綠色化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展課件

1、第二單元綠色化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展什么是綠色食品？提示綠色食品不是指食品的顏色，這里的綠色是環(huán)保、無毒、無污染。第二單元綠色化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展什么是綠色食品？1認(rèn)識什么是綠色化學(xué)，理解提出綠色化學(xué)的背景和宗旨。2能舉例說明實(shí)施綠色化學(xué)的生產(chǎn)方針，了解綠色化學(xué)生產(chǎn)的典型實(shí)例。了解實(shí)施綠色化學(xué)要在哪些方面對傳統(tǒng)化工生產(chǎn)的設(shè)計和工藝進(jìn)行改進(jìn)。了解什么樣的產(chǎn)品才是綠色化學(xué)產(chǎn)品。 綠色化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展課件1. 綠色化學(xué)的含義 綠色化學(xué)要求利用化學(xué)原理從源頭 ， 在化工產(chǎn)品的設(shè)計、生產(chǎn)及應(yīng)用中有害物質(zhì)的 。綠色化學(xué)要求 和 過程以“ ”(atomeconomy)為基本原則，在獲取新物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)中充分利用參與反應(yīng)

2、的原料的每個原子，實(shí)現(xiàn)“ ”(Zero emission)。消除污染減少或消除使用和產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)化學(xué)工業(yè)原子經(jīng)濟(jì) 零排放消除污染減少或消除使用和產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)化學(xué)工業(yè)原子經(jīng)濟(jì) 2綠色化學(xué)的主要原則 一些化學(xué)家曾提出綠色化學(xué)的12條原則，其中關(guān)鍵的是：使用 、 的原料或 ；生產(chǎn)利用的化學(xué)反應(yīng)是原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)，即生產(chǎn)中使用的反應(yīng)物在反應(yīng)中被 ，反應(yīng)物中各元素的原子 轉(zhuǎn)入生成物中；生產(chǎn)過程使用的催化劑是 ， 、 性的，使用的溶劑也應(yīng)是 、 的；生產(chǎn)過程的能耗 ，最好能在 下實(shí)現(xiàn)；選擇化學(xué)生產(chǎn)過程中需要的物質(zhì)，應(yīng)盡量使發(fā)生 的幾率和 降低到最低程度，得到的產(chǎn)品在不能使用后要可 成無害物質(zhì)。無毒無害可再生資

3、源充分利用全部無毒無害有高選擇無毒無害要低常溫常壓化學(xué)意外事故危害性降解2綠色化學(xué)的主要原則無毒無害可再生資源充分利用全部無毒無害現(xiàn)代的許多有機(jī)合成工藝使用不可再生的 為原料，在生產(chǎn)過程中，尤其在各種氧化反應(yīng)階段，存在較多的污染嚴(yán)重的反應(yīng)。化學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)可以使用 、 原材料等 資源代替石油產(chǎn)品來制備有機(jī)化合物，從而避免生產(chǎn)過程中 的反應(yīng)，同時解決 的問題。石油煉制產(chǎn)品農(nóng)業(yè)性生物性污染嚴(yán)重資源枯竭可再生1.原料綠色化石油煉制產(chǎn)品農(nóng)業(yè)性生物性污染嚴(yán)重資源枯竭可再生1.原料綠色化2催化劑綠色化 催化劑的使用提高了 、 。化學(xué)家研究并利用一些新的催化劑，找到了許多新的合成化合物的反應(yīng)路線，減少了化學(xué)轉(zhuǎn)

4、化的步驟和使用的試劑，避免了反應(yīng)廢物的增加。 但是，許多催化劑 ，要求的反應(yīng)條件 。 如何設(shè)計和使用高效無害的催化劑，也就成了綠色化學(xué)的重要內(nèi)容。如一類結(jié)晶型的 ，具有 的微孔結(jié)構(gòu)，能在分子水平上篩分物質(zhì)，可作為分子篩。分子篩在催化劑領(lǐng)域中占有重要的地位。反應(yīng)速率生產(chǎn)效率較苛刻有劇毒硅鋁酸鹽均一2催化劑綠色化反應(yīng)速率生產(chǎn)效率較苛刻有劇毒硅鋁酸鹽均一3溶劑的綠色化 科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，溫度低于31 、壓強(qiáng)超過7.38 MPa時，二氧化碳處于 (supercritical)狀態(tài)；當(dāng)溫度低于31 時，只要壓強(qiáng)足夠大，就可以得到 或 二氧化碳。超臨界二氧化碳和液態(tài)二氧化碳擴(kuò)散速率 ，可以很好地 相對分子質(zhì)

5、量比較小的有機(jī)化合物，如碳原子數(shù)在 的脂肪烴、鹵代烴、醛、酮、酯等；若再加入適當(dāng)?shù)?，又可以溶解許多工業(yè)材料，如聚合物、重油、石蠟、油脂、蛋白質(zhì)、重金屬等。因此，可以用超 或 代替工業(yè)有機(jī)溶劑。超臨界20以內(nèi)表面活性劑臨界二氧化碳液態(tài)二氧化碳液態(tài)固態(tài)快溶解3溶劑的綠色化超臨界20以內(nèi)表面活性劑臨界二氧化碳液態(tài)二氧4產(chǎn)品綠色化 當(dāng)今社會的各個生產(chǎn)、生活領(lǐng)域已經(jīng)離不開 ，但化學(xué)產(chǎn)品對人類自身的 、對生態(tài)環(huán)境的 也是不可忽視的。唯一的出路是生產(chǎn)和使用對人類和環(huán)境無害的化學(xué)產(chǎn)品。人們渴望對人類和環(huán)境無害的綠色化學(xué)產(chǎn)品。 綠色化學(xué)產(chǎn)品的特征是：產(chǎn)品的使用不會引起 和 ，不會 ；產(chǎn)品失去使用價值后，可以

6、造成新產(chǎn)品，或者可以在環(huán)境中 為無害物質(zhì)。化學(xué)產(chǎn)品危害破壞人類的健康問題環(huán)境污染問題對生態(tài)環(huán)境造成危害再循環(huán)利用降解4產(chǎn)品綠色化化學(xué)產(chǎn)品危害破壞人類的健康問題環(huán)境污染問題對生現(xiàn)在，已有多種綠色化學(xué)產(chǎn)品問世。例如，化學(xué)殺蟲劑的新品種二?；?，它能模仿昆蟲體內(nèi)一種蛻化素的作用，引發(fā)昆蟲蛻皮，調(diào)節(jié)昆蟲發(fā)育，從而擾亂昆蟲的生長發(fā)育，使昆蟲停食死亡。同時，它對其他動物則是安全的，而且用量低，是目前 、 、 的昆蟲控制劑之一。 最安全最具選擇最有效現(xiàn)在，已有多種綠色化學(xué)產(chǎn)品問世。例如，化學(xué)殺蟲劑的新品種 產(chǎn)品綠色化的特征是什么？提示產(chǎn)品的使用不會引起人類的健康問題和環(huán)境污染問題，不會對生態(tài)環(huán)境造成危害；產(chǎn)

7、品失去使用價值后，可以再生循環(huán)利用制造新產(chǎn)品，或者可以在環(huán)境中降解為無害物質(zhì)。 綠色化學(xué)的核心內(nèi)容是什么？提示原子的經(jīng)濟(jì)性不使用和產(chǎn)生有害、有毒物質(zhì)物質(zhì)可再生，循環(huán)使用。 你對“原子的經(jīng)濟(jì)性”如何理解？提示原子的利用率要盡可能最大(100%)【慎思1】【慎思2】【慎思3】 產(chǎn)品綠色化的特征是什么？【慎思1】【慎思2(1)防止防止產(chǎn)生廢棄物要比產(chǎn)生后再去處理和凈化好得多。(2)講原子經(jīng)濟(jì)應(yīng)該設(shè)計這樣的合成程序，使反應(yīng)過程中所用的物料能最大限度地進(jìn)到終級產(chǎn)物中。(3)較少有危害性的合成反應(yīng)出現(xiàn)無論如何要使用可以行得通的方法，使得設(shè)計合成程序只選用或產(chǎn)出對人體或環(huán)境毒性很小最好無毒的物質(zhì)。(4)設(shè)計

8、要使所生成的化學(xué)產(chǎn)品是安全的設(shè)計化學(xué)反應(yīng)的生成物不僅具有所需的性能，還應(yīng)具有最小的毒性。綠色化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展課件(5)溶劑和輔料是較安全的盡量不用輔料(如溶劑或析出劑)，當(dāng)不得已使用時，盡可能應(yīng)是無害的。(6)設(shè)計中能量的使用要講效率盡可能降低化學(xué)過程所需能量，還應(yīng)考慮對環(huán)境和經(jīng)濟(jì)的效益。合成程序盡可能在大氣環(huán)境的溫度和壓強(qiáng)下進(jìn)行。(7)用可以回收的原料只要技術(shù)上、經(jīng)濟(jì)上是可行的，原料應(yīng)能回收而不是使之變壞。(8)盡量減少派生物應(yīng)盡可能避免或減少多余的衍生反應(yīng)(用于保護(hù)基團(tuán)或取消保護(hù)和短暫改變物理、化學(xué)過程)，因?yàn)檫M(jìn)行這些步驟需添加一些反應(yīng)物同時也會產(chǎn)生廢棄物。(5)溶劑和輔料是較安全的盡量不

9、用輔料(如溶劑或析出劑)(9)催化作用催化劑(盡可能是具有選擇性的)比符合化學(xué)計量數(shù)的反應(yīng)物更占優(yōu)勢。(10)要設(shè)計降解按設(shè)計生產(chǎn)的生成物，當(dāng)其有效作用完成后，可以分解為無害的降解產(chǎn)物，在環(huán)境中不繼續(xù)存在。(11)防止污染進(jìn)程能進(jìn)行實(shí)時分析需要不斷發(fā)展分析方法，在實(shí)時分析、進(jìn)程中監(jiān)測，特別是對形成危害物質(zhì)的控制上。(12)特別是從化學(xué)反應(yīng)的安全上防止事故發(fā)生在化學(xué)過程中，反應(yīng)物(包括其特定形態(tài))的選擇應(yīng)著眼于使包括釋放、爆炸、著火等化學(xué)事故的可能性降至最低。(9)催化作用催化劑(盡可能是具有選擇性的)比符合化學(xué)計 下列做法中不符合“綠色化學(xué)”思想的是 ()。A以水性涂料代替油性涂料B以無磷洗滌

10、劑代替含磷洗滌劑C實(shí)驗(yàn)后的有毒有害物質(zhì)應(yīng)分類收集，統(tǒng)一處理D在通風(fēng)櫥中制取氯氣時不用NaOH溶液吸收尾氣【例1】 下列做法中不符合“綠色化學(xué)”思想的是 解析A關(guān)于水溶性涂料和油性涂料問題：水性涂料水為稀釋劑，油性涂料就會以甲苯、二甲苯、醋酸丁酯等有機(jī)溶劑為稀釋劑，二者用途不同，比如，用在工業(yè)建筑大樓，辦公大樓內(nèi)外墻，就用水性的較好；如用在金屬機(jī)件上，管道，罐體會用到防腐隔熱的油性涂料，但是后者由于用到有機(jī)溶劑來溶解稀釋，會污染環(huán)境。B.含磷洗滌劑會導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化；D.在通風(fēng)櫥中制取氯氣，多余氯氣仍然會排入大氣中，因此要進(jìn)行尾氣處理。答案D解析A關(guān)于水溶性涂料和油性涂料問題：水性涂料水為稀釋劑

11、，綠色化學(xué)的十二條原則中關(guān)鍵是：使用無害、無毒原料或可再生資源原子經(jīng)濟(jì)性催化劑和溶劑無毒、無害反應(yīng)低耗能綠色化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展課件 以節(jié)能減排為基礎(chǔ)的低碳經(jīng)濟(jì)是保持社會可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略舉措。下列做法違背發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的是 ()。A發(fā)展氫能和太陽能B限制塑料制品的使用C提高原子利用率，發(fā)展綠色化學(xué)D盡量用純液態(tài)有機(jī)物代替水作溶劑解析純液態(tài)有機(jī)物多為烴，用有機(jī)物代替水作溶劑與“節(jié)能減排”的思想相違背。答案D【體驗(yàn)1】 以節(jié)能減排為基礎(chǔ)的低碳經(jīng)濟(jì)是保持社會可持續(xù)(1)設(shè)計不使用易揮發(fā)的有機(jī)溶劑，以水溶液或非揮發(fā)性有機(jī)溶劑為介質(zhì)的涂料。(2)設(shè)計的顆粒狀或粉狀的產(chǎn)品，微粒直徑應(yīng)大于10 m，避免隨人的呼吸進(jìn)入呼吸系統(tǒng)，引起危害。(3)設(shè)計可被微生物降解的塑料，如由乳酸聚合生成的聚乳酸樹脂。(4)開發(fā)清潔能源，如生產(chǎn)異構(gòu)化烷烴含量高的清潔汽油(它具有高的辛烷值，即抗爆性強(qiáng))，取代加有含鉛化合物的汽油。綠色化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展課件綠色化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展課件其中符合原子節(jié)約要求的生產(chǎn)過程是()。A只有 B只有 C只有 D解析直接氧化，一步反應(yīng)的產(chǎn)率更高，而且生成的丙酮也是重要的化工試劑。答案C提高原