分子篩催化鈦硅分子篩催化：原子經濟性原子經濟性=76%1920烴類催化氧化的新進展烴類催化氧化的新進展 降低降低H2O2費用費用原位原位H2、O2合成合成H2O2，與丙烯環(huán)氧化集成與丙烯環(huán)

14、氧化集成新氧化劑新氧化劑異丙苯過氧化物異丙苯過氧化物 新氧化催化材料新氧化催化材料Sn/ 沸石沸石有機氮絡合有機氮絡合Fe2+系催化劑系催化劑含鎢的金屬簇相轉移催化劑含鎢的金屬簇相轉移催化劑21采用無毒無害原料采用無毒無害原料可再生資源可再生資源22替代劇毒光氣等原料的綠色技術替代劇毒光氣等原料的綠色技術 1984年印度博帕爾光氣泄漏事件年印度博帕爾光氣泄漏事件 2000年羅馬尼亞一家氰化物泄漏到多瑙年羅馬尼亞一家氰化物泄漏到多瑙河支流事件河支流事件 造成人身傷亡、生態(tài)環(huán)境嚴重破壞造成人身傷亡、生態(tài)環(huán)境嚴重破壞 需要開發(fā)綠色技術需要開發(fā)綠色技術23替代光氣制造異氰酸酯工藝替代光氣制造異氰酸酯工

15、藝 伯胺和二氧化碳或碳酸二甲酯反應伯胺和二氧化碳或碳酸二甲酯反應 伯胺和一氧化碳進行氧化羰化伯胺和一氧化碳進行氧化羰化 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試、中試，比光氣法生產正在小試、中試，比光氣法生產成本高成本高10，需要降低成本，需要降低成本 24甲基丙烯酸甲酯的生產工藝甲基丙烯酸甲酯的生產工藝傳統(tǒng)工藝傳統(tǒng)工藝綠色工藝綠色工藝47%原子經濟性原子經濟性100%原子經濟性原子經濟性投資、成本低投資、成本低25大力發(fā)展大力發(fā)展可再生資源可再生資源的利用技術的利用技術 以植物為主的生物質資源是一個可再生的以植物為主的生物質資源是一個可再生的巨大資源寶庫，利用可再生資源可以消除巨

16、大資源寶庫，利用可再生資源可以消除污染，用之不竭，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展污染，用之不竭，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展開發(fā)生物催化技術是關鍵開發(fā)生物催化技術是關鍵26生物催化生物催化 生物轉化法是利用細菌(酶)將生物質降解為葡萄糖，然后轉化為各種化學品。 世界石油資源將在50年內面臨枯竭的危險。 探明石油儲量為141.1Gt。目前消耗速度3.5Gt左右，到2020年增加5.5Gt。 植物生物質的最主要成份-木質素和纖維素（包括植物、農作物、林產物、林產廢棄物、海產物和城市廢棄物）等每年以約1640億噸的速度不斷再生（相當于目前石油年產量的15-20倍）。27酶生物催化劑 高效性。普通催化加速104-105倍，而酶加速

17、109-1010倍。 專一性。 反應條件溫和。 多樣性。2500多種酶，2萬多種細菌。28生物催化特點：綠色生產技術生物催化特點：綠色生產技術 選擇性高（立體、手性選擇性） 副反應少、 反應條件溫和、 設備簡單 29生物催化技術的關鍵生物催化技術的關鍵 選擇菌種 利用基因工程處理（ DNA重組技術、克隆技術）制得高效的酶，提高穩(wěn)定性、活性、和選擇性 開發(fā)成功高效的生物反應器 副產物的綜合利用（生物脫硫過程，有機磺化物來生產表面活性劑）30生物技術生產的特殊化學品 生物制劑 生物制藥（醫(yī)藥蛋白、手性藥物） 生物農藥（生物殺蟲劑） 生物食品（果糖、賴氨酸、乳酸、檸檬酸） 生物聚合物等 品種不少，但

18、目前重量還不到2%31生物催化技術與能源工業(yè)生物催化技術與能源工業(yè) 乙醇汽油 美國、巴西已經使用 生物制天然氣 生物制氫 生物脫硫 美國美國BiosystemBiosystem公司（公司（EBCEBC）已開發(fā)成功一種已開發(fā)成功一種生物脫硫的新工藝（生物脫硫的新工藝（BDSBDS），），工業(yè)示范裝置工業(yè)示范裝置32生物技術生產大宗化學品 1,3丙二醇 Dupont與Genencer公司以谷物制造的葡萄糖為原料，開發(fā)成功采用生物技術生產1,3丙二醇（PPO）的新工藝+H2+COCH2CH2OHOCH2CH2CH2OHCH2=CHCHOH2OHOCH2CH2CHOH2HOCH2CH2CH2OH33

19、己二酸：尼龍6,6纖維，聚氨基甲酸酯彈性纖維,潤滑劑,增塑劑等的重要中間體 傳統(tǒng)工藝 生物技術（98年綠色化學總統(tǒng)獎）：+OHOOOHOOH+N2ONi PtH2O2HNO3淀粉、淀粉、纖維素纖維素葡萄糖葡萄糖己二烯己二烯二酸二酸己二酸己二酸34 Cargill DOW 聚合物公司正耗資3億美元建設14萬噸/年從玉米生產聚乳酸的工廠，用于生產纖維和熱塑料等，預計今年后期投產； 生物催化丙烯腈制丙烯酰胺在已建幾套千噸級工廠的基礎上，一套2萬噸/年工廠正在投產； 以玉米淀粉制得的糖類化合物為原料，采用生物發(fā)酵法制造甘油，已建成示范工廠。35生物催化存在的問題 酶容易失活 價格貴 反應器體積大 濃度

20、低，產物分離問題36從生物質原料所制產品的目標從生物質原料所制產品的目標產品種類產品種類生物質原料產品所占比例，生物質原料產品所占比例，%當前當前2020年年2090年年液體燃料液體燃料1210 50有機化學品有機化學品102590美國國家研究委員會美國國家研究委員會（National Research Council)37從植物油生產超清潔柴油從植物油生產超清潔柴油生物柴油（生物柴油（Biodiesel): 植物（動植物（動物）油脂經甲醇或乙醇酯交換所得物）油脂經甲醇或乙醇酯交換所得到的脂肪酸酯。到的脂肪酸酯。生物柴油的特點生物柴油的特點少排放少排放CO2，從而減少對地球的溫室從而減少對地球

21、的溫室效應；效應； 本身無毒、無害，能自行分解回歸本身無毒、無害，能自行分解回歸自然界；自然界；不排放不排放SOx，它是僅有的替代燃料，它是僅有的替代燃料，通過了美國通過了美國1990年清潔空氣修正法年清潔空氣修正法案的嚴格健康測試要求。案的嚴格健康測試要求。它還具有比石油柴油較好的潤滑性能，它還具有比石油柴油較好的潤滑性能，從而延長機動車的壽命。從而延長機動車的壽命。 38生物柴油在國外已經開始興起生物柴油在國外已經開始興起歐共體將生物柴油作為實現(xiàn)減少空氣污染和溫室效應達到京都議定書要求的重要手段，采取立法、減免稅收等措施來推廣生物柴油目前歐共體年產生物柴油70萬噸，2003年規(guī)劃達到230

22、萬噸，2010年達到830萬噸。德國生物柴油的年產量已達40萬噸，已有700多個加油站銷售生物柴油。法國許多石油柴油中已調配有生物柴油，哥本哈根、里斯本等歐洲城市的公共汽車已經使用生物柴油 39生物柴油的制造生物柴油的制造植物油與甲醇（乙醇）酯交換制得植物油與甲醇（乙醇）酯交換制得 棉籽油、棕櫚油、椰子油、菜籽油、野生植棉籽油、棕櫚油、椰子油、菜籽油、野生植物油以及海藻等物油以及海藻等化學法化學法液堿催化液堿催化固體堿催化固體堿催化二段催化二段催化酶催化酶催化40生物柴油生物柴油生物柴油（動物油脂）與甲醇（乙醇）經酯化交換反應而制得生物柴油（動物油脂）與甲醇（乙醇）經酯化交換反應而制得H2CC

23、OORH CCOORH2CCOOR3ROHRCOORRCOORRCOORH2COHH COHH2COH催化劑催化劑甘油酯甘油酯Glycerides醇醇Alcohol酯肪酸酯酯肪酸酯甘油甘油41生產生物柴油的關鍵是酯交換油油 品品分子量分子量g/mol密度密度kg/m3熱值熱值 運動粘運動粘度度mm2/s十六烷十六烷值值菜籽油菜籽油94795991638.898232.2菜 籽 油菜 籽 油甲酯甲酯29088539.78.99.55253石 油 柴石 油 柴油油19022082085742.975.145菜籽油酯化前后的理化指標 42我國發(fā)展生物柴油的意義保障我國能源安全。我國目前每年進口原油約

24、7000萬噸，發(fā)展生物柴油增加了一條提供運輸能源的途徑。改善油品結構。我國目前石油產品需求結構中汽油少、柴油多，生物柴油生產正好增產柴油。生物柴油生產裝置流程比清潔石油柴油生產簡單，投資省。 43存在的問題與對策問題：問題：原料植物油產量少、價格高的限制，難于與原料植物油產量少、價格高的限制，難于與石油柴油競爭。石油柴油競爭。對策：對策：降低生產成本。副產甘油。深加工成潤滑油。降低生產成本。副產甘油。深加工成潤滑油。降低原料成本。降低原料成本。大規(guī)模種植大規(guī)模種植工農結合工農結合政府組織與扶持。政府組織與扶持。44無毒無害催化劑和溶劑無毒無害催化劑和溶劑45開發(fā)新一代苯與烯烴烷基化開發(fā)新一代苯

25、與烯烴烷基化無毒無害固體酸催化劑無毒無害固體酸催化劑 工藝工藝傳統(tǒng)工藝傳統(tǒng)工藝綠色工藝綠色工藝乙苯合成乙苯合成AlCl3ZSM-5氣相法氣相法USY、 液相法液相法異丙苯合成異丙苯合成AlCl3 、MCM-22液相法液相法長鏈烷基苯合成長鏈烷基苯合成HF固體酸固體酸-固定床固定床 傳統(tǒng)傳統(tǒng)AlCl3、HF催化劑的缺點：腐蝕設備，危催化劑的缺點：腐蝕設備，危害人身健康和社區(qū)安全，廢水、廢渣污染環(huán)境害人身健康和社區(qū)安全，廢水、廢渣污染環(huán)境46分子篩改造AlCl3裝置三廢排放對比比較項目改造前的AlCl3工藝改造后的分子篩工藝異丙苯產量(千噸/年)6785污水量(噸/小時)9.60稀鹽酸(千克/小時

26、)900廢氣(千克/小時)2114廢渣(千克/小時)126中和Al(OH)3濾餅4.6(廢催化劑) 烴化烴化反應器反應器苯苯丙烯丙烯蒸餾蒸餾系統(tǒng)系統(tǒng)產品產品 烴化烴化反應器反應器催化劑分催化劑分離器離器水洗水洗系統(tǒng)系統(tǒng)中和中和系統(tǒng)系統(tǒng)蒸餾蒸餾系統(tǒng)系統(tǒng)苯苯丙烯丙烯產品產品 AlCl3HCl 廢氣廢氣 廢酸廢酸 廢渣廢渣 水水 燒堿燒堿A AlCl3-IPB工藝工藝B 分子篩分子篩-IPB工藝工藝 固定床固定床 反應器反應器苯苯烯烴烯烴蒸餾蒸餾系統(tǒng)系統(tǒng)產品產品烷基化烷基化反應器反應器催化劑分催化劑分離器離器 HF再再生系統(tǒng)生系統(tǒng)中和中和系統(tǒng)系統(tǒng)蒸餾蒸餾系統(tǒng)系統(tǒng)苯苯烯烴烯烴產品產品 HF 廢液廢液C

27、aF2 石灰水石灰水 KOH循環(huán)循環(huán)HFa.HF-LAB工藝b. 固體酸LAB新工藝49開發(fā)新一代芳烴烷基化固體酸催化劑 分子篩固體酸催化劑分子篩固體酸催化劑 環(huán)境友好，但是：酸強度低，分布不均，酸環(huán)境友好，但是：酸強度低，分布不均，酸中心少；因而，反應溫度和壓力高，產品雜質中心少；因而，反應溫度和壓力高，產品雜質增多增多 正開發(fā)下一代固體酸催化劑正開發(fā)下一代固體酸催化劑 雜多酸、包裹型液體酸、雜多酸、包裹型液體酸、Nafion/SiO2復合復合材料、納米分子篩復合材料、離子液體等材料、納米分子篩復合材料、離子液體等 50 化工生產過程中化工生產過程中代替揮發(fā)性有機代替揮發(fā)性有機溶劑溶劑也是開

28、發(fā)的重要方向也是開發(fā)的重要方向 揮發(fā)性有機溶劑有廣泛用途揮發(fā)性有機溶劑有廣泛用途涂料和油漆的溶劑涂料和油漆的溶劑泡沫塑料的發(fā)泡劑泡沫塑料的發(fā)泡劑微電子器件等的精密清洗微電子器件等的精密清洗服裝干洗的清洗劑服裝干洗的清洗劑化工生產過程中作為溶劑化工生產過程中作為溶劑揮發(fā)性有機溶劑對環(huán)境的危害揮發(fā)性有機溶劑對環(huán)境的危害-形成光化學煙霧形成光化學煙霧-引起和加劇多種呼吸系統(tǒng)疾病，增加癌癥發(fā)病率引起和加劇多種呼吸系統(tǒng)疾病，增加癌癥發(fā)病率-導致谷物減產、橡膠硬化等，每年造成大量損失導致谷物減產、橡膠硬化等，每年造成大量損失-二氟二氯甲烷等破壞地球大氣中的臭氧層二氟二氯甲烷等破壞地球大氣中的臭氧層51替代

29、溶劑替代溶劑-超臨界二氧化碳超臨界二氧化碳-超臨界水超臨界水-常溫離子液體常溫離子液體-兩相體系反應兩相體系反應-無溶劑體系無溶劑體系 52超臨界二氧化碳溶劑的超臨界二氧化碳溶劑的優(yōu)點優(yōu)點二氧化碳在常溫下是氣體，無色、無味、二氧化碳在常溫下是氣體，無色、無味、不燃燒、化學性質穩(wěn)定不燃燒、化學性質穩(wěn)定不會形成光化學煙霧，也不會破壞臭氧層不會形成光化學煙霧，也不會破壞臭氧層來源豐富，價格低廉來源豐富，價格低廉超臨界二氧化碳可很好地溶解一般有機化超臨界二氧化碳可很好地溶解一般有機化合物合物53用超臨界二氧化碳代替用超臨界二氧化碳代替揮發(fā)性有機溶劑進行清洗揮發(fā)性有機溶劑進行清洗替代機械、電子、醫(yī)藥和干

30、洗等行業(yè)中替代機械、電子、醫(yī)藥和干洗等行業(yè)中普遍采用的揮發(fā)性有機清洗劑普遍采用的揮發(fā)性有機清洗劑代替全氯乙烯作清洗劑代替全氯乙烯作清洗劑取代傳統(tǒng)的鹵代烴金屬清洗系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的鹵代烴金屬清洗系統(tǒng)54在噴漆過程中代替?zhèn)鹘y(tǒng)的有機溶劑在噴漆過程中代替?zhèn)鹘y(tǒng)的有機溶劑55聚苯乙烯泡沫塑料的擠塑示意圖（96年獲變更溶劑年獲變更溶劑/反應條件獎）反應條件獎）56石油化工中的應用實例石油化工中的應用實例Du Pont： 建設超臨界建設超臨界CO2為溶劑，生產氟化物單體和為溶劑，生產氟化物單體和聚合物的工廠，投資聚合物的工廠，投資2.75億美元億美元北卡羅萊納大學的北卡羅萊納大學的J M Desimone等等：

31、使用超臨界使用超臨界CO2代替氟利昂進行了氟化丙烯代替氟利昂進行了氟化丙烯酸酯的聚合反應酸酯的聚合反應 烯烴的羰基化反應、十二烷基苯乙烯與烯烴的羰基化反應、十二烷基苯乙烯與丙烯酸的聚合反應丙烯酸的聚合反應57超臨界水的應用超臨界水的應用反應類型反應類型應用應用氧化反應氧化反應處理有毒廢物處理有毒廢物脫水反應脫水反應乙醇脫水制乙烯乙醇脫水制乙烯水熱合成水熱合成無機材料無機材料加氫、烷基化加氫、烷基化烴加工烴加工水解和裂解水解和裂解煤和木材液化煤和木材液化58室溫離子液體的應用室溫離子液體的應用室溫離子液體是在室溫附近只有離子存在的沒有分子的液態(tài)物質。由于其蒸汽壓近于零，不揮發(fā)，不易燃，并且在30

32、0以下能以液體形式存在，極性很強，但其配位能力極弱，對均相絡合催化劑不會產生太大的副面影響，是一種理性的綠色溶劑。烷基咪唑類氟硼酸鹽R1R2Im+BF4-，鹵鋁酸鹽取代傳統(tǒng)的揮發(fā)性有機分子溶劑作為均相催化反應介質以實現(xiàn)清潔生產用于液-液雙相催化領域，烷基化、?；?、羰基化、異構化、加氫、聚合、Heck反應以及Diels-Alder反應等。59第一個大規(guī)模應用離子液體的第一個大規(guī)模應用離子液體的工業(yè)催化過程工業(yè)催化過程法國石油研究院目前已經找到了一種可以將離子液體催化丁烯二聚進行商業(yè)化開發(fā)的技術路線。其技術思路是將鎳絡合物的催化劑溶解在氯鋁酸鹽離子液體中，正丁烯被連續(xù)送入反應器，反應生成的產物異

33、辛烯與離子液體不互溶，可以方便實現(xiàn)催化劑的循環(huán)回收利用。已有9萬t/a的中試裝置，并獲得了專利許可證。60環(huán)境友好產品環(huán)境友好產品61設計、生產和使用設計、生產和使用環(huán)境友好產品環(huán)境友好產品這種產品在其加工、應用及功能消這種產品在其加工、應用及功能消失之后均不會對人類健康和生態(tài)環(huán)失之后均不會對人類健康和生態(tài)環(huán)境產生危害境產生危害 或者作原料來再循環(huán)利用或者作原料來再循環(huán)利用 62美國美國“總統(tǒng)綠色化學挑戰(zhàn)獎總統(tǒng)綠色化學挑戰(zhàn)獎”的的設計更安全化學品獎設計更安全化學品獎 1996年至年至2004年獲獎項目年獲獎項目Rohm & Haas公司的公司的Sea-NineTM海洋生物防垢劑海洋生物

34、防垢劑Albright & Wilson公司的公司的低毒性、能快速降解的低毒性、能快速降解的THPS殺菌劑殺菌劑Rohm & Haas公司對一類公司對一類安全高效、具有選擇性殺蟲效果的安全高效、具有選擇性殺蟲效果的ConfirmTM殺蟲劑家族的發(fā)明和應用殺蟲劑家族的發(fā)明和應用Dow AgroSciences LLC公司發(fā)明的公司發(fā)明的新型天然殺蟲劑產品新型天然殺蟲劑產品SpinosadDow AgroSciences公司的公司的Sentricon白蟻巢穴殺滅系統(tǒng)白蟻巢穴殺滅系統(tǒng) PPG公司的公司的Enviro-Prime 2000無鉛凃層無鉛凃層Pfizer 公司的合成Sert

35、raline的新工藝,反應由3步變?yōu)?步Shaw Industries 公司的“EcoWorx (tm) 地毯片”Engelhard公司的Rightfit偶氮基有機顏料 63綠色化學品的設計：綠色化學品的設計：功能與環(huán)境影響并重功能與環(huán)境影響并重 不能像過去設計時，只考慮功能，一般不能像過去設計時，只考慮功能，一般要考慮下面因素：要考慮下面因素： 物質的結構與活性的關系；物質的結構與活性的關系； 避免采用毒性功能基團；避免采用毒性功能基團； 生物吸收量最小化；生物吸收量最小化； 使輔助的物質最小化。使輔助的物質最小化。64大力研究廢塑料、纖維等材料的大力研究廢塑料、纖維等材料的“閉路循環(huán)閉路循環(huán)”回收回收 “閉路循環(huán)閉路循環(huán)”回收的實例：從尼龍地毯中回收的實例：從尼龍地毯中回收