绿色化学-全套课件-清华大学.ppt

绿色化学 绿色化学(Green Chemistry) 又称 : 环境无害化学 (Environmentally Benign Chemistry)环境友好化学(Environmentally Friendly Chemistry)清洁化学(Clean Chemistry) 绿 色 化 学 1 绿色化学引论 2. 绿色化学研究的主要内容 3 组合化学与分子设计 绿 色 化 学 1绿色化学引论 1.1 绿色化学的基本含义 1.2绿色化学研究内容 1.3绿色化学的产生和发展 1.1绿色化学定义 美国环境保护署于1991年提出的新术语，并作如下定义： 在化学品的设计、制造和使用时所采用的一系列新原理，以便减少或消除有毒物质的使用或产生. 1996年：联合国环境规划署对绿色化学进行：了新的定义： 用化学技术和方法去减少或消灭那些对人类健康或环境有害的原料、产物、副产物、溶剂和试剂的生产和应用。 绿色化学研究的目标 从根本上保护环境，又能推进工业生产的发展。与传统化学和化工污染后治理的模式不同，绿色化学的宗旨是从流程的始端就对污染进行控制和治理，对可持续发展和人类生活的改善具有重要意义。 绿色化学- “原子经济” 绿色化学是指化学反应和过程以“原子经济性”为基本原则，即在获取新物质的化学反应中充分利用参与反应的每个原料原子，实现“零排放”。 不仅允分利用资源，而且不产生污染；并采用无毒、无害的溶剂、助剂和催化剂，生产有利于环境保护、社区安全和人身健康的环境友好产品。 绿色化学包括 对生产过程来说，绿色化学包括：节约原材料和能源，淘汰有毒原材料，在生产过程排放废物之前减降废物的数量和毒性； 对产品来说，绿色化学旨在减少从原料的加工到产品的最终处置的全周期的不利影响。 绿色化学的内容简要示意 原子经济性(Atom Economy)的概念 绿色化学以“原子经济反应”为中心。“原子经济反应”是原料中的每一个原子进入产品，从而实现废物的零排放”，同时还包括可再生资源利用。使用无毒无害原料，无毒无害催化剂和溶剂；还要求生产环境友好产品，达到使用后回归自然或者重复利用的目的；绿色化学的内容可简要归纳如下图所示： 原子经济性(Atom Economy)的概念 原子经济性的概念是1991年美国著名 有机化学家Trost出的，他以原子利用率衡 量反应的原子经济性： 原子利用率=────────── ×100% 原子经济性(Atom Economy)的概念 化工生产上常用的产率或收率：  产率 = ──────────── ×100% 原子经济性(Atom Economy)的概念 原子利用率越高，反应产生的废弃物 越少，对环境造成的污染也越少。　 在一般的有机合成反应中：　 A　+ 　B 　= 　C 　+　D　　　　　　 主产物　副产物　反应产生的副产物D往往是废物，因 此可成为环境的污染源。 原子经济性(Atom Economy)的概念 　　 绿色合成应该是原子经济性的，即原料的原子100%转化成产物，不产生废弃物。 应使用产率和原子经济性两个概念，作为评估一个化学工艺过程的标准，才能实现更“绿色化”、更有效的化学合成反应。 原子经济性(Atom Economy)的概念 　 针对目前条件尚不可能将所有反应的 原子经济性都提高到100%的现状： 可从两方面努力，实现原子经济性 ──不断寻找新的反应途径来提高合成反应 过程的原子利用率 ──或对传统的化学反应过程不断提高反应 的选择性 1.2 绿色化学研究内容 目前绿色化学研灾的热点领域伞要包括以下几个方面： 1．新的化学反应过程研究 在原子经济性和可持续发展的基础上，研究合成化学和催化的基础问题，即绿色合成和绿色催化问题。 2．传统化学过程的绿色化学改造 3．能源中的绿色化学问题和洁净煤化学技术 1.2 绿色化学研究内容 4．资源再生和循环使用技术研究 西欧各国提出“3R”原则： 首先是降低(reduce)塑科制品的用量; 第二是提高塑料的稳定性，倡导推行塑料制品特别是塑料包装袋的再利用(reuse)； 第三是重视塑料的再资源化(recycle)，回收废弃塑料，再生或再生产其他化学品、燃料油或焚烧发电供气等。 5．综合利用的绿色生化工程 如用现代生物技术进行煤的脱硫、微生物造纸以及生物质能源利用等的研究。 1.2 绿色化学研究内容 绿色化学的核心问题是 研究新反应