冯小芳--文献--绿色溶剂及绿色实验技术.doc

PAGE   PAGE 10 绿色溶剂及绿色实验技术 届 别： 09级 系 别： 化学系 专 业： 应用化学 姓 名： 冯小芳 学 号： 2009122203 二○一一年六月 绿色溶剂及绿色实验技术 学生姓名：冯小芳 指导老师：刘耀华 摘要：本文阐述了绿色溶剂替代传统有机溶剂是绿色化学的研究内容之一，着重讨论了几类绿色溶剂的应用及发展现状，如水、离子液体和超临界流体，并且介绍了几个利用绿色溶剂成功的实验，最后介绍了绿色实验技术并对绿色溶剂的发展作了简要的展望。 关键词：有机溶剂；绿色溶剂；水；离子液体；超临界流体 100多年以来，人类为适应社会和工业生产的需要，在化学领域取得了十分辉煌的进步，创造了巨大的业绩。但由于受传统发展观念的影响，一些化工企业向环境排放了大量的污染物 ，某些化学品被不加节制地滥用，给整个生态环境造成了非常严重的影响[1]，如在涂料、胶粘剂、油漆、橡胶、化纤、医药及油脂等加工使用过程中需要使用大量的有机溶剂，此外在机械、电子和文具等精密仪器的清洗乃至于服务业如服装干洗过程中都要用到大量的各种溶剂，使用量最大，最常见的溶剂主要有石油醚、苯类、芳香烃、醇、酮和卤代烃等。目前，这些有机溶剂绝大多数都是易挥发、有毒和有害的，这些溶剂在使用过程中相当大一部分经过挥发进入到空气中，在太阳光的照射下容易在地面附近形成光化学烟雾，导致并加剧人们的肺气肿、支气管炎，甚至诱发癌症病变。此外这些溶剂还会污染水体、毒害水生动物及影响人类的健康。因此，挥发性有机溶剂是造成大气污染的主要废气物之一。 随着人们对环境的重视，需要寻找一种能够替代这类有机溶剂的一种没有( 或尽可能少的) 环境副作用的新型绿色溶剂。而绿色化学针对污染物的来源及特性通过设计新路线，寻找绿色替代化合物和原材料，选择高效催化剂等方面从源头上防止污染的产生，其中寻找绿色替代溶剂是绿色化学主要研究内容之一。 1 绿色溶剂[2] 功??和新标准：溶剂是决定反应成功与否的一个重要因素，人们正开始以绿色化学的标准对溶剂进行研究以获得高质量的化学目标。其一，它不会对环境产生直接危害或致命。在绿色化学中选择使用合适的溶剂可通过改进传统溶剂， 使用选择性溶剂或使用最少量的现存溶剂来有效实现。其二，溶剂必须有助于提高或便利一个绿色反应的成功几率（它必须是一个好溶剂）[2]。随着人们对环境的重视，需要寻找一种能够替代这类有机溶剂的一种没有( 或尽可能少的) 环境副作用的新型绿色溶剂。而绿色化学针对污染物的来源及特性通过设计新路线，寻找绿色替代化合物和原材料，选择高效催化剂等方面从源头上防止污染的产生，其中寻找绿色替代溶剂是绿色化学主要研究内容之一。本文将重点对绿色溶剂：水，离子液体，超临界流体的性质及应用进行综述。 2 水 水是自然界中最重要的物质之一，在许多生物化学过程中扮演着极为关键的角色。相对而言，单个水分子的结构非常简单，但当大量水分子聚集时，却演绎出了令人惊奇的独特性质。因此，水成为近百年来最具吸引力的分子，而对其结构的研究亦成为极富挑战性的工作，吸引了大量优秀的科学家[3]。 2.1 水的性质[3] 2.1.1 水的物理性质 在常态下，水的性质在许多方面和其他液态物质存在显著差别。比如，水的密度，最大值出现在277K，约为0．9999729／cm3,当温度高于或低于277K时，其密度均急剧降低，即使温度低于其凝固点273K亦是如此。而对于大多数液态物质而言，温度低于凝固点时，密度往往会增大。水的扩散常数D，随着压力的增大，先增大后减小，最大值出现在200Mpa，而其他多数液态物质的D值一般随着压力的增大而减小。 2.1.2 水的化学性质 当非极性溶质分子“闯入”时，水的氢键所表现出的优先取向性，是其极为重要的性质之一。溶质分子进入水中，会导致水氢键网络的重排：一方面，水提供足够的空间以容纳溶质分子；另一方面，水会在溶质分子的表面，通过氢键的伸缩而重新排列，在局部形成笼状结构，以保留最大数目及最强的氢键。 随着温度的升高，水的物理化学性质会发生显著变化。比如当温度由25℃升高到250℃时，水的密度P从0．9979／cm3降至O．7139／cm3：介电常数由78．85降至19．66；电离常数K由10.1399增至10-11.307升高3个数量级；氢键的数目降低，强度减弱等。 2.2 水的应用 水作为介质，在稀释溶剂或萃取溶剂方面，有其独特的优越性，而且