绿色化学的诞生和发展简史
绿色化学的发展和应用
绿色化学的发展和应用随着人类对环境问题的日益关注，绿色化学成为一个热门话题。
绿色化学是指在化学制品的生产过程中，最大限度地减少或消除对人类健康和环境的潜在危害。
它是可持续化学的关键部分，旨在实现经济、环境和社会可持续发展。
本文将探讨绿色化学的发展和应用，并介绍一些实际应用案例。
第一部分：绿色化学的发展历程绿色化学的发展始于20世纪70年代末期，当时出现了“绿色化学”的概念。
之后，一些早期的绿色化学方法被提出，例如在石油精炼中使用酸性催化剂，而不是氢氧化钠或其他强碱性催化剂，这可以减少酸性废弃物的产生。
在这个时期，绿色化学的主要目标是减少环境污染，特别是有害废物的产生。
到了21世纪，绿色化学的范围扩大到了其他领域，包括资源使用效率、能源效率、生物多样性保护等等。
现代绿色化学的主要目标是开发可持续的化学产品和更环保的化学过程。
这需要对化学反应、工艺和生产方式进行彻底的重新设计，并尽可能地减少环境影响。
第二部分：绿色化学的应用案例绿色化学的应用非常广泛。
下面我们将介绍几个实际的应用案例。
1. 生物质热解制备生物炭生物质热解是一种基于温度和时间的过程，将生物质分解为气体、液体和固体产品。
其中固体产物是生物炭，可以用作肥料、土壤改良剂和碳黑源。
使用这个方法的好处是不需要使用化石燃料，也不会产生废弃物。
2. 水基清洗替代有机溶剂水基清洗是一种代替有机溶剂的方法，可以减少对环境和工人健康的影响。
在很多工业领域，使用水清洗的效果和使用有机溶剂相当。
另外，水是环保和廉价的，可以减少生产成本。
3. 绿色催化剂绿色催化剂是一种可以控制化学反应过程的物质。
使用绿色催化剂可以减少有毒的废物和能源成本，同时提高反应率和选择性。
例如，新型纳米金属有机框架材料就能用作催化剂，可以加速不同化学反应。
第三部分：绿色化学的未来发展绿色化学已经成为许多行业的标准，随着技术的发展和落实政策要求，绿色化学将在未来继续发挥更加重要的作用。
下面我们讨论一些未来的发展趋势。
面向未来的化学——绿色化学
面向未来的化学——绿色化学绿色化学最初发端于美国。
1984年美国环保局 (EPA) 提出“废物最小化”, 基本思想是通过减少产生废物和回收利用废物以达到废物最少, 初步体现了绿色化学的思想。
1989年美国环保局又提出了“污染预防”的概念, 即最大限度地减少生产场地产生的废物, 包括减少使用有害物质和更有效地利用资源, 并以此来保护自然资源, 初步形成了绿色化学思想。
1990年美国颁布了污染防止法案, 将污染的防止确立为国策。
该法案中第一次出现“绿色化学”一词, 并将其定义为采用最少的资源和能源消耗, 并产生最小排放的工艺过程。
1991年“绿色化学”成为美国环保局的中心口号, 确立了绿色化学的重要地位。
同时, 美国环保局污染预防和毒物办公室启动“为防止污染变更合成路线”的研究基金计划, 资助化学品设计与合成中污染预防的研究项目。
1993年研究主题扩展到绿色溶剂、安全化学品等, 并改名为“绿色化学计划”。
1995年, 美国总统克林顿设立了“总统绿色化学挑战奖”, 奖项分为绿色合成路径、绿色反应条件、绿色化学品设计、小企业奖、学术奖等5项。
它是化学化工领域内唯一的总统奖, 以鼓励社会各界(个人、团体或组织) 在设计、制造及使用化学产品中最大程度减少污染物的产生, 从政府层面上推进了绿色化学的发展。
绿色化学的概念一经提出, 立即受到世界各国人民的欢迎以及研究者的广泛关注。
1999年, 英国皇家化学会创办了国际化学期刊Green Chemistry, 专门报道有关清洁技术的相关绿色化学研究成果。
此外, 英国还设立了绿色化工水晶奖、英国绿色化学奖、英国化学工程师学会环境奖, 旨在鼓励更多的人投身于绿色化学研究工作。
澳大利亚皇家化学研究所(RACI) 于1999年设立了“绿色化学挑战奖”。
此奖项旨在推动绿色化学在澳洲的发展, 奖励为防止环境污染而研制的各种易推广的化学革新及改进, 表彰为绿色化学教育的推广做出重大贡献的单位和个人。
绿色化学提出与发展
• 1995年3月16日，美国总统克林顿宣布设立“绿色化学挑战奖计
划”，以推动社会各界进行化学污染预防和工业生态学研究，鼓励支持 重大的创造性的科学技术突破，从根本上减少乃至杜绝化学污染源;
• 随后美国科学基金会和美国国家环保局提供专门基金资助绿色化学的
研究，并于同年10月30日设立“总统绿色化学挑战奖”这项在化学化工 领域内唯一的总统奖，以表彰在该领域有重大突破和成就的个人与单位。
• 绿色化学研究什么?
•
一般说来，一个化学反应主要受四个方面的影响:
•
(1)原料或起始物的性质;
•
(2)试剂或合成路线的特点;
•
(3)反应条件;
•
(4)产物或目标分子的性质。
• 众所周知，这四个因素相互紧密联系，而且在一定条件下
共有5个奖项：学术奖、中小企业奖、新合成路线奖、新工艺奖 和安全化学品设计奖。 • 由于上述原因，使得"绿色化学"这个名称广为传播。目前全世界比较 发达的国家的许多行业都以浓厚的兴趣大力研究绿色化学课题。
德国于1997年通过实施有关绿色化学的“为环境而 研究”计划。
荷兰利用税法条款等方法来推动绿色化学技术的开发 和应用。
日本则通过制定“新阳光计划”，在环境技术的研究 与开发领域确定了环境无害制造技术、减少环境污染技术 和二氧化碳固定与利用技术等绿色化学的内容，成立了由 工业界、学术界和政府联合组织的“为地球而创新技术” 的研究院和日本化学创新研究院，以推动社会的可持续发 展。
总之，绿色化学的研究已迅速成为一些主要国家政府、 企业和学术界的重要研究开发方向。
我国在绿色化学方面的活动也非常活跃。 1995年，中国科学院化学部组织了《绿色化学与技术— —推动化工生产可持续发展的途径》的院士咨询。 1997年，国家自然科学基金委员会与中国石油化工集团 公司联合立项，资助“九五”重大基础研究项目——“环境 友好石油化工催化化学与化学反应工程”。
绿色化学
绿色化学的主要内容
无毒无害原料 可再生资源
原子经济反应
环境友好产品 回归自然
废物回收利用
无毒无害 催化剂
无毒无害 溶剂
基本原理
绿色化学|绿色化学的基本原理
一、绿色化学的12条原理 1、预防：防止产生废弃物比在它产生后再处理或清除更好。 2、原子经济性：合成方法应设计成能将所有的起始物质嵌入
到最终产物中； 3、无害的化学合成：反应中使用和生成的物质应对人类健康
和环境无毒或毒性很小； 4、设计无危险的化学品：设计的化学产品应在保护原有功效
的同时尽量使其无毒或毒性很小； 5、安全的溶剂和助剂：尽量不使用辅助性物质（如溶剂、分
离试剂等），如果一定要用，也应使用无毒物质； 6、设计要讲求能效：能量消耗越小越好，应能为环境和经济
方面的考虑所接受；
绿色化学|绿色化学的基本原理
绿色化学|绿色化学的诞生和发展简史
★ 中国
制订了“科教兴国”和可持续发展策略，并于1992年世界环境和发展大 会 之后，编制了《中国21世纪议程》郑重声明走可持续发展道路的决心。
◆ 1995年中国科学院化学部组织了《绿色化学与技术——推进化工 生产可持续发展的途径》院士咨询活动 ◆1997年国家自然科学基金委“九五”重大项目：环境友好石油化 工催化化学与反应工程 ◆1997年5月，香山科学会议第72次学术研讨会：可持续发展问题 对科学的挑战——绿色化学 ◆ 1998年合肥第一届国际绿色化学高级研讨会 ◆ 1999年北京第16次九华山科学论坛“绿色化学的基本科学问题” ◆2000年科技部《国家重点基础研究发展规划项目》立项——石油 炼制和基本有机化学品合成的绿色化学
11、为了预防污染进行实时分析：分析方法也需要进一步研究开发 ，使之能做到实时、现场监控，以防有害物质的形成；
绿色化学的基本原理与应用
工业生态学是以工业代谢现象、工业生态系 统和可持续发展指导思想为基础的。
工业生态系统中的一个重要方面就是所谓工 业共生，即在此系统中可包含多种多样的工业企 业协同共存。
一个工业生态系统可包括纯工业生产和农业 生产，通常包含五个主要组分，即初级原料生产 者、能源、物料加工制造、废弃物加工和消费者。
②发展和应用对环境人类无毒无害的试剂和 溶剂，特别是开发以超临界流体、离子液体和水 为反应介质的化学反应。
③大力开发新型环境友好催化剂以提高反应 的选择性和效率。
④采用新型的分离技术等。
第二节 绿色化学的基本原理
一、绿色化学的12条原理及特点
（1）预防 （2）原子经济性 （3）无害（或少害）的化学合成 （4）设计无危险的化学品 （5）安全的溶剂和助剂 （6）设计要讲求能效
（7）使用可再生的原料 （8）减少衍生物 （9）催化作用 （10）设计要考虑降解 （11）为了预防污染进行实时分析 （12）防止事故发生的固有安全化学
多年来，化学品的开发、生产和应用为人类社 会的进步做出来不可磨灭的巨大贡献。无论工业、 农业，还是人类生活的衣食住行乃至保健、美化诸 多方面，都与化学品的供应和质量密切相关。然 而，由于大量化学品本身存在的毒性和使用、处理 不当，已造成严重而普遍的生态环境和自然资源的 破坏，并对生物界甚至人类健康产生明显危害。
（6）在制定设计有关再循环、回用或效益计 划等方面的选择时，须将埋置熵和复杂性看成投 资。
（7）指标的耐久性，不是永久性，应是一个 设计目标。
（8）关于不必要的性能或生产力解决的设 计，应看成是设计的一个缺点；
绿色化学课件
生成前进行实时的和在线跟踪及控制； （12）在化学转换过程中，所选用的物质和物质形
态应尽可能地降低发生化学事故的可能性。
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Twelve Principles of Green Chemistry
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1: It is better to prevent waste than to treat or clean up waste after it is formed.
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10: Chemical products should be designed so that at the end of their function they do not persist in the environment and break down into innocuous degradation products.
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4: Chemical products should be designed to preserve efficacy of function while reducing toxicity 5: The use of auxiliary substances(e.g. solvents, separation agents) should be made unnecessary wherever possible and innocuous when used. 6: Energy requirements should be recognized for their environmental and economical impacts and should be minimized.
绿色化学的发展及其在环保中的应用
绿色化学的发展及其在环保中的应用绿色化学是一种注重环境保护的学科，它的目标是减少化学制品对环境和人体的危害。
绿色化学旨在开发、设计和制造最小限度危害、更加环保的化学产品和化学过程。
这是一个具有创新性和高科技性的领域，其对环境的保护和可持续性发展的贡献已得到广泛认可和赞赏。
绿色化学的发展历程从一定程度上说，绿色化学的发展是一种在经济、社会和环境方面实现可持续性发展的必然结果。
绿色化学的发展历程可以分为以下几个阶段：1. 原始阶段：20世纪60年代开始发展，先是出现了一些对于环境友好的物质，比如说非卤素替代物、生物界面活性剂等等。
这最早的绿色化学术语由Paul Anastas和John Warner引入。
2. 转折点阶段：20世纪90年代，随着议题的曝光，大家开始关注自然资源的浪费和环境毒害的问题，于是当时很多生命科学家、政策制定者、化学家等等开始关注绿色化学的实践。
这一时期对于绿色化学的认识开始有所深化，绿色化学从这个阶段“站起来了”。
3. 产业化阶段：21世纪初，很多企业开始关注绿色化学，并投入巨额资金来进行创新技术的研究和开发。
不仅如此，一些政策制定者也开始提出，立法规定企业采取绿色化学方法制造化学品。
目前，绿色化学仍在不断发展，成为未来化学发展的主要趋势之一。
绿色化学在环保中的应用绿色化学的应用几乎涉及到了所有的產業，主流行业中的大部分產品都需要純化、化學改性以及提升功能性。
虽然绿色化学的应用目标通常是减少环境污染和危害性，但它的优势不仅仅体现在环保上。
绿色化学还可以提高生产效率、节约能源、降低成本、增加产值以及提高产品质量等。
以下是绿色化学在环保中的几个应用方向：1. 绿色溶剂在很多化工制造中，溶剂是必不可少的。
这些溶剂往往对人体和环境有害，因此绿色化学的一大重点是找出新的溶剂或开发出更环保的溶剂。
例如，超临界二氧化碳、水和其他天然溶剂等等，它们的环境友好程度更高、使用更安全、对健康的影响更小。
第八章 绿色化学
第一步
第二步
第三步
简单 多了！
非传统原材料－－原料的绿色化 用生物质原料（淀粉、纤维素）合成乙 醇等有机品以生物质为原料制生物质能源
现在，在人工合成的有机化学品中，绝大多 数是从石化原料制备的。要经氧化、加氧或类 似的过程。传统上，这个氧化过程是化学合成 中污染环境最严重的步骤之一。农业性原材料 和生物性原材料是很好的非传统原材料。这些 原材料的分子中多数都含有大量的氧原子，所 以用它们取代石油作起始原料可以消除污染严 重的氧化步骤。探索和开发非传统的可再生原 材料是绿色化学的另一主要内容。
O N NH O O O
thalidomide
案例三：黄曲霉毒素
• 由于很多化学品有毒，出现了一些憎化学品的呼声
，认为全天然(All natural)总比化学品为好！其
实不然，天然物中也含有有毒化学物质。
O O O O OCH3 O
Aflatoxin B1，黄曲霉毒素 • 当用发霉的花生喂火鸡时造成火鸡发病或死亡才发 现了它，已知它是致癌物。
绿色化学的一些主要内容
原子经济性反应－－化学反应的绿色化
非传统原材料－－原料的绿色化
用生物质原料（淀粉、纤维素）合成乙醇 等有机品以生物质为原料制生物质能源 非传统溶剂－－溶剂的绿色化 超临界二氧化碳作为绿色溶剂的利用
离子液体作为绿色溶剂的应用
催化剂的绿色化 无毒无害催化剂
原子经济性反应－－化学反应的绿色化
第八章
绿色化学的基本原理与应用
第一节 绿色化学的诞生和发展简史
绿色化学的诞生
绿色化学产生背景：
1. 环境危机
2. 能源危机
案例一：DDT，持久有机污染物之一 ♦ DDT是人所共知的曾是应用广泛的杀虫剂。
绿色化学及其发展概述
绿色化学及其发展概述田爱琴(河南科技大学林业职业学院,河南洛阳471002)1 绿色化学的概念绿色化学,又称环境无害化学、环境友好化学、清洁化学.绿色化学即是用化学的技术和方法去避免或减少那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂和试剂在生产过程中的使用,同时也要在生产过程中不产生有毒有害的副产物、废物.绿色化学是当今国际化学学科的研究前沿,是具有明确社会需求和科学目标的新兴交叉学科.从科学观点看,绿色化学是对传统化学思维方式的更新和发展;从环境观点看,它是从源头上消除污染;从经济观点看,它合理利用资源和能源,降低生产成本,符合经济可持续发展的要求.1.1 绿色化学的12条原则目前,国际化学界公认,R.T.Anastas和J.C. Waner提出的12条原则是衡量一个化学反应、一条合成路线、一个生产过程、一种物质是不是绿色的标准,其内容如下:1.最好是防止废物的产生而不是产生后再处理;2.合成方法应设计成能将所有的起始物质嵌入最终产物中;3.只要可能,反应中使用和生成的物质应对人类健康和环境无毒或毒性最小;4.设计的化学产品应在保持原有功效的同时,尽量使其无毒或毒性最小;5.应尽量不使用辅助性物质(如溶剂、分离试剂等),若一定要用,应使用无毒物质;6.能量消耗越小越好,应能为环境和经济方面的考虑所接受;7.只要技术和经济上可行,使用的原材料应是能再生的;8.应尽量避免不必要的衍生过程(如基团的保护与去保护,物理与化学过程的临时性修改等);9.尽量使用选择性高的催化剂,而不是靠提高反应物的配料比;10.设计化学产品时,应考虑当该物质完成自己的功能后,不再滞留于环境中,而可降解为无毒的产物;11.分析方法也需要进一步研究开发,能做到实时、现场监控,以防有害物质的形成;12.一个化学过程中使用的物质或物质的形态,应考虑尽量减小实验事故的潜在危险,如气体释放、爆炸和着火等.1.2 绿色化学的科学思想和基本原理绿色化学的的基本出发点就是要遵循工业生态学原理,考虑产品生命周期全过程,从生产的原料一直到产品的生产、使用、副产品的回收利用、废弃物的处置等各环节不产生或尽量少产生环境污染. 1.3 绿色化学的核心内容绿色化学的核心内容之一是 原子经济性,即充分利用反应物中的各个原子.例如,高效的有机合成应最大限度地利用原料分子的每一个原子,使之结合到目标分子中,从而达到零排放.绿色化学的核心内容之二是其内涵应体现在5个 R上:Reduction(减少用量,指原料);Reuse(重复使用,指催化剂、溶剂等);Recycling(可回收,指溶剂等);Rege neration(能再生,即变废为宝);Rejec t ion(排斥有毒物,指不使用有毒物).2 发达国家及我国绿色化学发展概况2.1 美 国1990年,美国通过了一个 防止污染行动的法令.该行动鼓励工业界和化学界的化学工作者去研究新的技术和方法,以避免产生和使用有害物质. 1991年, 绿色化学由美国化学会(ACS)提出并成为美国环境保护局(EP A)的中心口号.1995年,美国总统克林顿设立了一个新奖项 总统绿色化学挑战奖.从1996年开始,每年对在绿色化学方面做出重要贡献的化学家和企业颁奖.奖励内容包括:!变更合成路线奖;∀改变反应条件奖;#设计更安全化学品奖;∃小企业奖;%学术奖.1998年美国成立绿色化学研究所,专门从事化学工业绿色化学研究. 1999年世界上第一本&绿色化学∋杂志诞生.2000年,美国化学学会出版了第一本绿色化学教科书.2.2 日 本日本也制定了新阳光计划,该计划提出了 简单化学(Simple Che mistry)的概念,即采用最大程度节约能源、资源和减少排放的简化生产工艺过程来实现未来的化学工业过程.指出,绿色化学就是化学与可持续发展相结合.2.3 英 国在英国,一项绿色化学奖于2000年开始颁发.该奖分为3类:一是被称作 Jer wood.Salters(环境奖)的年度学术奖;另二项年度奖用于奖励在技术、产品或服务方面做出成绩的英国公司.1999年英国创办&Green Che mistry∋国际杂志.2.4 中 国我国政府制定了一系列的环境保护法规.1995年中国科学院化学部对国内外绿色化学的现状进行了大量调研,并结合国内情况,提出了发展绿色化学与技术、消灭和减少环境污染源的7条建议. 1997年,&环境友好石油化工催化化学与化学反应工程∋正式启动,项目涉及我国石油化工的一些重要过程,其中就有开展采用无毒无害原料、催化剂和 原子经济反应等新技术的探索研究.1998年,我国主持召开了第一届国际绿色化学高级研讨会.此外,一些院校也纷纷成立了绿色化学研究机构,如中国科学技术大学、四川大学等.3 绿色化学研究进展3.1 新型催化剂的开发和研制对烃类的烷基化反应,比较成功的方法是采用新型分子筛催化剂的乙苯液相烃化技术,这种催化剂选择性很高,乙苯收率超过99.6%,而且催化剂寿命长.3.2 采用无毒无害原料光气和氢氟酸仍然是现代化工中常用的剧毒原料,目前已开发成功了代替它们的无毒无害原料.例如,在代替光气原料方面,目前工业上已成功开发出:!胺类和二氧化碳生产异氰酸酯技术;∀在特殊的反应体系中采用一氧化碳直接羰化有机胺生产异氰酸酯技术;#用二氧化碳代替光气生产碳酸二甲酯技术.3.3 采用无毒、无害溶剂以超临界二氧化碳作溶剂,既有常规液态溶剂的溶解度,又具有气体的粘度,因而具有很高的传质速度.超临界二氧化碳的最大优点是无毒、不可燃、价格低廉.另外,采用无溶剂的固相反应也是避免使用挥发性溶剂的一个研究动向,如用微波来促进固、固相有机反应.3.4 以可再生性的生物质资源为原料生物质主要由淀粉、纤维素等组成.生物质是可再生的资源,而且取之不尽,永不枯竭.其可以在淀粉酶、纤维素酶作用下转化为葡萄糖,再经过酶反应制得己二酸、邻苯二酚等.3.5 开发新的原子经济反应目前,在有机原料的生产中,有的已采用原子经济反应,如丙烯氢甲酰化制丁醛、甲醇羰化制醋酸、乙烯或丙烯的聚合、丁二烯和氢氰酸合成己二腈等.还有一些基本有机原料的生产所采用的反应,已由过去的二步反应,改成一步原子经济反应,如环氧乙烷的生产.当前,开发新的原子经济反应已成为绿色化学研究的热点之一.在国外,EniChe m公司采用钛硅分子筛催化剂,将环己酮、氨、过氧化氢直接合成环己酮肟,并已实现工业化.3.6 产品绿色化绿色化学的另一个重要方面是设计、生产和使用环境友好产品,这种产品在其加工、应用及功能消失之后均不会对人类健康和生态环境产生危害.如,Rohm&Haas公司(美国)开发的Sea-Nine TM海洋生物防垢剂、Albright&Wilson公司(美国)发明的THPS杀菌剂、Do w AgroScience LLC公司(美国)发明的新型天然杀虫剂Spinosad,这些产品在环境中都不积累、不挥发.此外,防止 白色污染的生物降解性塑料已在使用,破坏大气臭氧层的氯氟烃已逐渐被其代用品所取代.数学三大特性的文化思考李万军(河南商专基础部河南郑州450052)数学来源于自然,同时是认识自然和改造自然的工具.高度的抽象性,严密的逻辑性,广泛的应。
第七章绿色化学发展趋势
2000年代：绿色化学在工业界得到广泛应用
2010年代：绿色化学在环保、能源等领域发挥重要作用
未来趋势：绿色化学将继续推动可持续发展成为全球科技创新的重要方向
1970年代：绿色化学概念首次提出
1980年代：绿色化学研究逐渐兴起
1990年代：绿色化学成为全球关注的热点
绿色化学的重要性和意义
环境保护：减少对环境的污染和破坏保护生态环境
社会效益：提高公众对环保的认识和意识促进社会可持续发展
经济效益：提高产品质量和竞争力降低企业风险和成本
资源节约：提高资源利用率降低生产成本
03
绿色化学的研究领域和方向
绿色合成方法和工艺
绿色合成方法：使用环保、无毒、可再生的原材料进行合成
绿色催化剂：使用环保、无毒、可再生的催化剂
绿色化学在材料领域的应用：开发环保材料替代传统有害材料
绿色化学在生物医药领域的应用：开发绿色药物提高药物安全性和有效性
绿色化学在农业领域的应用：开发绿色农药和肥料提高农业生产效率和食品安全性
绿色化学在工业领域的应用：提高生产效率降低生产成本提高产品质量
绿色化学的发展机遇和挑战
机遇：环保法规的加强推动绿色化学的发展
推动可持续发展和创新发展
绿色化学在环境保护中的作用：减少污染降低能耗提高资源利用率
绿色化学在可持续发展中的作用：促进循环经济实现可持续发展
绿色化学在创新发展中的作用：推动技术创新提高产品质量降低生产成本
绿色化学在政策支持中的作用：政府出台相关政策鼓励绿色化学的发展和应用
05
绿色化学的未来发展趋势和挑战
绿色溶剂：使用对环境友好的溶剂如水、乙醇等
反应条件：优化反应条件降低能耗和污染
绿色化学 第一章 绿色化学兴起的历史沿革和定义
第一章绿色化学兴起的历史沿革和定义第一节20世纪化学工业的贡献1997年，原美国化学会主席R.Breslow在《化学的今天和明天——门中心的实用的和创造性的科学》一书中说到：从早晨开始，我们在用化学品建造的住宅中醒来，家具是部分地用化学工业生产的现代材料制作的，我们使用化学家们设计的肥皂和牙膏并穿上由合成纤维和合成染料制成的衣服，即使天然纤维（如羊毛或棉花）也是经化学品处理过并染色的。
这样可以改进它们的性能。
为了保鲜起见，食品要被包装和冷藏起来，而这些食品要么用化肥、除草剂和农药使之生长；要么家畜类需兽医药来防病；要么需加入维生素后食用；甚至我们购买的天然食品，如牛奶，也必须经过化学检验后方可食用。
我们的交通工具——汽车、火车、飞机——在很大程度上依靠化学工业的产品；晨报是用化学家们制造的油墨在用化学方法制造的纸上印刷的；用于说明事物的照片要用化学家们制造的胶卷和胶片；日常生活中的金属制品都是用经过以化学为基础的冶炼转化为金属或合金后制造的，为了保护它们还要涂上油漆。
化妆品是由化学家制造和检验过的；警察和军人用的武器也都依靠化学。
事实上，在我们的日常生活中很难找出一种不依靠化学和化学家帮助而制造出来的产品。
第二节20世纪人类面临的环境危机1、温室气体大量排放导致全球变暖气温上升的原因：人类燃烧煤、石油和天然气，排放大量CO2等温室气体2、臭氧层破坏1985年，英国科学家观测到南极上空出现臭氧层空洞。
臭氧层破坏意味着大量紫外线将直接辐射到地面，导致人类皮肤癌、白内障发病率增高，并抑制人体免疫系统功能；农作物受害而减产；破坏海洋生态系统的食物链，导致生态平衡的破坏。
研究表明，臭氧层破坏与氟利昂分解时产生的氯原子有直接关系。
氟里昂是1935年美国杜邦化学公司首先作为制冷剂使用的，“人类从此开创了制冷新纪元！”而直到80年代，才注意到它竟然是破坏大气臭氧层的元凶——但为时已晚，全世界已累计耗用4000万吨氟里昂，并在南极上空造成至少2000万平方公里的大空洞。
1.绿色化学兴起的历史沿革
一、20世纪化学工业的贡献
为了保鲜起见，食品要被包装和冷藏起 来，而这些食品要么用化肥、除草剂和农药 使之生长；要么家畜类需兽医药来防病；要 么需加入维生素后食用；甚至我们购买的天 然食品，如牛奶，也必须经过化学检验后方 可食用。
一、20世纪化学工业的贡献
我们的交通工具——汽车、火车、飞机— —在很大程度上依靠化学工业的产品；晨报是 用化学家们制造的油墨在用化学方法制造的纸 上印刷的；用于说明事物的照片要用化学家们 制造的胶卷和胶片；日常生活中的金属制品都 是用经过以化学为基础的冶炼转化为金属或合 金后制造的，为了保护它们还要涂上油漆。 化妆品是由化学家制造和检验过的；警察 和军人用的武器也都依靠化学。事实上，在我 们的日常生活中很难找出一种不依靠化学和化 学家帮助而制造出来的产品。
二、20世纪人类面临的环境危机
新装修的建筑物室内环境质量堪忧
研究证明，新装修的建筑物室内污染物浓度 是室外的100倍，不少人会出现皮肤过敏、头痛、 嗓子痛、疲倦等症状。据有关国际组织调查统 计，全世界每年有280万人直接或间接死于室内装 修污染，世界上30％的新建和重建的建筑物中发 现有危害健康的室内空气，装饰材料中有毒材料 占68％。室内环境污染已经被列入对0世纪人类面临的环境危机
3、 生物多样性减少 目前地球上大约有 1000万～3000万种生物 物种。然而由于生态环 境的破坏，地球上生物 物种灭绝的速度比历史 上任何时候都快，每年 大约有5万个物种灭 绝。
二、20世纪人类面临的环境危机
• 野生物种的减少不仅与生态环境的恶化有关， 还与人的捕杀有关。
七大水系污染程度由重到轻依次为：海河、辽河、黄河、淮 河、松花江、珠江、长江。 主要湖泊氮、磷污染较重，导致富营养化问题突出。滇池草 海为重度富营养状态，太湖和巢湖为轻度富营养状态。
绿色化学
绿色化学发展概述摘要：通过学习老师的课件、查资料了解并简单叙述绿色化学的发展历程、现今已形成的一些理念、内容及其未来的挑战。
关键字：绿色化学、化学、无污染、合成过程、排放（一）绿色化学的诞生和成长千百年来，化学领域的不断发展的确给人类的生活带来了很多的便利，但同时随着化学品德大量生产和应用，人类原本和谐的生态环境也渐渐出现了不和谐的因素——黑臭的污水、令人厌烦的烟尘、难以处置的废物和各种各样的毒物……无时不在危害着人类的生存。
随着人们对这些情况的日渐关注，1990年美国国会通过《污染预防法案》并明确提出了污染预防这一概念，要求杜绝污染源，提出最好的防止方法就是从一开始就不产生有毒物质和形成废弃物。
这个法案推动了化学界为预防污染、保护环境做进一步的努力。
此后，人们纷纷为这一新事物取名：环境无害化学、清洁化学、原子经济学、绿色化学等等，而美国环保局则率先在官方文件中正式采取绿色化学这一名称以突出化学对环境的友好。
之后，美国总统克林顿于1995年3月16日宣布设立绿色化学挑战奖计划，并于1996年6月颁发了美国首届“总统绿色化学挑战奖”，紧接着英国于1999年创办了世界第一本名为“绿色化学（Green Chemistry）”杂志（2006年SCI影响因子为4.192），标志着绿色化学在20世纪末诞生。
绿色化学诞生后，世界各国积极投入到该领域的发展行列中，并纷纷设立自己绿色化学奖以鼓励本国化学界为环保做出贡献。
当然中国也不甘落于人后，中国科学院上海有机研究所陆熙炎院士、中国科技大学朱清时院士1994年起就在大学宣传并进行绿色化学方面的研究，清华大学宋心琦教授1995年就开始在国内《大学化学》撰文介绍绿色化学工艺……，中国的绿色化学活动在20世纪末开始溶入了世界的潮流并不断发展到现在。
绿色化学在国内外发展的大体历程如下：1.美国1990年美国颁布了《污染防治条例》，将污染的防治定为国策；1996年设定“总统绿色化学挑战奖”2.日本制订“21世纪重建绿色地球”的新阳光计划，设立“为地球创新技术的研究院”3.欧盟各国德国: 1991年制订“为环境而研究的计划”；英国: 2000年设立“Jerwood Salters环境奖”；荷兰: 制订“清洁生产手册”。
绿色化学技术的研究及应用前景
绿色化学技术的研究及应用前景绿色化学技术指的是利用环境友好、低毒、低污染的化学方法和材料，提高化学过程的效率、降低能源消耗和产生污染物的排放量。
在当前环境保护趋势下，绿色化学技术的研究和应用显得尤为重要。
一、绿色化学技术的发展历程绿色化学技术自上世纪80年代开始兴起，并于1998年被美国环境保护署正式提出。
当时，化学工业生产中存在着严重的环境问题，如排放大量废气、废水和固体废弃物，给环境造成巨大的负担。
为了解决这些问题，绿色化学技术应运而生，成为当时化学工业发展的重要方向。
绿色化学技术的发展经历了三个主要的阶段，即绿色合成化学、绿色过程系统和绿色分离技术。
其中，绿色合成化学主要研究如何用环境友好的方法合成高附加值的化合物；绿色过程系统则关注如何将高效、低能耗的反应条件应用于化学反应中；绿色分离技术则致力于提高化学反应的选择性、纯度和输出量，从而降低废物的产生。
二、绿色化学技术的应用领域与前景绿色化学技术的应用领域涉及到多个领域，如医药、农药、食品、材料、能源等。
其中，医药领域是绿色化学技术的重要应用领域之一。
采用绿色化学技术合成药物可以减少产生大量有害废物，同时提高药物的选择性和效率，减少对患者的不良影响。
例如，通过绿色合成技术得到的药物质量更高、价格更实惠、对环境排放更友好。
这对于医药研究及应用具有重要意义。
在材料科学中，绿色化学技术则被广泛应用于制备高性能、低能耗的新材料。
例如，利用生物质作为原料，采用绿色合成技术合成聚酯等高性能材料，不仅可以减少化石燃料的消耗，还可以降低制造过程中的排放量。
此外，绿色化学技术在能源领域中也有着广泛的应用前景。
例如，利用可再生能源制取氢气是一项具有前景的绿色化学技术。
此技术使用可再生能源作为原料，在经过一系列绿色化学反应后，可以产生纯净的氢气。
这种方法与传统的利用化石燃料制取氢气的方式相比，不仅减少了对环境的影响，还可以大幅度降低制造成本。
总之，绿色化学技术的应用前景广阔，其应用领域涵盖医药、材料、能源等多个领域。
环境化学第八章
CH3 H5 C6 C H + O2 CH3 H5 C6
CH3 C O O H CH3
CH3 H ; (CH3)2CO
二、绿色化学与绿色工程
绿色工程的12条原理 绿色工程的 条原理 P489
三、工业生态学原理
生态工业园是依据循环经济理念和工业生态学原理而设计建 立的一种区域型新型工业组织形式， 通过模拟自然系统建立 立的一种区域型新型工业组织形式 ， 产业系统中“ 生产者——消费者 消费者——分解者 ” 的循环途经 ， 分解者” 产业系统中 “ 生产者 消费者 分解者 的循环途经， 尽可能实现物质闭路循环和能量多级利用。 尽可能实现物质闭路循环和能量多级利用。 即生态园内企业模拟自然界生态系统， 即生态园内企业模拟自然界生态系统，相互之间存在协 同和共生关系， 同和共生关系 ， 将最大限度地充分利用资源和减少负面环境 影响，最后达到工业可持续发展的目标。 影响，最后达到工业可持续发展的目标。
绿色化学在中国的发展
制订了“科教兴国”和可持续发展策略，并于 制订了“科教兴国”和可持续发展策略，并于1993年世 年世 界环境和发展大会之后，编制了《中国21世纪议程 世纪议程》 界环境和发展大会之后，编制了《中国 世纪议程》郑重声 明走可持续发展道路的决心。 明走可持续发展道路的决心。 1995年中国科学院化学部组织了《绿色化学与技术 年中国科学院化学部组织了《 年中国科学院化学部组织了 绿色化学与技术——推进 推进 化工生产可持续发展的途径》 化工生产可持续发展的途径》院士咨询活动 1997年国家自然科学基金委“九五”重大项目：环境友好石 年国家自然科学基金委“ 年国家自然科学基金委 九五”重大项目： 油化工催化化学与反应工程 1997年5月，香山科学会议第 次学术研讨会：可持续发展 次学术研讨会： 年 月 香山科学会议第72次学术研讨会 问题对科学的挑战——绿色化学 问题对科学的挑战 绿色化学 1998年合肥第一届国际绿色化学高级研讨会 年合肥第一届国际绿色化学高级研讨会 1999年北京第 次九华山科学论坛“绿色化学的基本科学问 年北京第16次九华山科学论坛 年北京第 次九华山科学论坛“ 题” 2000年科技部《国家重点基础研究发展规划项目》立项 年科技部《 年科技部 国家重点基础研究发展规划项目》立项—— 石油炼制和基本有机化学品合成的绿色化学
绿色化学的诞生和发展简史
绿色化学和工程年会 1997美国
“Green Chemistry” 1999英国
总统绿色化学挑战奖 1995美国
“绿色化学”课程 2001年起各国
（2） 发展简史 中国：
提出相关选题
1995中科院
主题论坛
1999
“十一五规划”
2005
绿色化学，大势所趋
香山科学会议
1997
国际学术讨论会
1998年起
二、绿色化学的定义和发展简史
（1）定义
绿色化学（green chemistry)就是研究利用一 套原理在化学产品的设计、开发和加工生产 过程中减少或消除使用或产生对人类健康和 环境有害物质的科学。
（2） 发展简史 国际：
《污染预防法》 1990美国
“绿色化学” Anastas博士
首次学术研讨会 1994美国
第八章 绿色化学的基本原理与应用
1
2
3
绿色化学 的诞生和 发展简史
绿色化学的 基本原理
绿色化学 的应用
第一节 绿色化学的诞生和发展简史
பைடு நூலகம்
一、绿色化学的诞生
《里约热内卢环境与发展宣言》 和可持续发展（sustainable development)
工作重心： 污染治理
污染预防
“点水止沸” “釜底抽薪”
绿色化学教育
绿色化学的基本内容与实例
比如，由硝基苯合成对苯二胺，可以选择如下4条合成路线： (1)
NO2 NH2 NHCOCH3 NHCOCH3
+3Fe+6HCl 3FeCl22H2O
NH2
+(CH3O)2O 3CH3COOH
HNO3/H2SO4 H2 O
NH2
NO2
H2O/H+ CH3COOH
+3Fe+6HCl 3FeCl22H2O
(4)
NO2 +
CONH2 1 - O2/OH+2 -H2O
O N H
NO2
NH3/CH3OH CONH2
NH2
NH2
骨架镍催化氢化 -H2O
NO2
NH2
NO2
NH2
+1/2O2 +NH3 +3H2
+3H2O
NH2
反应物中原子利用率的相对质量之总和为162，而目标产 物仅为108，即每生产108g对苯二胺就会产生54g废物， 反应的原子利用率为67%。
二、绿色化学的特点——从注重产率到注重原子经济性 传统上，描述某一合成方法的有效性和效率的概念是产率。
产率
实际产量 预期产量
100%
可以用一个传统的例子，即Witting反应来说明计算产率方 法的缺点。
Ph3P
CH2
O
CH2
Ph3P=O 废物 278
98
需求 276(总）
产物 96(总)
第二部分方兴未艾的绿色化学—— 绿色化学的基本内容与实例
第三章绿色化学的基本概念
第一节 绿色化学的诞生
1991年，美国著名有机化学家Trost在Science上提出了“原 子经济性(原子利用率)”的概念。 1992年，荷兰有机化学家Sheldon提出了“E因子”的概念。 这两个重要的绿色化学的基本概念的提出，引起了化学界的 极大关注，也标志这绿色化学开始萌芽。
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绿色化学和工程年会 1997美国
“Green Chemistry” 1999英国
总统绿色化学挑战奖 1995美国
“绿色化学”课程 2001年起各国
（2） 发展简史 中国：
提出相关选题
1995中科院
主题论坛
1999
“十一五规划”
2005
绿色化学，大势所趋
香山科学会议
1997
国际学术讨论会
1998年起
绿色化学教育
第八章 绿色化学Hale Waihona Puke 基本原理与应用12
3
绿色化学 的诞生和 发展简史
绿色化学的 基本原理
绿色化学 的应用
第一节 绿色化学的诞生和发展简史
一、绿色化学的诞生
《里约热内卢环境与发展宣言》 和可持续发展（sustainable development)
工作重心： 污染治理
污染预防
“点水止沸” “釜底抽薪”
二、绿色化学的定义和发展简史
（1）定义
绿色化学（green chemistry)就是研究利用一 套原理在化学产品的设计、开发和加工生产 过程中减少或消除使用或产生对人类健康和 环境有害物质的科学。
（2） 发展简史 国际：
《污染预防法》 1990美国
“绿色化学” Anastas博士
首次学术研讨会 1994美国