染料合成工艺中的绿色化学
绿色化学与可持续发展
![绿色化学与可持续发展](https://img.taocdn.com/s3/m/d3bc8c190622192e453610661ed9ad51f01d54b8.png)
绿色化学与可持续发展随着人们对于环保意识的增强,绿色化学作为一种新兴技术逐渐受到广泛关注。
绿色化学是指在化学产品的生产和使用过程中,尽量使用资源可持续性的原料,同时减少或消除有害物质的产生。
它与可持续发展理念相契合,为实现经济增长与环境保护的双赢局面提供了新的途径。
一方面,绿色化学通过改善原料的选择和生产过程,减少对环境的污染和资源的消耗。
传统化学合成往往使用大量化石能源和有毒物质作为原料,造成了严重的污染问题。
而绿色化学则提倡使用可再生、无毒或低毒的原料,使得产品更加环保,同时也能减少资源的耗竭。
例如,传统的染料合成往往使用有机溶剂和重金属催化剂,而绿色染料的合成则采用水作为溶剂,并利用无机盐催化,减少了有机溶剂的使用和对环境的污染。
另一方面,绿色化学还致力于开发新的可再生能源和高效催化剂。
传统化学合成过程往往需要耗费大量的能源,而且产生了大量的废弃物。
绿色化学通过研究新的能源转换方法和高效催化剂,可以大幅提高化学反应的效率,减少能源的消耗和废弃物的排放。
例如,利用太阳能和氢气合成可燃气体,不仅能够减少化石能源的使用,还能够减少空气中有害气体的排放。
此外,绿色化学还关注产品的生命周期,从设计到废弃的全过程都要尽量减少对环境的负担。
传统化学产品在使用过程中往往会释放出有害物质,对人体和环境造成危害。
绿色化学通过改进产品设计,选择更环保的材料,减少有害物质的释放和环境的污染。
例如,绿色化妆品采用天然植物提取物作为原料,不含有害化学物质,对人体和环境更加友好。
然而,绿色化学的推广并非一帆风顺。
在实践中,绿色化学面临着许多技术和经济上的挑战。
绿色原料的研发和生产成本较高,对于一些中小型企业来说承担困难。
同时,部分绿色化学技术的研发和应用还存在着一些难题,需要更进一步的研究。
为了推动绿色化学的发展,政府、企业和学术界可以加强合作,共同研究解决这些问题。
在推动绿色化学发展的同时,我们也需要改变自己的生活方式,从源头上减少对环境的损害。
绿色化学工艺绿色有机化学工艺
![绿色化学工艺绿色有机化学工艺](https://img.taocdn.com/s3/m/69b3cc58a45177232f60a2cf.png)
共氧化法生产环氧丙烷工艺流程如下
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绿色化学工艺—— 绿色有机化学工艺
二、环氧丙烷绿色生产工艺
烃类共氧化法
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绿色化学工艺—— 绿色有机化学工艺
二、环氧丙烷绿色生产工艺
钛硅沸石上丙烯环氧化反应
新型催化材料钛硅-1(TS-1)分子筛上,用过氧化氢直接氧化丙 烯生产环氧丙烷的新工艺。其反应方程式为:
粗苯乙烯的精制法 (1)精馏方法可分离沸点差较大的各组分。在原来的 粗苯乙烯精制分离流程中,低沸点物料蒸出时,采用泡罩 塔,因而压力损失大,效率较低,造成釜液中会有乙苯, 必须再用一座精馏塔分离掉这些乙苯。 (2)苯乙烯在高温时易发生自聚,且聚合速度随温度 的上升而加快。 粗苯乙烯的分离和精制流程如下图所示。
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绿色化学工艺—— 绿色有机化学工艺
一、乙苯脱氢制苯乙烯
苯与乙烯烷基化制备乙苯
2
Y型分子筛液相法苯-乙烯生产-乙苯工程流程
绿色化学工艺—— 绿色有机化学工艺
一、乙苯脱氢制苯乙烯
苯与乙烯烷基化制备乙苯
四种乙苯生产工艺对比
项目 传统AlCl3 均相AlCl3 M/B LU/U
催化剂类型
烷基化反 p/MPa 应器 T/℃
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绿色化学工艺—— 绿色有机化学工艺
一、乙苯脱氢制苯乙烯
苯与乙烯烷基化制备乙苯
液相烷基化工艺流程简图
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绿色化学工艺—— 绿色有机化学工艺
一、乙苯脱氢制苯乙烯
苯与乙烯烷基化制备乙苯 分子筛气相法 M/B工艺。该法以ZSM-5多孔分子筛(因其具有均一的 孔结构而能在分子水平上筛分物质,故谓之分子筛)为催化 剂。其催化性能好,对乙苯的选择性高达99.5%。反应器为 由六段催化剂层串联组成的固体绝热反应器,其工艺流程示 意。该法主要优点:催化剂用量少(每千克乙苯耗用催化剂 较传统三氯化铝法的费用便宜10—20倍)、寿命长(两年以 上),无催化剂循环,无腐蚀,故反应器可用低铬合金钢制 造,可降低投资费用。不需处理催化剂废液,无污染;乙苯 收率高;物耗、能耗低。其缺点是催化剂表面易积炭,活性 下降快,需频繁进行烧炭再生。
绿色化学技术在有机合成中的应用
![绿色化学技术在有机合成中的应用](https://img.taocdn.com/s3/m/59bc0e5ddcccda38376baf1ffc4ffe473368fd8d.png)
绿色化学技术在有机合成中的应用近年来,绿色化学技术作为一种可持续发展的理念,逐渐得到了广泛关注和应用。
在有机合成领域,绿色化学技术的应用为化学合成过程的高效性、经济性和环境友好性提供了全新的解决方案。
本文将从几个方面论述绿色化学技术在有机合成中的应用。
首先,绿色溶剂的应用是绿色化学技术在有机合成中的一个重要方面。
传统有机合成中常常使用的溶剂如二氯甲烷、苯等不仅对环境造成污染,还存在挥发性大、易燃爆等安全隐患。
而绿色溶剂如水、超临界二氧化碳等则具有很好的环境友好性和可回收利用性。
研究表明,许多有机反应在绿色溶剂中不仅反应速度更快,收率更高,而且还能实现反应条件的调控和催化剂的再生。
其次,催化剂的设计和应用也是绿色化学技术的重要组成部分。
传统有机合成中常常使用的催化剂有机锡、有机铜等对环境和人体健康都存在潜在的危害。
而绿色催化剂如金属有机框架材料、离子液体等则具有高效、选择性好且可回收利用的特点。
研究人员利用绿色催化剂成功地实现了苯胺的选择性取代、碳-碳和碳-氮键的形成等一系列有机反应。
另外,绿色化学技术还推动了可持续合成方法的发展。
传统有机合成中常常需要大量的试剂和反应步骤,反应废物生成量大,产生了大量的环境污染。
而绿色化学技术通过优化反应条件、设计高效的合成路线和有效废物处理措施,实现了化学合成过程的高效经济。
以连续流动合成为例,通过微观反应器的设计和纯度高的溶剂的使用,可以显著减少废物的生成,降低环境负荷。
此外,绿色化学技术还促进了可再生原料的利用。
以生物质作为原料的有机合成过程,与传统的石化工艺相比,具有循环利用、减少温室气体排放和降低成本的优势。
例如,通过生物催化剂催化酶的使用,可以将廉价的天然油脂转化为高附加值的有机化合物。
最后,绿色化学技术还在有机合成中推动了智能化和自动化的发展。
现代化学合成往往涉及到大量的实验室操作和复杂的反应控制,不仅工作量大,人为操作误差也容易造成废物和环境污染。
淡绿色化学物质
![淡绿色化学物质](https://img.taocdn.com/s3/m/174b5af988eb172ded630b1c59eef8c75fbf95f1.png)
淡绿色化学物质淡绿色化学物质是指在化学反应中表现出淡绿色的物质,这些物质具有不同的性质和用途。
下面将对几种常见的淡绿色化学物质进行介绍。
一、淡绿色的铜化合物铜是一种常见的金属元素,它可以与其他元素形成多种化合物,其中一些化合物呈现出淡绿色。
例如,碳酸铜是一种淡绿色的固体,可用于制备蓝色颜料和陶瓷。
氯化铜也是一种淡绿色固体,可用作杀菌剂和木材防腐剂。
铜酸铜是一种淡绿色的晶体,可以用于染料和催化剂的合成。
二、淡绿色的镍化合物镍是一种具有广泛应用的金属元素,它的化合物中也存在着淡绿色的物质。
比如,氯化镍是一种淡绿色固体,可用作电池的正极材料和催化剂。
硝酸镍是一种淡绿色溶液,可用于制备镍盐和染料。
三、淡绿色的钴化合物钴是一种重要的过渡金属元素,它的化合物中也有淡绿色的物质。
比如,氯化钴是一种淡绿色固体,可用作催化剂和染料的合成。
硝酸钴是一种淡绿色溶液,可以用于制备钴盐和催化剂。
四、淡绿色的铬化合物铬是一种重要的过渡金属元素,它的化合物中也存在着淡绿色的物质。
例如,氯化铬是一种淡绿色固体,可用于制备铬盐和催化剂。
硝酸铬是一种淡绿色溶液,可用于染料和玻璃的着色。
五、淡绿色的锰化合物锰是一种重要的过渡金属元素,它的化合物中也有淡绿色的物质。
例如,氯化锰是一种淡绿色固体,可用于制备锰盐和催化剂。
硝酸锰是一种淡绿色溶液,可用于染料和玻璃的着色。
除了上述常见的淡绿色化学物质外,还有许多其他化合物也呈现出淡绿色。
这些淡绿色化学物质在生活和工业中有着广泛的应用。
它们不仅能够作为染料和颜料使用,还可以用作催化剂、防腐剂、电池材料等。
因此,对淡绿色化学物质的研究和应用具有重要的意义。
总结起来,淡绿色化学物质是指那些在化学反应中呈现出淡绿色的物质。
铜、镍、钴、铬和锰等金属元素的化合物中存在着许多淡绿色物质,它们具有不同的性质和用途。
淡绿色化学物质在染料、颜料、催化剂等领域有着广泛的应用,对于推动科学技术的发展和改善人们的生活质量起着重要的作用。
绿色化学合成的方法与策略
![绿色化学合成的方法与策略](https://img.taocdn.com/s3/m/b12e98f8fc0a79563c1ec5da50e2524de418d061.png)
绿色化学合成的方法与策略1. 引言绿色化学合成是指在合成化学过程中尽可能地减少或消除对环境的影响的方法和策略。
随着对环境保护意识的增强,绿色化学合成在有机化学领域得到了广泛的应用和研究。
本文将探讨绿色化学合成的方法和策略,并着重讨论化学催化和回收再利用的重要性。
2. 绿色反应溶剂替代传统有机溶剂是绿色化学合成的重要策略之一。
传统有机溶剂如苯、二甲基甲酰胺(DMF)等常常对环境和人体造成潜在的危害。
因此,绿色溶剂的替代具有重要的意义。
例如,水在很多有机反应中可以作为可替代溶剂使用。
水不仅具有环境友好、可再生的特性,而且还有很高的溶解能力,适用于许多有机反应。
3. 催化剂的应用化学催化是绿色化学合成的重要方法之一,它能高效地促使反应发生,并使反应条件温和化。
催化剂是一种物质,它可以降低反应的能垒,从而加速反应的进行。
金属有机化合物和酶催化剂是常见的绿色催化剂。
其中,金属有机化合物通常在低浓度下就能提供高催化活性,并且能够高度选择性地催化某些化学转化。
而酶催化剂则是通过生物化学反应促进反应的进行,它具有高效、高选择性和底物特异性等优点。
4. 回收再利用绿色化学合成关注废弃物的生成与处理问题。
回收和再利用废弃物或副产物是绿色化学合成的重要策略之一。
通过对反应废弃物的回收和再利用,可以减少资源的浪费和环境污染。
例如,废水中的有机物可以通过蒸馏、萃取、结晶和吸附等方法进行有效的回收和再利用。
5. 微波辅助合成微波合成是一种高效、快速的合成方法,通过利用微波能量加热反应物,可以提高反应速率和产率。
微波合成可以减少反应温度和反应时间,从而减少能源消耗和废物产生。
同时,微波合成还具有选择性、控制性和均匀性的优点。
因此,微波辅助合成被广泛用于绿色化学合成领域。
6. 代谢工程代谢工程是通过基因工程手段来调节和优化生物体内代谢途径,实现高效合成目标分子的方法。
代谢工程可以提高化学合成方法的效率,降低能源消耗和废物产生。
绿色化学的概念及其对环境生活的改变
![绿色化学的概念及其对环境生活的改变](https://img.taocdn.com/s3/m/2b1c792633d4b14e8424688c.png)
绿色化学的概念及其对环境生活的改变绿色化学的概念及其对环境生活的改变绿色化学是指在制造和应用化学产品时应有效利用原料,消除废物和避免使用有毒的和危险的试剂和溶剂,下面是搜集的一篇关于绿色化学对生活环境变化探究的论文范文,欢迎阅读借鉴。
随着化学在生活中扮演着越来越重要的角色,我们的衣食住行已经离不开化学了,化学染料将生活变得五彩缤纷,但同时不当的使用,也会对身体造成伤害;食品添加剂一定程度上改良了食物的色香味,但同时也让越来越多的毒害食品应运而生;高科技材料让生活更便利,同时造成的环境问题不容小觑【1】.化学是一把双刃剑,我们只有好好利用才能充分发挥它的优点。
绿色化学就是以更加健康,无害的方式使用化学,减少化学带来的危害。
1、绿色化学的基本概念1.1绿色化学的概念绿色化学由美国化学会(ACS)提出,核心是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染;反应物的原子全部转化为期望的最终产物。
按照美国《绿色化学》(GreenChemistry)杂志的定义,绿色化学是指:在制造和应用化学产品时应有效利用(最好可再生)原料,消除废物和避免使用有毒的和危险的试剂和溶剂。
而今天的绿色化学是指能够保护环境的化学技术。
它可通过使用自然能源,避免给环境造成负担、避免排放有害物质。
利用太阳能为目的的光触媒和氢能源的制造和储藏技术的开发,并考虑节能、节省资源、减少废弃物排放量。
绿色化学又称环境无害化学、环境友好化学、清洁化学,它涉及有机合成、催化、生物化学、分析化学等学科,内容广泛。
世界上很多国家已把化学的绿色化作为新世纪化学进展的主要方向之一【2】.1.2绿色化学产生的背景随着现今人口的急剧增加,各行业的迅猛发展,全球人类正面临着有史以来非常严重的环境危机。
而作为国民经济支柱产业之一的化学工业及相关产业,其大范围的普及在为创造物质文明做出重要贡献的同时,在生产活动过程中不断排放大量有毒有害物质,危害人类健康,给全球环境带来不可忽视的威胁【3】.环境问题:全球气候变暖、核冬天的威胁、臭氧层的破坏、光化学烟雾与大气污染、酸雨、生物多样性锐减、森林的破坏、荒漠化。
化学合成中的绿色化学思路
![化学合成中的绿色化学思路](https://img.taocdn.com/s3/m/e79e784926284b73f242336c1eb91a37f11132ba.png)
化学合成中的绿色化学思路随着工业的发展,化学合成制造已经成为了各种物质的基础。
同时也带来了对环境的污染和资源消耗等问题。
如何使合成过程更加环保、节能和高效,则成了当今研究化学合成的一个重要课题。
在这个背景下,绿色化学思路应运而生。
什么是绿色化学?绿色化学是指在化学合成中,以可再生的资源为原料或通过催化反应、可降解性反应等方法,减少对环境的负面影响。
其包括了以下五个方面内容:1. Use renewable feedstocks(使用可再生的原料)2. Reduce waste(减少废弃物)3. Use safer solvents and reaction conditions(使用更安全的溶剂和反应条件)4. Design for energy efficiency(发展节能的合成方式)5. Develop biodegradable products(研发可降解的制品)采取绿色化学方法具有显著的优点。
1. 节约原材料和能源2. 减少废弃物和有害气体的排放3. 有助于环境保护4. 降低制造成本化学合成过程中,绿色化学应用起来是非常复杂的,但一些基本方法还是可以采取的。
降低废弃物的排放合成反应中,大量的溶剂和催化剂等中间体会成为废弃物排出,对环境产生不良影响。
因此减少该类废弃物的排放是十分重要的一步,其中最常见的方法是加入催化剂。
催化剂是可以加速反应却不参与化学反应的物质,它们通常以极低的浓度出现。
在催化剂的作用下,反应速率大幅提高,反应时间缩短,工艺简化,催化剂的添加量也大幅减少,从而减少了废弃物的排放。
采用可再生原料生物质是很好的可再生能源,并且可以替代在化学合成中的部分原料。
例如,生物基合成聚合物和生物基涂料,都可以用来减少合成中的资源消耗。
采用低毒溶剂和反应条件在其他化学反应条件相同的情况下,具有低毒性、低挥发性和生物可降解性的溶剂被认为是更适于相应反应的。
另外,在反应条件方面,低温、常压等条件也可以替代一些高温、高压的反应,从而起到减少反应条件对环境污染的效果。
绿色化学工艺绿色精细化学工艺
![绿色化学工艺绿色精细化学工艺](https://img.taocdn.com/s3/m/c641839d51e79b896802263e.png)
磺化工艺实例
1.十二烷基苯磺酸的合成 十二烷基苯磺酸的合成 十二苯磺酸为棕色或浅棕色膏状液体, 十二苯磺酸为棕色或浅棕色膏状液体,是一种 合成洗涤剂,分子式及反应式: 合成洗涤剂,分子式及反应式:
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绿色化学工艺—— 绿色精细化学工艺 绿色化学工艺
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绿色化学工艺—— 绿色精细化学工艺 绿色化学工艺
2.5,7-二碘 羟基喹啉的合成 . , 二碘 二碘-8-羟基喹啉的合成
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绿色化学工艺—— 绿色精细化学工艺 绿色化学工艺
对氯苯甲醛的合成
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卤化清洁工业的选择
在有机化合物分子中引入卤原子,形成碳 卤键 卤键, 在有机化合物分子中引入卤原子,形成碳-卤键, 生成含卤化物的反应。 生成含卤化物的反应。 取代卤化
加成卤化
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绿色化学工艺—— 绿色精细化学工艺 绿色化学工艺
置换卤化
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绿色化学工艺—— 绿色精细化学工艺 绿色化学工艺
芳环及芳环侧链卤化工艺实例
1.对氯甲苯的合成 对氯甲苯的合成
(1)采用30%氯化钠的Y型沸石作催化剂
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绿色化学工艺—— 绿色精细化学工艺 绿色化学工艺
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绿色化学工艺—— 绿色精细化学工艺 绿色化学工艺
(2)采用三氯化铁作氯化剂 将甲苯蒸汽通过100— 120℃三氯化铁固定床反应器,压力0.005-0.014MPa,氯 化深度70%以上,氯化产物中对氯甲苯含量为90%。三 氯化铁反应后变成氯化亚铁,可于130℃同氯再生。
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绿色化学工艺—— 绿色精细化学工艺 绿色化学工艺
2.对氨基苯磺酸钠的合成 对氨基苯磺酸钠的合成 对氨基苯磺酸钠为白色晶体。易溶于水, 对氨基苯磺酸钠为白色晶体。易溶于水,不溶于 乙醇、乙醚和苯,是一种染料中间体, 乙醇、乙醚和苯,是一种染料中间体,分子式及 合成路线: 合成路线:
浅析绿色化学在有机化学化工中的应用
![浅析绿色化学在有机化学化工中的应用](https://img.taocdn.com/s3/m/27acf917bdd126fff705cc1755270722192e5909.png)
浅析绿色化学在有机化学化工中的应用绿色化学是指一种环保型、低风险、低污染的化学方法和技术,是解决环保问题的一种重要途径。
在化学化工领域,绿色化学已经成为一个热门的话题,并被广泛应用于有机化学化工中。
有机化学化工是指从天然有机物或石油化学品中提取、研究、改性、及应用有机化学化工原理及技术,制备出化学品、药品、农药、香料、染料、食品添加剂等车间化学品,使原材料转化成有用的化学品的过程。
1、绿色合成方法传统合成方法需要使用有毒有害的溶剂,催化剂和反应条件。
而绿色化学合成方法可以选择使用无毒、无害、易回收、可再利用溶剂、催化剂和固体酸碱催化剂等,从而达到环保、高效的目的。
例如,嗜水性催化反应上添加矿物粉体固体酸碱催化剂,可使反应活性大大提高,并避免有害溶剂的使用。
2、环保溶剂有机化学合成过程中,使用的有毒、难降解的有机溶剂往往会危害人类健康和环境安全。
绿色化学中,环保溶剂广泛应用,比如水、绿色溶剂、离子液体、淀粉、葡聚糖等。
使用环保溶剂可以降低对环境的污染,优化化学工艺。
3、高效催化剂传统的催化剂在反应过程中往往会引起中毒、转移作用差等问题。
因此,在有机化学中,高效催化剂的开发和应用成为一个重要的研究领域。
绿色化学中,不仅要寻找具有高效催化作用的新型催化剂,还要考虑它的环保、安全性等因素。
非均相催化剂以及无机非金属催化剂等绿色催化剂应运而生。
4、再生资源的应用绿色化学不仅关注环境,也注重节约能源和资源的使用。
绿色化学大力推广再生资源,比如利用植物废弃物制造活性碳,利用咖啡渣提取胡萝卜素等方法,实现再生资源的高效利用。
总之,绿色化学在有机化学化工中的应用,不仅是环境保护的需要,也是可持续发展的需要。
将绿色化学理念融入有机化学化工中,可以提高产品的生物降解性、安全性及过程效率,对于构建循环经济,实现经济、环境和社会的共同可持续发展都具有重要意义。
化学合成中的绿色化学技术
![化学合成中的绿色化学技术](https://img.taocdn.com/s3/m/7443a19548649b6648d7c1c708a1284ac950055a.png)
化学合成中的绿色化学技术随着环境污染问题的加剧和可持续发展理念的兴起,绿色化学技术在化学合成过程中的应用逐渐受到关注。
绿色化学技术以环境友好、经济可行和社会可持续为目标,致力于减少或消除对环境的危害,并提高化学合成效率。
本文将介绍几种常见的绿色化学技术及其在化学合成中的应用。
1. 水溶液合成水是一种环境友好的溶剂,在化学合成中的应用广泛。
传统的有机合成过程中常使用有机溶剂,但这些溶剂通常具有挥发性和毒性,对环境和人体健康造成潜在风险。
与之相比,水溶液合成具有许多优点。
首先,水是一种广泛存在的溶剂,其成本低廉且易得。
其次,水是一种安全的溶剂,对环境和人体健康无害。
另外,水溶液合成还具有反应温和、催化活性高和反应速率快的特点。
2. 生物催化合成生物催化合成是利用生物体内的酶催化剂来促进化学反应的进行。
与传统合成方法相比,生物催化合成不需要高温、高压和有毒物质,反应条件温和,产物纯度高。
此外,酶具有良好的催化特性和高度的立体选择性,可以直接合成特异性的手性产物,从而节约能源和原料,并减少废物产生。
3. 微波辅助合成微波辅助合成利用微波辐射加热样品,从而促进化学反应的进行。
相比传统加热方式,微波辅助合成具有加热速度快、反应时间短和能源利用高的优点。
此外,微波辐射对于某些化学反应具有选择性,可以提高产物收率和选择性。
微波辅助合成在有机合成中得到了广泛应用,特别是在有机合成中的大分子化合物的制备方面,取得了显著的成效。
4. 可再生原料合成可再生原料合成是通过利用生物质、废弃物和可再生能源来合成化学品。
传统化学合成常依赖于石油等有限资源,而可再生原料合成则提供了一种替代方法,以减少对有限资源的依赖。
可再生原料合成不仅可以减轻环境污染,还可以降低化学合成的成本。
总结起来,绿色化学技术在化学合成中具有重要的应用前景。
水溶液合成、生物催化合成、微波辅助合成和可再生原料合成都是绿色化学技术的重要组成部分。
通过引入这些绿色化学技术,我们能够实现化学合成的绿色化,并为可持续发展做出贡献。
绿色化学在生产或生活实践中应用案例剖析
![绿色化学在生产或生活实践中应用案例剖析](https://img.taocdn.com/s3/m/31138598b04e852458fb770bf78a6529657d355f.png)
绿色化学在生产或生活实践中应用案例剖析绿色化学是一种以最大限度减少或消除对人类健康和环境的有害影响为目标的化学原则和实践。
在生产和生活实践中,绿色化学的应用可以有效减少对环境的污染,保护生态系统的平衡,同时也有利于人类健康的保护。
以下是一些绿色化学在生产或生活实践中的应用案例:1. 绿色溶剂替代:传统有机溶剂在许多工业生产过程中被广泛使用,但其对环境和健康造成严重危害。
绿色溶剂的开发和应用可以有效减少有机溶剂的使用,降低对环境的污染。
2. 生物降解塑料的研发和应用:传统塑料制品在大量使用后往往难以降解,造成环境污染。
生物降解塑料可以在环境中被微生物降解,减少对环境的负面影响。
3. 绿色催化剂的设计和应用:传统催化剂通常含有有毒或稀缺金属,对环境和人类健康构成威胁。
绿色催化剂的研发和应用可以减少或避免对环境的污染,提高催化反应的效率。
4. 可再生能源的开发利用:绿色化学倡导利用可再生能源替代化石能源,如太阳能、风能等,减少对环境的破坏和资源的浪费。
5. 绿色药物合成:在药物合成过程中,绿色化学可以减少有毒废物的产生,提高药物合成的效率和可持续性。
6. 绿色清洁剂的研发和应用:传统清洁剂中常含有有害化学物质,对环境和人体健康造成危害。
绿色清洁剂的开发和应用可以减少对环境的污染,保护健康。
7. 绿色包装材料的研究和应用:传统包装材料通常难以降解,对环境造成严重污染。
绿色包装材料的研究和应用可以减少对环境的负面影响。
8. 绿色染料的设计和应用:传统染料合成过程中常使用有毒物质,对环境造成污染。
绿色染料的设计和应用可以减少对环境的危害,提高染料的可持续性。
9. 绿色防腐剂的研发和应用:传统防腐剂对环境和人类健康造成危害,绿色防腐剂的开发和应用可以减少化学品对环境的污染。
10. 绿色农业化学品的研究和应用:传统农业化学品对土壤和水资源造成严重污染,影响生态平衡。
绿色农业化学品的研究和应用可以减少对环境的破坏,保护农作物的生长和人类健康。
化学工程工艺中的绿色化工技术
![化学工程工艺中的绿色化工技术](https://img.taocdn.com/s3/m/6fb5182249d7c1c708a1284ac850ad02df800744.png)
化学工程工艺中的绿色化工技术随着环保意识的增强和对可持续发展的需求,绿色化工技术在化学工程工艺中得到了广泛的应用。
绿色化工技术是指在化工工艺中,通过合理的设计和创新,减少对环境的影响,降低资源消耗,提高产品品质。
本文将就化学工程工艺中的绿色化工技术进行探讨,以期加深对绿色化工技术的了解,推动我国化工产业朝着绿色化、低碳化方向发展。
一、绿色溶剂技术溶剂在化学工程中扮演着重要的角色,但传统的有机溶剂使用会对环境和人体健康造成危害。
绿色溶剂技术的发展成为了当今化工领域的热点。
绿色溶剂技术是指在化工生产中使用对环境友好的溶剂,例如水、离子液体等。
与传统有机溶剂相比,绿色溶剂具有溶解能力强、易回收利用、对环境友好等特点,能够有效降低化工生产对环境的影响。
有机合成过程中的溶剂选择对环境友好的水或者离子液体,可有效减少有机溶剂的使用,减轻对环境的污染。
使用绿色溶剂还能够降低生产成本,在提高生产效率的同时获得更好的经济效益。
催化技术在化学工程工艺中有着广泛的应用,而绿色催化技术能够在催化反应中降低能耗、提高产物选择性,减少污染物排放。
采用环境友好的催化剂进行合成反应,能够有效提高化学品的产率,减少废弃物的产生。
绿色催化技术还包括可再生催化剂的使用,例如金属有机骨架材料(MOF)等,这些催化剂具有高催化活性和选择性,同时具有很高的稳定性,能够有效减少催化剂的使用量,降低生产成本,减少废弃物的排放。
绿色合成技术是指在化学合成过程中,采用低毒、低污染、高效率的合成路线,减少废弃物的产生,提高产品的纯度和收率。
采用生物催化技术、可再生原料等替代传统合成路线,符合绿色合成技术的要求。
生物催化技术是利用酶或微生物对底物进行催化转化,制备高附加值化合物。
使用可再生原料进行合成,例如利用植物粗提取液作为原料,代替传统的石油化工原料,能够有效降低生产成本,减少对石油资源的依赖,实现可持续发展的目标。
化学工程中的分离技术是提取纯品、净化产物和回收溶剂的重要环节。
化工生产中的绿色化与可循环利用
![化工生产中的绿色化与可循环利用](https://img.taocdn.com/s3/m/6e434185a0c7aa00b52acfc789eb172ded6399d7.png)
绿色化工技术的优势
减少污染:降低生产过程中的 污染物排放,保护环境
提高效率:提高生产效率,降 低生产成本
循环利用:实现资源的循环利 用,减少资源浪费
安全可靠:提高生产过程的安 全性,降低事故发生率
绿色化工的发展趋势
绿色化工技术:采用环保、节能、高效的生产工艺和技术 绿色化工产品:开发环保、安全、无毒、可降解的化工产品 绿色化工管理:建立完善的环保管理体系,提高环保意识 绿色化工政策:政府出台相关政策,鼓励和支持绿色化工的发展
应用:可循环利用在化工生产中广泛应用,如废旧塑料的回收利用、废旧金属的回收利用等。
化工生产中的可循环利用技术
废物处理技术:对生产过程中 产生的废物进行有效处理和利 用
绿色化工技术:采用环保、 节能、高效的生产工艺
循环利用技术:包括物料循 环、能量循环、水循环等
资源回收技术:对生产过程中 产生的废弃物进行回收和再利
绿色化学在化工生产中的应用
绿色化学的定义:以环保、安全、经济为原则,采用无毒、无害、可再生的原料 和工艺,实现化工生产的绿色化
绿色化学的应用领域:包括但不限于农药、染料、医药、精细化工等领域
绿色化学的典型案例:如采用生物酶催化代替传统化学合成,实现农药、染料等 化工产品的绿色化生产
绿色化学的发展趋势:随着环保意识的提高和科技的进步,绿色化学在化工生产 中的应用将越来越广泛,成为未来化工发展的重要方向。
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废旧金属回收再利用:将废旧金属 进行分类、清洗、熔融等处理,制 成新的金属制品
废旧电子设备回收再利用:将废旧电 子设备进行分类、拆解、清洗、熔融 等处理,制成新的电子设备或零部件
可循环利用的挑战与前景
第04章 绿色化学的主要内容
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2001年Sharpless因此而成为诺贝尔化学奖得主之一。
第二节
原料绿色化
以相对更加安全、无毒的原料代替传统的有害 化学品作为化学反应的原料,或者采用不用有毒原 料的新方法、新工艺,就是原料的绿色化。
一、取代HCN原料的绿色化
二、取代苯原料的绿色化
第四章 绿色化学的主要内容/ 第二节 原料绿色化
1、手性化合物的获得途径
用简单、经济的方法制备高纯度的手性化合物,是当今 化学、生物、药学等领域的研究热点之一。手性化合物的获 得途径,有三种: (1)天然手性化合物的提取与半合成(早期从自然界提 取,不少已工业化,方法简单,但种类有限或原料不足) (2)外消旋体的拆分(来源足,但原子利用率最大仅 50%,且工作量大) (3)不对称合成(符合绿色化学潮流,最引人注目, 手性技术发展的主流方向)
第四章 绿色化学的主要内容/ 第一节 反应经济化/ 一、常见有机合成反应类型的原子经济性分析
3、取代反应(下)
例3:Wittig反应在有机合成中有重要的应用,虽然Wittig在 1979年因此而获得了诺贝尔奖,但Wittig反应在今天却不符 合绿色化学的要求 。 在下图中,为了利用原料276份质量中的14份质量,产生 了278份质量的“废物”,总反应的原子利用率仅26%。
3、取代反应(中)
例2:苯与乙酰氯的反应——付氏酰基化反应
H O CH3
O
+
AlCl3 Cl CH3
+ H Cl
该反应中有副产物氯化氢(HCl)生成,故原子利用率 被降低了。氯化氢是一种刺激性的气体,溶于水即盐酸。 同时,催化剂三氯化铝(AlCl3)反应过程中也易于吸 潮、水解产生酸性气体氯化氢,反应后处理时产生大量的酸性 废水。因此,该具有重要应用价值的反应,存在着多处的绿 色化学不足。
染料合成工艺中的绿色化学
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传统 的有 机 合 成 反 应 以产 率 来 衡 量 反应 的效 率 ,有 些 反应 产 率 高 但 原 子 利 用 率 很 低 ,这 和 绿
色化 学 的 原 子 经 济 性 有 本 质 区 别 。绿 色 化 学 的原 子 经济性 的 反 应 有 两 个 显 著 优 点 :一 是 最 大 限 度 地 利用 了原 料 ,二是 最 大 限 度 地 减 少 了废 物 的排 放 。原 子 利用率 的表达 式 是 :
2 绿 色化 学 的 核心 内容—— 原子 经济 性 .
5 生成 的废 弃物 容易 除 去 ; . 6 辅 助 物质 尽可 能少 ,且是 无 害 的 ; .
7 尽 量避 开 不 必 要 的变 换 如 保 护 / 保 护 基 、 . 脱
原 子 经 济 性 ( o eoo )这 一 概 念 最 早 Atm cnmy
维普资讯
20 0 2年 第 2期
口 . 嗣 - 1
S CHUAN L I SI K
总 第 9 期 1
4. 绿 色技 术 1
主产物
副 产 物
反应 产生 的副 产 物 D 往 往 是 废 物 ,因此 可 能 成 为 环 境 的污染 物 。
提 高 和工 业 化 高 度 发 展 的 同 时 ,大 量 排 放 的工 业 和 生 活污 染 物 却 反 过 来 使 人 类 的 生 存 环 境 迅 速 恶 化 ,这就 使 化 学 家 面 临 新 的挑 战 ,即要 去 发 展 对 人 类 健康 和 环 境 较 少 危 害 的化 学 。这 一 问题 近 年
是 19 年 美 国 Sa fr 91 tnod大 学 的 著 名 有 机 化 学 家 Trs 提 出 的 ,即原 料 分 子 中究竟 有 百 分 之几 的原 ot
绿色化工工艺导论_第二章_绿色化学的主要内容
![绿色化工工艺导论_第二章_绿色化学的主要内容](https://img.taocdn.com/s3/m/1c2240abf121dd36a32d821e.png)
在合成己二酸的过程中,最后一步是利用硝酸氧化 环己酮和环己醇,这一反应的副产物N2O的浓度以 每年10%的水平增长。 N2O在对流层无沉降,因此可上升进入平流层,起 到破坏臭氧层的作用。 这一过程为: N2O与氧原子反应生成NO· , NO· 自由基作为催化剂消耗臭氧。 NO· 从O3分子中夺取一个氧原子,形成O2和NO2· 然后NO2· 自由基 与一个氧原子反应又生成NO· , 同时形成一个分子氧。
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
炉 用 质 锅 炉 物 烧 锅 单 简 生 燃 汽 化 生 物 质 IG 燃 CC
效率(%) CO2 R Rate(%)
Processes Design
生物质原料优点:
由生物质衍生所得物质常常已是氧化产物,无需再通
过氧化反应引入氧。
第二章 绿色化学的主要内容
1 2 3 4 5 6 7 8
原料绿色化 试剂绿色化 产品绿色化 反应条件温和化 溶剂绿色化 催化剂绿色化 能量绿色化
过程绿色化
一、原料绿色化
定义:
以相对更加安全,无毒的原料代替传统的有害 化学品作为化学反应的原料,或者采用不含有毒 原料的新方法,新工艺,就是原料的绿色化。 即: 用对人类健康和环境危害小的物质为起始 原料 , 去设计实现某一化学过程 , 则此过程会更 为安全。
生物质的生产有明显的季节性 植物的生长有季节性,在一年中,一定时间种植,一段时间之 后才能收获,这就要求使用生物质作原料的工厂要很好地制定 生产计划。而实际上,现在的化学品生产厂家要求天天有相同 质量的原料供应,改换为生物质之后,很可能年初和年底得到 的原料质量就不尽相同,无疑将对生产产生很大的影响。
2
生成绿色染料的原理是
![生成绿色染料的原理是](https://img.taocdn.com/s3/m/304b230186c24028915f804d2b160b4e777f815b.png)
生成绿色染料的原理是生成绿色染料的原理涉及到化学和物理的相关知识。
绿色染料通常是通过化学合成来获得的,其颜色和染料颜料分子的吸收特性相关。
下面将详细介绍几种生成绿色染料的原理。
首先,可以使用含有苯环结构的化合物来生成绿色染料。
苯环结构的化合物在吸收白色光谱时主要吸收紫色光,而绿色光较少被吸收。
因此,当苯环结构的化合物溶解在溶液中时,溶液呈现出绿色。
具体来说,苯环结构中的共轭结构和能级跃迁可以影响颜色的吸收和反射,并且不同官能团的引入可以进一步调节染料颜色的强度和亮度。
第二种方法是使用天然植物提取物作为染料来源。
一些植物中含有可以提取出绿色颜料的特定分子或化合物。
例如,叶绿素是一种具有绿色颜料的生物分子,它是植物中光合作用的关键成分。
叶绿素通过吸收可见光的红色和蓝色区域的光谱来展现绿色。
这是由于叶绿素分子中的镁离子和特定有机结构的共轭化学结构,使其能够吸收特定波长的光,使溶液呈现出绿色。
这种方法可以通过从植物中提取叶绿素,并将其转化为染料来制备绿色染料。
此外,还可以利用化学方法来生成绿色染料。
例如,将黄色染料与蓝色染料混合可以得到绿色染料。
这是因为黄色染料主要吸收蓝色光谱,而蓝色染料主要吸收红色光谱。
当两种染料混合在一起时,它们会吸收彼此的吸收光谱,而绿色光谱较少被吸收,导致混合溶液呈现出绿色。
此外,还可以利用量子点技术来生成绿色染料。
量子点是一种纳米尺度的半导体材料,其颜色取决于其形态和组成。
适当选择量子点的尺寸和材料可以产生绿色波长的吸收。
通过调节量子点的合成条件和结构,可以控制量子点的发光颜色和亮度,从而制备绿色染料。
总结起来,生成绿色染料的原理有多种途径,包括使用含有苯环结构的化合物、利用天然植物提取物、混合不同颜色的染料以及利用量子点技术等。
这些方法都涉及到颜料分子对不同波长的光的吸收和反射特性。
通过合理选择染料的结构和组成,可以获得不同颜色亮度的绿色染料。
化学合成反应中的绿色化学研究
![化学合成反应中的绿色化学研究](https://img.taocdn.com/s3/m/651b3df60d22590102020740be1e650e52eacf00.png)
化学合成反应中的绿色化学研究绿色化学是一种可持续的化学研究领域,其目的是通过节约资源、减少废物和有害物质来提高化学反应的效率,减少环境负担。
化学合成反应是化学研究的重要方向之一,而绿色化学在化学合成反应中的应用也足以影响整个化学工业的发展。
绿色合成反应中的环保催化剂在传统的化学合成反应中,常常需要使用有害或危险的化学试剂和催化剂,产生大量的废弃物和有害物质,对环境造成污染。
因此,绿色化学的研究也提出了一些替代方案,如环保催化剂的研究。
环保催化剂是一种低毒性,低污染的催化剂。
它们可以在化学反应中,有效地催化反应,减少能源消耗和废物产生。
同时,这种催化剂也可以有效地降低化学合成反应中的中间体生成,减少化学合成反应中的副产物的生成,从而减少化学合成产生的废物和有害物质。
绿色合成反应中的可再生能源红外线辐射、微波照射等可再生能源在化学合成反应中有着广泛的应用。
红外线辐射、微波辐射等是化学反应中的核心能源场,能促进化学反应,提高反应效率。
同时,可再生能源也可以有效地降低化学物质的能源消耗,从而降低化学反应中消耗的能源,减少能源的浪费和碳排放等环境问题。
绿色合成反应中的废弃物处理在传统的化学合成反应中,大量的废弃物产生是一大问题,而绿色化学的研究也为处理废弃物提供了一些替代方案。
一种常见的方案是通过分离废弃物和有用物质,使废弃物得到有效利用。
例如,一种常用的分离方法是使用无机离子交换树脂和有机溶剂对废弃物进行分离。
这种方法能够有效地将化学反应中的废弃物与有用物质分离开来,降低化学反应中的废弃物。
绿色合成反应的未来展望总的来说,绿色化学的研究在化学合成反应中应用广泛,能够降低化学反应产生的废物和有害物质,从而减少环境污染问题。
同时,绿色化学的研究也为化学工业的发展提供了新的思路和模式。
绿色合成反应的未来展望是通过不断推进绿色化学的研究,发掘更多的绿色化学反应原理和方法,进而推动各个化学领域的绿色合成方法的发展,提高化学反应的效率,减少化学的环境影响。
化学工程工艺中的绿色化工技术要点
![化学工程工艺中的绿色化工技术要点](https://img.taocdn.com/s3/m/6980d38150e79b89680203d8ce2f0066f433645f.png)
2 化学工程工艺中使用绿色化工技术的原则在实际的化学工程工艺进行的过程中,要想能够让大自然不受到污染物的破坏,在施工中不要为了节省经费而选择质量较差的材料,应该合理的选择化工材料,并且积极的运用绿色化学工程这项技术。
首先要说的是在材料的选择上面,选择材料时不仅要控制材料的质量,还要保证其绿色安全无污染,不会对环境造成太大的危害。
第二点,要想增加化学反应的速度应该合理的选择绿色催化剂,如图2所示常用绿色催化剂,据调查发现,一部分化学工程工艺存在着浪费材料和污染环境的问题,绝大部分的原因是因为在选择催化剂时没有全面的考虑,最终会导致大自然受到了间接性的污染[1]。
图2 常用的绿色催化剂综上所述,影响国家环境发展的主要“凶手”是污染物,能够推进化学工程工艺发展的重要力量是选取对自然环境无害的催化剂,同时也会对其发展起到了有效的推动作用。
最初使用催化剂的目的是能够增强化学反应的速度,让分子在施工的过程中可以进行不规则的运动来发挥催化剂的最大效用。
如果要走持续发展的目标,在化工工艺进行的过程中,可以更深入的开展一场关于对催化剂原料研究的活动。
3 化工工艺中,绿色化学技术要点的分析3.1 生产环境友好型产品时的技术要点目前我国经济技术发展迅速,化学工程开始慢慢崛起,同时不仅为环境带来了不小的污染,对于各行业的发展也产生了影响,那么采取相应的手段来保护环境是必不可少的。
就目前的发展状况来看,绿色化工技术的广泛应用的同时又利用了自身的特殊性,解决了人们生活中的难题。
当前社会应该做的最主要的事情就是尽快的研究出对环境友好型的产品,尽可能的减少污染物对环境的破坏。
在对化工工艺的研究时发现,其可以代替氟利昂的使用,对环境能够起到保护的作用。
当代社会,随着市民条件越来越好,部分家庭都有了私家车,成为了其出行的代步工具,但是汽0 引言最近几年,随着经济技术的发展化学工程产业在慢慢的扩张,虽然覆盖的范围不是很广,但是同样是对大自然的环境造成了破坏,对市民的身心健康产生了影响。
化学药品合成中的绿色化学技术
![化学药品合成中的绿色化学技术](https://img.taocdn.com/s3/m/6dd86cd0b9f67c1cfad6195f312b3169a451ea3d.png)
化学药品合成中的绿色化学技术在当今社会中,环境污染和资源枯竭已经成为了一个非常严重的问题。
为了保护环境和节约资源,绿色化学技术应运而生。
绿色化学技术是指利用环保、资源节约、安全、可再生等性质的化学技术,以提高环保和生态经济的效益。
在化学药品合成中,绿色化学技术正逐渐地成为热点话题。
化学药品合成是在化学反应中获得有用化合物的过程,这些化合物是生命科学、医药、化工等行业的重要原料。
但是,在化学药品合成过程中,常常使用的有机溶剂、催化剂、反应物和废弃物等都会产生有害物质,给环境和人类健康带来威胁。
因此,寻求化学药品合成中的绿色化学技术已经成为了一个迫切的任务。
化学药品合成中的绿色化学技术可以从多个方面来实现,下面列举了其中几个方面。
1. 替代有毒溶剂和反应物化学药品合成中通常使用氯化物、氟化物、苯、氯甲烷等溶剂和反应物,这些有机溶剂和反应物都对环境造成了污染和健康风险。
因此,用无毒或低毒的溶剂和反应物代替有毒的溶剂和反应物,是化学药品合成中的绿色化学技术之一。
例如,水可以替代氯甲烷作为良好的替代溶剂。
同时,钠甲烷化反应(Wurtz反应)中可以用亚甲基氯代替氯甲烷,有效地避免了Chloromethane的有害影响。
2. 选择环保的催化剂催化剂在化学药品合成中起着至关重要的作用。
通常使用的含有重金属的催化剂,对环境造成的污染和威胁非常严重。
因此,选择环保的催化剂,是化学药品合成中的绿色化学技术之一。
例如,BiVO4是一种无毒、环保的催化剂,可用于照射下降解染料废水中的有机物,有效地减少了污染。
3. 优化反应条件反应条件是影响反应速率和产物选择的一个非常重要因素。
优化反应条件不仅可以提高反应效率,还可以减少反应废物的生成,从而实现化学药品合成中的绿色化学技术之一。
例如,催化剂Fe-Ag催化剂可在低压下促进水和氧的绿色化反应,化学药品合成过程中可以优化水和氧的反应条件,提高反应速率及产物选择性。
4. 循环利用和资源再利用在化学药品合成中,废弃物的处理往往是一个非常困难的问题。
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染料合成工艺中的绿色化学江苏省丝绸学校 钱建栋[摘要]:本文概述了绿色化学、原子经济性等新概念,阐述了绿色化学和染料的绿色有机合成的关系,介绍了一些染料的绿色合成新工艺。
[关键词]:绿色化学 原子经济性 染料的绿色合成工艺0 引言化学在人类社会发展的历史长河中起着十分重要而积极的作用。
但是,在人类物质生活不断提高和工业化高度发展的同时,大量排放的工业和生活污染物却反过来使人类的生存环境迅速恶化,这就使化学家面临新的挑战,即要去发展对人类健康和环境较少危害的化学。
这一问题近年来已受到相当重视,并出现了一系列新名词,如绿色化学、环境友好化学、洁净化学、原子经济性等。
1 绿色化学绿色化学是指利用化学原理在化学品的设计、生产和应用中消除或减少有毒有害物质的使用和产生,设计研究没有或只有尽可能少的环境副作用、在技术上和经济上可行的产品的化学过程,是在始端实现污染预防的科学手段。
绿色化学的理想在于不再使用有毒、有害的物质,不再产生废物,不再处理废物。
从科学观点看,绿色化学是化学科学基础内容的更新;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,是一门从源头上阻止污染的化学,符合经济可持续发展的要求。
2 绿色化学的核心内容 原子经济性原子经济性(Atom economy)这一概念最早是1991年美国Stanford大学的著名有机化学家Trost 提出的,即原料分子中究竟有百分之几的原子转化成了产物。
理想的原子经济反应是原料分子中的原子百分之百地转变成产物,不产生副产物或废物,实现废物的零排放!。
他用原子利用率衡量反应的原子经济性,认为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(如完全的加成反应:A+B=C),达到零排放。
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,因此可能成为环境的污染物。
传统的有机合成反应以产率来衡量反应的效率,有些反应产率高但原子利用率很低,这和绿色化学的原子经济性有本质区别。
绿色化学的原子经济性的反应有两个显著优点:一是最大限度地利用了原料,二是最大限度地减少了废物的排放。
原子利用率的表达式是:原子利用率=期望产品的摩尔质量化学方程式中按计量所得物质的摩尔质量∀100% 3 染料的绿色合成工艺需遵循的原则染料的绿色合成工艺需遵循以下原则:1 能获得最大量的最终生产物;2 对人类健康和环境具有低毒性;3 能在最简单的反应条件下进行,所耗能量对环境和经济的影响最小;4 生成的化学物质低毒,且保证功能高效化,而且这些化学物质最终都不会影响环境,成为无害的分解性物质;5 生成的废弃物容易除去;6 辅助物质尽可能少,且是无害的;7 尽量避开不必要的变换如保护/脱保护基、物理的/化学的工艺等;8 所用原材料最好是化学上理论用量;9 对可用再利用的原材料在经济上和技术上是可行的,且能再生;10 化学过程中使用的化学物质应选择爆炸、火灾和流出等化学事故可能性最小的物质。
4 染料的绿色合成工艺染料的绿色合成工艺的内容包括两个方面,即绿色技术和反应条件的改进。
384 1 绿色技术染料工业中近年开发的新型绿色技术有很多,比较突出的有:4 1 1 催化技术 这种技术用于加氢反应、烷基反应、氢化脱卤反应、氨化反应、异构化反应、脱酰基化反应和定向氯化反应等,可减少反应的副产物、提高转化率和降低三废污染量。
如甲萘酚制甲萘胺:甲萘胺是一只重要的染料中间体,一般的生产方法是将萘硝化制成1-硝基萘,再用铁粉或硫化钠或加氢还原而成,由于萘硝化成1-硝基萘的同时也生成了3%~5%的2-硝基萘等杂质,当还原时它们都变成了相应的萘胺,致使甲萘胺中夹杂着3%左右的乙萘胺而产生致癌毒性。
为了降低甲萘胺的毒性,避免乙萘胺的生成,在亚硫酸盐存在下与氨水反应,其收率可达94%~96%,反应如下所示;OH +NH 3HSO -3或SO 2(150#)稀H 2SO 4200#NH 2+H 2O4 1 2 高收率低污染技术 这种技术视品种而异,如三氧化硫磺化技术、连续硝化技术、一步法反应技术等。
如对硝基甲苯邻磺酸是生产4,4∃-二氨基二苯乙烯-2,2∃-双磺酸即DSD 酸的主要原料,而DSD 酸是多种荧光增白剂和染料的重要中间体。
这只中间体通常是用对硝基甲苯经20%发烟硫酸磺化来制备,产品的纯度一般96%~98%,问题是耗酸多、废酸量大、治理费用高;以三氧化硫为磺化剂制备对硝基甲苯邻磺酸应是更合理的工艺,反应如下所示:NO 2C H 3+SO 2-4NO 2CH 3SO 3H为了控制反应的激烈程度和减少氧化、碳化及生成砜等副反应,采用以氧气稀释的三氧化硫更有利。
将这种稀释的三氧化硫在1hr 内通入90#的熔融对硝基甲苯中,三氧化硫与对硝甲苯的摩尔比为1 1%1 0,通毕至125#保温20min,再加入一定量水后于90#水解0 5hr,过滤除砜,得到很纯的对硝基甲苯邻磺酸溶液,析出的主产物经干燥后的含量超过98%,磺酸的收率为96%~98%,其纯度优于通常使用的方法。
由于所制得的磺酸溶液中主产物纯度高,游离硫酸含量较低,故可不必将主产物析出而直接用于氧化与还原制取DSD 酸。
显然该中间体新技术的最大优点是磺化剂用量大大减少,而且没有废酸。
它与发烟硫酸法对比如表所示。
三氧化硫磺化法与发烟硫酸磺化法的比较方 法磺化剂耗量(折100%硫酸,t/t)废酸量(酸度50%,t/t)磺酸纯度(%)磺酸收率(%)发烟硫酸磺化法3 0~3 26 0~8 096~9895~98三氧化硫磺化法0 7998~10096~984 2 反应条件的改进反应条件的改进包括选用对人体健康和环境影响小的溶剂作反应介质,选择最优化的反应温度、反应压力和反应方式以提高反应选择性和减少废弃物或排出物等。
4 2 1 非氯溶剂法制造粗酞菁技术粗酞菁是用于制造酞菁系染料和酞菁系颜料的重要中间体,其制造方法有干法(固相法)和溶剂法两种,溶剂法制得的粗酞菁质量优于干法。
传统的溶剂法用三氯苯作溶剂生产过程中由于温度高和存在铜化合物,三氯苯会脱氢缩合成多氯联苯,使粗酞菁中含有这种致癌化学物质。
而采用非氯溶剂可以使粗酞菁和最终染料或颜料中不含有多氯联苯这种有毒物质。
如用下列三种叔烷基芳烃组成非氯溶剂:CCH 3CH 3CH 2CH 3C C H 3C H 3C H 2CH 2CH 3(20%~25%)(55%~60%)CCH 3CH 3CH 2CH 2C H 2C H 2C H 3(15%)其沸点为193~216#,凝固点在-50#以下,平均分子量158;它的毒性低,回收不困难,用其制得的粗酞菁中铜酞菁的含量又高。
4 2 2 蒽醌溶剂硝化法制1-硝基蒽醌新工艺391-硝基蒽醌是制备1-氨基蒽醌的重要中间体。
过去制造1-氨基蒽醌是用蒽醌在汞盐存在下经磺化和氨解合成,由于有汞害,人们逐渐用蒽醌硝化与还原的方法来取代。
在这种工艺中很重要的一点是要提高蒽醌硝化过程中1-硝基蒽醌的选择性和收率,用纯硝酸硝化时蒽醌与硝酸的摩尔比为1%9,1-硝基蒽醌的收率为73%;用混酸硝化时蒽醌与硫酸、硝酸的摩尔比为1%8 72% 4 25,1-硝基蒽醌的收率为75%;新的硝化技术是在1,2-二氯乙烷中用混酸硝化的方法,将粒度为150目的蒽醌、1,2-二氯乙烷和硫酸以1% 2 15%1 6的摩尔比加入到搅拌良好的反应器中充分搅拌形成悬浮液,保持30#加入摩尔比为1 2的硝酸,继续保持30#至蒽醌的转化率超过98%为止,约需10h,然后加入适量水,蒸馏回收二氯乙烷,过滤反应物,滤瓶洗至中性,得到硝基蒽醌粗品,其中1-硝基蒽醌的含量为79 1%,收率为79 6%,都优于其他硝化方法,而且该技术还显著减少生产过程中含酸废水量和对环境的污染。
原子经济性的反应有两个显著的优点:一是最大限度地利用了原料;二是最大限度地减少了废物的排放,减少了环境污染,适应了社会要求,是合成方法发展的趋势。
由上所述看出,绿色化学是可以发挥极大的作用的。
正像本世纪初化学给人类带来绚丽多彩的生活一样,它在人类对21世纪的挑战中,也一定能继续发挥巨大作用。
21世纪,化工技术必须满足环境、健康和社区安全等要求,只有不断培植发展绿色化学,才能实现化学工业持续、健康发展。
参考文献[1] Anastas P T,Williamson T C,Green Chemistry=Designing Chemistry for the Environment,ACS Symposi um Series,#626,American Chemical Society,Washington DC,1996.[2] Sheldon R A,Chemtech.,1994,24(3),38.[3] Wang Z,Lu X,.Chem.,1996,61,2254.[4] 章杰,印染,2000,26(8)42~45[5] 2000全国染整生态学研讨会资料汇编,全国印染科技信息中心,2000简讯 复合多彩真丝绸新产品研究!等四项科研项目经过验收鉴定2002年5月21日,在四川省科委组织下,复合多彩真丝绸新产品研究!、弹力真丝的形态结构性能和机理研究!、真丝牛仔蓝染色绸的探索研究!蚕丝的综合利用 食用丝蛋白的开发研究!四项科研项目在成都马家花园宾馆经过专家验收、鉴定。
该四项课题是四川省科委下达的由四川丝绸工程技术中心和丝绸工业研究所研制完成的。
复合多彩真丝绸新产品研究!项目采用真丝(双宫丝)与不同纤度、亮度、光泽风格特性的纤维复合,多种色丝织造复合,多元化变化组织复合达到了产品复合多彩的效果,织物具有较好的挺括度,产品具有粗犷、多彩的风格特性,拓宽了丝绸产品的应用领域。
该项目改变了传统的工艺技术路线,解决了不同纤维交织在织造、染色、整理中的工艺技术关键,其工艺先进可行,填补了国内空白,达到了国内先进水平。
弹力真丝的形态结构性能和机理研究!通过特殊的物理化学技术研究获得了与生丝形态不同的弹力真丝的加工方法和基本原理,在原料选择、工艺技术、起弹工艺参数的制定和助剂的筛选等方面进行了反复探索,摸索出了一条较完整的加工弹力真丝的工艺技术路线。
真丝牛仔蓝染色绸的探索研究!项目的真丝牛仔蓝染色绸是以白厂丝作经、染色绢丝作纬的半色织工艺,选用自制的溴化靛兰染色,大幅度提高上染率,项目有较大创新,使织物既体现了牛仔风格,又保证了纤维不受损伤,色牢度等各项指标达到标准要求。
蚕丝的综合利用 食用丝蛋白的开发研究!项目率先在国内开展了用废丝研究开发丝素酱油、丝素果冻、丝素蛋白末和丝素氨基酸等四只产品的工艺技术路线,达到了国内先进水平,研制的丝素蛋白产品经国家法定单位检测,其氨基酸含量高,有毒重金属含量符合国家相关标准,有较大的科技价值和良好的应用前景。