美国总统绿色化学挑战奖论文

2008及2009年美国总统绿色化学挑战奖介绍

摘要介绍了绿色化学的概念和产生背景以及2008、2009年美国总统绿色化学挑战奖的获奖项目。

5 个奖项分别是:（1）绿色合成路线奖（2）绿色反应条件奖（3）绿色化学品设计奖（4）小企业奖（5）学术奖

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1990 年美国颁布了污染防止法案，将污染防止确立为美国的国策。在该法案条文中第一次出现了“绿色化学”一词，其定义为采用最少的资源和能源消耗，并产生最小的排放的工艺过程；1996年美国设立“总统绿色化学挑战奖”，1997年，德国联邦教育科学研究和技术部与化学工业在研究、技术开发、教育和创新等方面建立了正常的对话，可持续发展的化学确定为这一对话固定的主题之一。美国总统绿色化学挑战奖(Presidential GreenChemistry Challenge Award，PGCC奖)，是世界上最早设立、最新颁发、规模最大、水平最高、影响最广的绿色化学研究国家级奖励。每年”总统绿色化学挑战奖”的对把绿色化学原理与化学品的设计、制造与使用相结合的突出的化学技术加以确认.共设五个奖项:（1）绿色合成路线奖(2)绿色反应条件奖：(3)绿色化学品设计奖；(4)小企业奖；(5)学术奖。

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。是指设计和生产没有或者只有尽可能小的环境负作用并且在技术上和经济上可行的化学品和化学过程。它是实现污染预防的基本和重要的科学手段。

绿色化学的理想在于不使用有毒有害的物质，不生产有毒有害的废弃物，不使用对环境有损害的落后化工生产工艺，生产对环境无损害的绿色产品，使物质得到充分利用，实现有害物质零排放，即把现有化学和化工生产的技术路线从“先污染、后治理”改变为“从源头上根除污染”。

绿色化学不同于环境化学。环境化学是一门研究污染物的分布、存在形式、运行、迁移及其对环境影响的科学。而绿色化学研究污染的根源——污染的本质在哪里，而不是去对终端或过程污染进行处理。

2绿色化学产生的背景

化学在造就更好的物质，创造更美好生活的同时，化学品也带来了严重的污染。自然界中从未发现过的人工合成化合物正在以高速度增加估计已有96000种化学物质进入人类环境，其中有许多是有毒化学物质，通过各种可能的途径危害着人类。废物控制、处理和埋放，环保监测、达标，事故责任赔偿等费用使加工费用大幅度上升。因此，从环保、经济和社会的要求看，化学工业不能再承担使用和产生有毒、有害物质的费用。在严峻的现实面前，人们开始大力研究与开发从源头上减少和消除污染的绿色化学。

3 2008年美国总统绿色化学挑战奖

3.1 绿色合成路线奖（Greener Synthetic Pathways Award)

2008年美国总统绿色化学挑战奖的绿色合成路线奖颁给了Battelle公司。

仅在美国激光打印机和复印机每年使用超过4亿磅的墨粉和3万亿张的印刷品。由于传统的墨粉是以石油为原料的合成树脂，与纸熔合得紧密，使得纸循环时纸与墨粉分离很难，进一步造成纸循环使用困难。

在此之前所研发的可分离的墨粉因为成本高和纸墨分离不完全，无法商业化。

对于这个问题，俄亥俄州大豆委员会早期进行过研究，随后Battelle公司和AIR公司组织开发了能够满足办公室打印机和复印机使用要求的生物树脂和墨粉，并且进行了市场化。这项新技术以大豆油、蛋白质，以及从谷物中提取出的糖分为主要化学原料，制得生物质聚酯、聚酰胺、聚亚胺酯，通过比较经济的化学改性和加工后，最后得到了墨粉。这些易降解的化学组分在标准的脱墨过程中能够容易地从纸张上去除。AIR公司在此基础上，加入了恰当的催化剂并确定了最优生产条件，使新树脂的生产规模化。[1]

2006年，该产品已经成功地用于HP LaserJet 4250 Laser打印机墨盒。新的墨粉商标为BioRez0和Rezflufion~oBa~eHe和AIR 努力降低成本，使目前的硬件都能够使用，为消费者提供完美的环境友好型的打印和复印墨粉。总而言之，大豆墨粉是低成本、可降解、环境友好的，能解决不断增长的废纸问题。

3.2 绿色反应条件奖(Greener Reaction Conditions Award)

2008年美国总统绿色化学挑战奖的绿色反应条件奖颁给了纳尔科(Nalco)公司。

循环冷却水与人们的生活息息相关。办公楼、学校、医院和商店等商业建筑及工业冷却系统都是基于水冷。但消耗大量的水，而且对水中矿物质和微生物含量部有较高要求，否则不但导致冷却效率下降，还会污染环境。水中的钙和镁的碳酸盐，在热交换表面结垢，使得热传递系数下降和能量消耗增加；水中微生物的迅速生长会在热交换表面上形成生物膜，降低热交换系数。冷却系统需要定期添加化学物质控制微生物生长、矿物质沉淀和腐蚀，还要定期更换冷却水。即使这样，仍然存在冷却管“突然爆裂”，冷却水和这些化学品泄漏的危险。

纳尔科(Nalco)公司开发了3D TRSASR~技术来持续监控循环冷却水的状况，必要时加入化学药剂，不是像以前那样按照死板的时间表去做。这种技术节省了水和能源，减少了水处理药剂用量，并且降低了外排水对环境的危害。

3D结垢控制系统是3D TRASAR~系统的一部分，其目的是防止在设备表面形成矿物质水垢，以免影响热传递效率。系统通过使用荧光标记、水垢分散剂的聚合以及水垢形成的快速反馈监测方法，来控制阻垢剂使用量。3D TRASAR~系统中的3D生物控制部分是唯一的在线实时监测技术，用来监测浮游生物和固定化细菌。它使用荧光分子物——忍天青测试剂做标记，其原理是和好氧微生物反应来改变荧光信号。有微生物活动时加入氧化杀菌剂来抑制微生物活动。3D生物控制系统可以有效降低杀菌剂的使用量，并防止生物膜在表面形成而影响热转递效率。[1]

2004年，Nalc0公司开始3D TRASAR 0冷却系统控制技术商业化。实践证明该技术的操作稳定性高，还可以减少用水量和对水质的要求。

2006年，使用了3DTRASAR0系统2500个冷却装置，节约大约210亿加仑的水和水处理的化学药品。该技术节水、节能，使得处理化学药品的用水最小化，减少排出水对环境造成的损害。

3.3 绿色化学品设计奖(Designing Greener Chemicals Award)

2008年美国总统绿色化学挑战奖的设计绿色化学品奖颁给了陶氏益农(Dow AgroSciences)公司。

陶氏益农(Dow AgroSc iences)公司早期生产的Spinosad生物杀虫剂能够防治多数蔬菜害虫，但是