《綠色化學(xué)》教學(xué)大綱

《綠色化學(xué)》教學(xué)大綱先修課程：無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、高分子化學(xué)與物理、化工原理等MHHJH、HJ、HHFGC修訂時(shí)間：20238〔2023〕年版一、課程介紹2090學(xué)目標(biāo)的興穿插學(xué)科，是當(dāng)今國(guó)際化學(xué)化工科學(xué)爭(zhēng)論的前沿和重要發(fā)展實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)和可持續(xù)進(jìn)展的重要科學(xué)技術(shù)根底。開設(shè)本課程的目的在于通過在大學(xué)生中普及綠色化學(xué)根本學(xué)問，培育大學(xué)生的綠色化學(xué)意識(shí)，了解如何利用科學(xué)技術(shù)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)進(jìn)展。這對(duì)于提高大學(xué)生的綜合素養(yǎng)，增加社會(huì)責(zé)任感格外重要。二、本課程教學(xué)在專業(yè)人才培育中的地位和作用通過本課程的學(xué)習(xí)，使同學(xué)們較好地了解綠色化學(xué)的興起與進(jìn)展，把握綠色化學(xué)的根本原理和方法，生疏化學(xué)化工行業(yè)中具有先進(jìn)性、有用性和前瞻性的綠色化學(xué)技術(shù)及其在現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)中的應(yīng)用，樹立以綠色化學(xué)為核心的可持續(xù)進(jìn)展觀，為將來從事本專業(yè)相關(guān)工作和在科學(xué)爭(zhēng)論過程中時(shí)時(shí)刻刻以可持續(xù)進(jìn)展的觀點(diǎn)考慮問題打下確定的根底。三、本課程教學(xué)所要到達(dá)的根本目標(biāo)理解并把握本課程中的一些根本概念，根本原理和應(yīng)用實(shí)例。本課程主要講授綠色化學(xué)的形成與進(jìn)展?fàn)顩r、根本原理、設(shè)計(jì)安全有效目標(biāo)化合物的原理和方法、設(shè)計(jì)安全有效目標(biāo)化合物的應(yīng)用實(shí)例、綠色化學(xué)方法、綠色化學(xué)的應(yīng)用實(shí)例、綠色化學(xué)的進(jìn)展趨勢(shì)簡(jiǎn)介等內(nèi)容，通過課堂講授、習(xí)題課、專題講座、課堂爭(zhēng)論、演算習(xí)題、自學(xué)和學(xué)生自主命題小論文等教學(xué)環(huán)節(jié)到達(dá)本課程的教學(xué)目的。四、學(xué)生學(xué)習(xí)本課程應(yīng)把握的方法與技能了解綠色化學(xué)這門興穿插學(xué)科的興起與進(jìn)展，把握綠色化學(xué)的爭(zhēng)論內(nèi)容、特點(diǎn)以及在國(guó)內(nèi)外的進(jìn)展概況；關(guān)注人類社會(huì)目前面臨的主要挑戰(zhàn)，資源、環(huán)境和安康問題及其化學(xué)本質(zhì)，樹立以綠色化學(xué)為核心的可持續(xù)進(jìn)展觀。2、教學(xué)內(nèi)容：綠色化學(xué)的興起與進(jìn)展：生態(tài)環(huán)境的危機(jī)呼喚綠色化學(xué)，環(huán)境保護(hù)的宣傳和法規(guī)推動(dòng)綠色化學(xué)，化學(xué)工業(yè)的進(jìn)展催化綠色化學(xué)，可持續(xù)進(jìn)展促進(jìn)綠色化學(xué)，綠色化學(xué)和技術(shù)成為各國(guó)政府和學(xué)術(shù)界關(guān)注的熱點(diǎn)；綠色化學(xué)的爭(zhēng)論內(nèi)容和特點(diǎn)：綠色化學(xué)的含義、綠色化學(xué)的爭(zhēng)論內(nèi)容及特點(diǎn)；綠色化學(xué)在國(guó)內(nèi)外的進(jìn)展概況：綠色化學(xué)在國(guó)外的進(jìn)展概況，我國(guó)格外重視綠色化學(xué)的爭(zhēng)論工作；綠色化學(xué)是我國(guó)化學(xué)工業(yè)可持續(xù)進(jìn)展的必由之路：綠色化學(xué)所引發(fā)的產(chǎn)業(yè)革命，綠色化學(xué)是我國(guó)化學(xué)工業(yè)可持續(xù)進(jìn)展的優(yōu)選模式。3、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：重點(diǎn)：綠色化學(xué)的爭(zhēng)論內(nèi)容與特點(diǎn)；難點(diǎn)：樹立以綠色化學(xué)為核心的可持續(xù)進(jìn)展觀。4、本章思考題：〔1〕21為什么說綠色化學(xué)是我國(guó)化學(xué)工業(yè)可持續(xù)進(jìn)展的必由之路？【其次章】綠色化學(xué)原理〔4〕1、教學(xué)目的和要求：了解：綠色化學(xué)的十二條原則及十二條附加原則；2、教學(xué)內(nèi)容：〔1〕防止污染優(yōu)于污染治理：末端治理與污染防治，末端治理的局限性，污染防治措施；〔2〕原子經(jīng)濟(jì)性：原子經(jīng)濟(jì)性的概念，常見化學(xué)反響的原子經(jīng)濟(jì)性；綠色化學(xué)合成：承受無毒、無害的原料，轉(zhuǎn)變合成路徑，實(shí)行綠色化學(xué)合成；設(shè)計(jì)安全化學(xué)品：安全化學(xué)品的含義，設(shè)計(jì)安全化學(xué)品的一般原則，設(shè)計(jì)安全化學(xué)品的方法；承受安全的溶劑和助劑：常規(guī)有機(jī)溶劑的環(huán)境危害；安全溶劑：水、二氧化碳、離子液體；固定化溶劑及無溶劑系統(tǒng)；合理使用和節(jié)約能源：化學(xué)工業(yè)中的能源使用，的能源利用技術(shù)，優(yōu)化反響條件；〔7〕利用可再生資源合成化學(xué)品：可再生資源與不行再生資源，利用可再生資源合成化學(xué)品；削減不必要的衍生化步驟：引入保護(hù)基團(tuán)，臨時(shí)轉(zhuǎn)變某些物質(zhì)的宏觀性質(zhì)或功能，參與官能團(tuán)提高反響選擇性；承受高選擇性的催化劑：催化作用優(yōu)于化學(xué)計(jì)量關(guān)系，環(huán)境友好催化劑，環(huán)境友好催化過程；設(shè)計(jì)可降解化學(xué)品：化學(xué)品廢棄物的危害性，化學(xué)品設(shè)計(jì)應(yīng)考慮降解功能；〔11〕預(yù)防污染的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)分析；〔12〕防止生產(chǎn)事故的安全工藝。3、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：重點(diǎn)：綠色化學(xué)的十二條原則及十二條附加原則；4、本章思考題：〔1〕末端治理與污染預(yù)防的根本區(qū)分是什么？為什么說“防止污染優(yōu)于污染治理？”〔2〕什么是原子經(jīng)濟(jì)性？提高化學(xué)反響的原子經(jīng)濟(jì)性有什么意義？【第三章】無機(jī)合成反響的綠色化技術(shù)〔共4〕1、教學(xué)目的和要求：了解：常見的綠色無機(jī)合成反響的應(yīng)用實(shí)例；把握：常見的綠色無機(jī)合成反響的原理。2、教學(xué)內(nèi)容：〔1〕水熱合成法：水熱合成法的原理，水熱合成法的應(yīng)用實(shí)例；〔2〕溶膠-凝膠法：溶膠-凝膠法的原理，溶膠-凝膠法的應(yīng)用實(shí)例。局部化學(xué)反響法：脫水反響、嵌入反響、離子交換反響、同晶置換反響、分解反響、氧化復(fù)原反響；低熱固相反響：低熱固相反響的反響機(jī)理及化學(xué)反響規(guī)律，低熱固相反響的應(yīng)用；〔5〕流變相反響：流變相反響的原理，流變相反響的應(yīng)用；〔6〕先驅(qū)物法：先驅(qū)物法的原理，先驅(qū)物法的應(yīng)用；〔7〕助溶劑法：助溶劑法的原理，助溶劑法的應(yīng)用；〔8〕化學(xué)氣相沉積法：化學(xué)氣相沉積法的原理，化學(xué)氣相沉積法的應(yīng)用；〔9〕聚合物模板法：聚合物模板法的原理，聚合物模板法的應(yīng)用實(shí)例。3、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：〔1〕重點(diǎn)：常見的綠色無機(jī)合成反響的應(yīng)用實(shí)例；〔2〕難點(diǎn)：常見的綠色無機(jī)合成反響的原理。4、本章思考題：說明制備鄰苯二甲酸銅的流變相反響原理。說明以淀粉為模板合成納米銀材料的原理及制備過程。【第四章】綠色有機(jī)合成〔4〕1、教學(xué)目的和要求：〔1〕了解：常見的綠色有機(jī)合成反響的應(yīng)用實(shí)例；〔2〕把握：常見的綠色有機(jī)合成反響的原理。2、教學(xué)內(nèi)容：高效化學(xué)催化的有機(jī)合成：固體酸催化的有機(jī)合成，固體堿酸催化的有機(jī)合成，離子液體催化劑；生物催化的有機(jī)合成：酶催化的根本原理，生物催化劑的主要種類，生物催化反響的典型工藝；氟兩相系統(tǒng)的有機(jī)合成：氟兩相系統(tǒng)的反響原理，氟兩相系統(tǒng)的主要應(yīng)用實(shí)例；〔4〕相轉(zhuǎn)移催化的有機(jī)合成：相轉(zhuǎn)移催化反響原理，相轉(zhuǎn)移催化反響的應(yīng)用；〔5〕組和化學(xué)合成：組和化學(xué)合成原理，組和化學(xué)的應(yīng)用；〔6〕有機(jī)電化學(xué)合成：有機(jī)電化學(xué)合成原理，電化學(xué)合成的典型工藝。3、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：〔1〕重點(diǎn)：常見的綠色有機(jī)合成反響的應(yīng)用實(shí)例；〔2〕難點(diǎn)：常見的綠色有機(jī)合成反響的原理。4、本章思考題：什么是固體酸、固體堿？它們適合用作哪些反響的催化劑？雜多酸〔鹽〕的主要制備方法是什么？說明固相合成法制備磷鉬酸銨的過程?！镜谖逭隆扛叻肿硬牧系木G色合成化學(xué)〔共4〕1、教學(xué)目的和要求：〔1〕了解：常見的高分子材料綠色合成反響的應(yīng)用實(shí)例；〔2〕把握：常見的高分子材料綠色合成反響的原理。2、教學(xué)內(nèi)容：以水位分散介質(zhì)的聚合技術(shù)：以水為介質(zhì)聚合的特點(diǎn)，水相聚合系統(tǒng)的組成及其作用水相聚合反響原理；離子液體中的聚合技術(shù)：自由基聚合、離子聚合、縮聚和加聚反響，配位聚合，電化學(xué)聚合；超臨界流體中的聚合技術(shù)：超臨界二氧化碳中的聚合反響，超臨界介質(zhì)中聚合物的解聚反響；低殘存VOC聚氨酯的原料，水性聚氨酯樹脂的制備，水性聚氨酯的性能，水性聚氨酯的應(yīng)用；輻射交聯(lián)技術(shù)：輻射交聯(lián)與裂解的根本原理，輻射聚合的主要特點(diǎn)，輻射交聯(lián)對(duì)聚合物性能的影響，輻射交聯(lián)技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用；輻射交聯(lián)技術(shù)在生物醫(yī)用材料方面的應(yīng)用；〔6〕等離子體聚合技術(shù)：等離子體的種類及特點(diǎn)，等離子體聚合機(jī)理及實(shí)際應(yīng)用；〔7〕酶催化聚合技術(shù)：酶催化開環(huán)聚合，酶催化縮聚反響。3、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：〔1〕重點(diǎn)：常見的高分子材料綠色合成反響的應(yīng)用實(shí)例；〔2〕難點(diǎn)：常見的高分子材料綠色合成反響的原理。4、本章思考題：〔1〕離子液體中能夠進(jìn)展哪種聚合反響？舉例說明?！?〕簡(jiǎn)述酶催化聚合已內(nèi)酯的開環(huán)聚合機(jī)理?！镜诹隆烤?xì)化工的綠色化〔4〕1、教學(xué)目的和要求：了解：精細(xì)化工的綠色化實(shí)例；把握：精細(xì)化工原料、工藝技術(shù)及產(chǎn)品的綠色化。2、教學(xué)內(nèi)容：制藥工業(yè)的綠色化：綠色化學(xué)制藥，綠色生物制藥，綠色自然藥物；農(nóng)藥工業(yè)的綠色化：綠色農(nóng)藥的含義及分類，綠色生物農(nóng)藥，綠色化學(xué)農(nóng)藥，綠色農(nóng)藥制劑；外表活性劑的綠色化：磷酸酯類外表活性劑，自然可再生資源〔4〕阻燃劑的綠色化：無機(jī)阻燃劑，磷-氮系阻燃劑，磷酸酯類阻燃劑，復(fù)配型磷系阻燃劑；〔5〕電子化學(xué)品的綠色化：輻射線抗蝕劑，聚酰亞胺封裝材料，聚碳酸酯材料，環(huán)氧模塑料，聚苯胺材料，超凈高純化學(xué)試劑；3、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：重點(diǎn)：精細(xì)化工的綠色化實(shí)例；難點(diǎn)：精細(xì)化工原料、工藝技術(shù)及產(chǎn)品的綠色化。4、本章思考題：〔1〕簡(jiǎn)述超臨界流體萃取技術(shù)在自然藥物提取中的特點(diǎn)?！?〕簡(jiǎn)述綠色農(nóng)藥的進(jìn)展方向和趨勢(shì)。【第七章】化學(xué)工藝的綠色化〔共2〕1、教學(xué)目的和要求：〔1〕了解：典型產(chǎn)品的綠色化工藝實(shí)例；〔2〕把握：綠色工程原理及其所追求的目標(biāo)。2、教學(xué)內(nèi)容：〔1〕典型產(chǎn)品的綠色化工藝：過氧化氫的綠色合成工藝，1,3醇綠色工藝的開發(fā)，己二酸的綠色合成工藝，聚天冬氨酸的綠色合成工藝，聚乳酸的綠色合成工藝；〔2〕綠色工程：綠色工程原理，綠色工程所追求的目標(biāo)。3、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：〔1〕重點(diǎn)：典型產(chǎn)品的綠色化工藝實(shí)例；〔2〕難點(diǎn)：綠色工程原理及其所追求的目標(biāo)。4、本章思考題：〔1〕在綠色化學(xué)工藝的實(shí)施過程中，如何提高原子利用率？〔2〕生產(chǎn)己二酸的綠色化學(xué)工藝具有哪些特點(diǎn)？【第八章】能源工業(yè)的綠色化〔2〕1、教學(xué)目的和要求：〔1〕了解：化石燃料清潔利用技術(shù)，生物質(zhì)能的爭(zhēng)論與開發(fā)；〔2〕把握：可再生能源與可持續(xù)進(jìn)展。2、教學(xué)內(nèi)容：〔1〕化石燃料清潔利用技術(shù)：能源消耗對(duì)環(huán)境的影響，煤的干凈燃燒與高效利用技術(shù)；〔2〕生物質(zhì)能的爭(zhēng)論與開發(fā)：生物質(zhì)能利用現(xiàn)狀，生物質(zhì)能利用技術(shù)，生物質(zhì)能發(fā)電，生物柴油，燃料乙醇，生物質(zhì)制氫；〔3〕清潔能源的開發(fā)利用：太陽能，風(fēng)能，地?zé)?，海洋能?！?〕可3、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：〔1〕重點(diǎn)：化石燃料清潔利用技術(shù)，生物質(zhì)能的爭(zhēng)論與開發(fā)；〔2〕難點(diǎn)：可再生能源與可持續(xù)進(jìn)展。4、本章思考題：舉例說明幾種清潔能源開發(fā)利用的形式。從能源利用的方面考慮，應(yīng)如何走好可持續(xù)進(jìn)展的道路？【第九章】綠色化學(xué)中的過程強(qiáng)化技術(shù)集成〔共2學(xué)時(shí)〕1、教學(xué)目的和要求：〔1〕了解：常見的化工過程強(qiáng)化技術(shù)集成設(shè)備；〔2〕把握：常見的化工過程強(qiáng)化技術(shù)集成的原理。2、教學(xué)內(nèi)容：化工過程強(qiáng)化技術(shù)集成：多功能反響技術(shù)，膜催化反響器，分別技術(shù)的集成，利用其它形式的能量的強(qiáng)化技術(shù)；化工過程強(qiáng)化的設(shè)備：靜態(tài)混合反響器，微型反響器，旋轉(zhuǎn)盤反響器，超重力反響/分別器，整體式反響器，振蕩流反響器。3、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：〔1〕重點(diǎn)：化工過程強(qiáng)化的設(shè)備；〔2〕難點(diǎn)：化工過程強(qiáng)化技術(shù)集成。4、本章