綠色化學(xué)與科技

1案例一：DDT，持久有機(jī)污染物之一?

DDT是人所共知的曾是應(yīng)用廣泛的殺蟲劑。?然而，它在鳥類體內(nèi)累積后，造成蛋殼變薄，使很多鳥類種群顯著減少，如獵鷹，禿鷹，鶚和棕色鵜鶘等。★其它一些持久性多氯代化合物，如PCBs，二惡英，已知是具有雌激素性質(zhì)，成為環(huán)境內(nèi)分泌干擾物。南極企鵝體內(nèi)也檢驗(yàn)出DDT2由于很多化學(xué)品有毒，出現(xiàn)了一些憎化學(xué)品（Chemphobia）的呼聲，認(rèn)為全天然(Allnatural)總比化學(xué)品為好！其實(shí)不然，天然物中也含有有毒化學(xué)物質(zhì)。當(dāng)用發(fā)霉的花生喂火雞時(shí)造成火雞發(fā)病或死亡才發(fā)現(xiàn)了它，已知它是致癌物。AflatoxinB1，黃曲霉毒素案例三：黃曲霉毒素3人吃了由黑麥上生長(zhǎng)的麥角酸制成的麥角酸衍生物后，即變得發(fā)狂。Lysergicacid，麥角酸案例四：麥角酸4當(dāng)人吃了未處理好的河豚魚，可能中毒致死，由于它含有河豚毒素，可造成肺臟麻痹而死亡。有些商人用黃樟樹根提取物作軟飲料的香味劑，其中就含有黃樟素，它是一種致癌物。Safrole，黃樟素案例五：5天然食物中有的也含有有益的化學(xué)物質(zhì)，比如水果和蔬菜中常常含有天然抗氧化劑，像葡萄中含有的resveratrol即可抑制腫瘤的發(fā)生發(fā)展。綠色化學(xué)中盡量選擇無毒少毒原料并最少使用易燃易爆和具有高反應(yīng)活性的材料。Resveratrol案例六：6

（一）什么是綠色化學(xué)

綠色化學(xué)又稱環(huán)境無害化學(xué)、環(huán)境友好化學(xué)、清潔化學(xué)，即：用化學(xué)的技術(shù)和方法去減少或消滅對(duì)人類健康、社區(qū)安全、生態(tài)環(huán)境有害的原料、催化劑、溶劑和試劑等的使用和產(chǎn)生。

二.綠色化學(xué)7綠色化學(xué)的主要內(nèi)容無毒無害原料可再生資源環(huán)境友好產(chǎn)品回歸自然廢物回收利用無毒無害催化劑

無毒無害溶劑原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)8（1）預(yù)防（2）原子經(jīng)濟(jì)（3）無害（或少害）的化學(xué)合成（4）設(shè)計(jì)無危險(xiǎn)的化學(xué)品（5）安全的溶劑和助劑（6）設(shè)計(jì)要有能效（7）使用可再生的原料（8）減少衍生物（9）催化作用（10）設(shè)計(jì)要考慮降解（11）為了預(yù)防污染進(jìn)行實(shí)時(shí)分析（12）防止事故發(fā)生的固有安全化學(xué)

（三）綠色化學(xué)的12條原則9☆

大力開發(fā)醫(yī)藥等精細(xì)化工產(chǎn)品的“原子經(jīng)濟(jì)”反應(yīng)，力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)廢物“零排放”☆

大宗有機(jī)化工品的第二代綠色生產(chǎn)技術(shù)正在開發(fā)☆超臨界CO2代替有毒、有害溶劑正在推廣應(yīng)用☆利用可再生資源生產(chǎn)大宗有機(jī)化工產(chǎn)品方興未艾☆工農(nóng)結(jié)合,生產(chǎn)超清潔生物柴油☆永恒的主題——設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和使用環(huán)境友好產(chǎn)品☆回收廢塑料、纖維等材料，走上“閉路循環(huán)”之路（四）綠色化學(xué)科技成果舉例10醫(yī)藥、農(nóng)藥、功能化學(xué)品的研究——綠色化學(xué)最活躍的前沿領(lǐng)域

大力研究原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)和手性合成等醫(yī)藥、農(nóng)藥等產(chǎn)品要引進(jìn)多種官能團(tuán)和調(diào)整化學(xué)結(jié)構(gòu)，生產(chǎn)往往經(jīng)過多步反應(yīng)，需要配套開發(fā)技術(shù)，才能推向工業(yè)化112、大宗有機(jī)化工產(chǎn)品的第二代綠色生產(chǎn)技術(shù)正在開發(fā)

烴類氧化的“原子經(jīng)濟(jì)”反應(yīng)正在改進(jìn)替代劇毒光氣等原料的綠色技術(shù)，研究降低成本開發(fā)新一代苯與烯烴烷基化無毒無害固體酸催化劑12烴類氧化的“原子經(jīng)濟(jì)”反應(yīng)正在改進(jìn)20世紀(jì)80年代發(fā)明鈦硅分子篩作為催化劑采用H2O2為氧化劑實(shí)現(xiàn)下列“原子經(jīng)濟(jì)”反應(yīng)丙烯環(huán)氧化制環(huán)氧丙烷環(huán)己酮氨氧化制環(huán)己酮肟苯酚氧化制對(duì)苯二酚13目前針對(duì)烴類催化氧化的不足，又有了新進(jìn)展

降低H2O2費(fèi)用原位H2、O2合成H2O2，與丙烯環(huán)氧化集成新氧化劑—異丙苯過氧化物新氧化催化材料Sn/沸石有機(jī)氮絡(luò)合Fe2+系催化劑含鎢的金屬簇相轉(zhuǎn)移催化劑……14替代劇毒光氣等原料的綠色技術(shù)

需要降低成本

1984年印度博帕爾光氣泄漏事件

2000年羅馬尼亞一家工廠的氰化物泄漏到多瑙河支流事件

造成人身傷亡、生態(tài)環(huán)境嚴(yán)重破壞需要開發(fā)綠色技術(shù)15替代光氣制造異氰酸酯工藝

伯胺和二氧化碳或碳酸二甲酯反應(yīng)伯胺和一氧化碳進(jìn)行氧化羰化硝基苯和一氧化碳羰基化正在小試、中試，比光氣法生產(chǎn)成本高10％，需要降低成本

16

3、超臨界二氧化碳代替有毒、有害溶劑正在推廣應(yīng)用

揮發(fā)性有機(jī)溶劑有廣泛用途涂料和油漆的溶劑泡沫塑料的發(fā)泡劑微電子器件等的精密清洗服裝干洗的清洗劑化工生產(chǎn)過程中作為溶劑揮發(fā)性有機(jī)溶劑對(duì)環(huán)境的危害形成光化學(xué)煙霧引起和加劇多種呼吸系統(tǒng)疾病，增加癌癥發(fā)病率導(dǎo)致谷物減產(chǎn)、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17超臨界二氧化碳溶劑的優(yōu)點(diǎn)二氧化碳在常溫下是氣體，無色、無味、不燃燒、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定不會(huì)形成光化學(xué)煙霧，也不會(huì)破壞臭氧層來源豐富，價(jià)格低廉超臨界二氧化碳可很好地溶解一般有機(jī)化合物18用超臨界二氧化碳代替

揮發(fā)性有機(jī)溶劑的應(yīng)用替代機(jī)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(jī)清洗劑代替氟氯烴作泡沫塑料的發(fā)泡劑超臨界CO2為溶劑，生產(chǎn)氟化物單體和聚合物19超臨界二氧化碳代替有毒、有害溶劑的發(fā)展

利用我國合成氨廠、煉油廠中制氫裝置大量排放的CO2，開發(fā)（或引進(jìn)）超臨界CO2技術(shù)在房屋裝修、泡沫塑料生產(chǎn)、服裝干洗等中應(yīng)用，形成新興產(chǎn)業(yè)。204、利用可再生資源生產(chǎn)大宗有機(jī)化工產(chǎn)品

以植物為主的生物質(zhì)資源是一個(gè)可再生的巨大資源寶庫，利用可再生資源可以消除污染，用之不竭，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展開發(fā)生物催化技術(shù)是關(guān)鍵21國外生物技術(shù)生產(chǎn)大宗

化工產(chǎn)品已取得突破DuPont和GenecorInternational等合作建成由玉米生產(chǎn)1，3―丙二醇(PDO)裝置，成本比化學(xué)法低15％Cargill―DOW公司正在建設(shè)一個(gè)14萬t/a的聚乳酸工廠，用于生產(chǎn)塑料、纖維225、工農(nóng)結(jié)合,生產(chǎn)超清潔生物柴油生物柴油的特點(diǎn)減少汽車尾氣中SOx和顆粒物排放整個(gè)過程少排放CO2，減少溫室效應(yīng)本身無毒、無害，能自行分解回歸自然具有一定的潤滑性，從而延長(zhǎng)機(jī)動(dòng)車的壽命燃燒熱值稍低，傾點(diǎn)較高，影響低溫啟動(dòng)23生物柴油的制造植物油與甲醇（乙醇）酯交換制得

棉籽油、棕櫚油、椰子油、菜籽油、野生植物油以及海藻等化學(xué)法液堿催化固體堿催化二段催化酶催化24我國發(fā)展生物柴油的意義、

問題及對(duì)策超清潔柴油有利于增產(chǎn)柴油、調(diào)整柴汽比減少原油進(jìn)口，多一條運(yùn)輸能源安全保障的途徑多一條農(nóng)林業(yè)增產(chǎn)、增收途徑關(guān)鍵是植物油成本高，難與石油柴油競(jìng)爭(zhēng)對(duì)策：政府支持與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)合（農(nóng)業(yè)加工工業(yè)）種植低成本油料作物改進(jìn)工藝，利用副產(chǎn)品（甘油、潤滑劑、清潔溶劑等）降低成本25綠色化學(xué)品的設(shè)計(jì)：

功能與環(huán)境影響并重

轉(zhuǎn)變觀念——產(chǎn)品功能與環(huán)境影響并重，設(shè)計(jì)、研制新產(chǎn)品時(shí)，一般要考慮下面因素：物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與活性的關(guān)系避免采用毒性功能基團(tuán)生物吸收量最小化使輔助的物質(zhì)最小化6、永恒的主題——設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和使用環(huán)境友好產(chǎn)品

環(huán)境友好產(chǎn)品——在加工和應(yīng)用過程中及功能消失之后均不會(huì)對(duì)人類健康和生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生危害

267、廢塑料、纖維等材料的回收，走上“閉路循環(huán)”之路

“閉路循環(huán)”回收的實(shí)例：從尼龍地毯中回收己內(nèi)酰胺DuPont公司舊地毯送回工廠，從底層除去地毯纖維，碾碎成尼龍細(xì)絨，再混合成型利用AlliedSignal和