《环境化学》课件第八章

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环境化学第八章

环境化学第八章
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《环境化学》(第二版)全书教学课件

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2024/1/26
5
环境化学与其他学科关系
01 与化学的关系
环境化学是化学的一个分支,它应用化学的理论 和方法来研究环境问题。
02 与环境科学的关系
环境化学是环境科学的重要组成部分,它为环境 科学提供化学物质在环境中的行为和效应方面的 理论支撑。
03 与其他学科的关系
环境化学还与生态学、毒理学、地理学、气象学
包括混合、扩散、挥发、 吸附等。
化学过程
包括氧化、还原、水解、 络合等。
生物过程
包括生物降解、生物富集 、生物转化等。
污染物迁移途径
包括地表水-地下水交互作 用,水-土界面交互作用, 水-气界面交互作用等。
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04
土壤环境化学
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土壤组成与性质
矿物质
土壤矿物质是土壤的主要组成物质, 构成了土壤的“骨骼”,一般占土壤 固相部分质量的95%~98%。土壤矿
等。
迁移
包括机械迁移、物理-化学迁移和生物迁移。机械迁移是指污染物在土壤中的机械运动 ,如耕作、灌溉等引起的污染物在土壤中的混合和搅动;物理-化学迁移是指污染物在 土壤中的溶解、吸附、解吸、沉淀、气化等过程;生物迁移是指污染物通过生物体的吸
收、代谢、死亡等过程而发生的迁移。
18
生物体内污染物质运输与转
环境质量评价标准
包括环境质量标准、污染物排放标准、环境基础 标准等。
3
环境影响评价
预测和评价人类活动对环境的影响,提出相应的 预防和治理措施。
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24
大气污染治理技术
01
颗粒物治理技术
包括机械除尘、湿式除尘、电除 尘等。

环境化学全部PPT课件

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提出了“持续发展”的战略
——把经济发展和环境保护相结合。
第三阶段:90年代以来
巩固和发展“持续发展”的战略思想。
——把环境保护与经济、社会协调发展。
23
二、环境化学
1. 环境化学的发展
环境化学的发展:
孕育阶段:二次大战-1970年;
形成阶段:70-80年代;
发展阶段:80年代。
24
二次大战-20世纪60年代:研究环境中农药
环 境 化 学
Environmental chemistry
1
第一章 绪论 第二章 大气环境化学 环 境 化 学 第三章 水环境化学 第四章 土壤环境化学 第五章生物体内污染物质 的运动过程及毒性 第六章典型污染物在环境各 圈层中的转归与效应 第七章 受污染环境的修复
2
参考书籍
3
参考期刊
环境科学 环境化学 化工环保 环境保护 环境工程 环境科学学报 中国环境科学 农村生态环境 环境污染与防治 环境污染治理技术与设备
19
世界地球日的由来
1969年,美国民主党参议员盖洛 德。尼尔森提议,在全国各大学校 园内举办环保问题讲演会,并将次 年的4月22日作为“地球日”。 1970年4月22日,由美国哈佛大学 学生丹尼斯· 海斯发起并组织的环境 保护活动,犹如星火燎原。全美国 共有2000多万人参加,约1万所中 小学,2000所高等院校和全国的各 大团体参加了这次活动,这一天就 成了第一个地球日。
27
3. 环境化学的研究内容
有害物质在环境中存在的浓度水平和形态; 潜在有害物质的来源,它们在个别环境介质 中和不同介质间的环境化学行为;
有害物质对环境和生态系统以及人体健康产 生效应的机制和风险性; 有害物质已造成影响的缓解和消除以及防止 产生危害的方法和途径。

大气环境化学课件-平流层化学

大气环境化学课件-平流层化学

三、平流層化學研究進展
1995年諾貝爾化學獎——人類活動影響平流層臭氧研究
左:Paul Crutzen(荷蘭) 中:Mario Molina(墨西哥) 右:F.SheRwood Rowland (美國)
1995年諾貝爾化學獎——人類活動影響平流 層臭氧研究
20多年前, Paul Crutzen“第一次把臭氧問題擺在人們的 面前”,他指出人類活動釋放的少量物質能夠損害全球範 圍的臭氧,把平流層的研究引導上正確的道路。
甲烷產生水蒸氣,對平流層 化學反應有重要影響。
3. ClOx和BrOx
源:
CH 3Cl hv Cl CH 3
CFCl3 hv(175nm 220nm) CFCl2 Cl
CFCl2 hv(175nm 220nm) CFCl Cl
O(1D) CFnCl4 n CFnCl3 n ClO
80年代,距地10-55km的南極出現臭氧洞,1987年,北 極也出現。
近幾年臭氧洞的深度和麵積仍在繼續擴展,1998 年臭氧洞的持續時間超過了100天,是南極臭氧 洞發現以來的最長記錄,而且臭氧洞的面積也在 擴大,相當於3個澳大利亞。
2000.9.3南極上空2830萬km2(中國面積2倍多、 美國3倍),今後20年,臭氧層處於最脆弱狀態。
陶普生單位(Du):1Du相當於10-3大氣釐米 其他品質單位:混合比和品質濃度
二、臭氧層的作用
太陽光組成:紅外光50%;可見光40%; 紫外光10%;其餘部分1%;
太陽光中的紫外線可劃分為: UV-A(315~400nm) UV-B(280~315nm) UV-C(280nm以下)
三個波段中UV-B輻射對生物有較大的傷害。而阻擋 UV-B輻射的就是臭氧。
O2+hv(λ<240nm)→O+O O2+O+M →O3+M O3+hv(λ<290nm)→O2+O O3+O →2O2 O+O+M →O2+M

环境保护与绿色化学(课件)-高一化学同步备课系列(人教版2019必修第二册)

环境保护与绿色化学(课件)-高一化学同步备课系列(人教版2019必修第二册)

1
化学与环境保护
LOREM IPSUM DOLOR SIT AMET CONSECTETUER
1 化学与环境保护
1. 环境质量监测的意义
通过对污染物的 存在形态 、含量 进行分析和测定,为控制 和 消除 污染提供 可靠的数据,是进行 环境质量评价 和 污染治理 的基础。
2. 化学与“三废”污染
(1)“三废”污染:是指工业生产中产生 的 废气 、 废水和 废渣对环境的污染。
源回收利用两个目的。
Байду номын сангаас
【思考与讨论】
第9 页
(1)含硫氧化物和含氮氧化物是形成酸 雨的主要物质。工业上常利用它们与一些 物质发生反应加以控制、消除和回收利用。 请举例说明这些方法所依据的化学反应和 反应类型。 (2)含氮、磷元素的大量污水任意排入 河流、湖泊和近海水域,会出现水华、赤 潮等水体污染问题。你认为在城市和农村 出现的这种水体污染各有什么特点?请查 阅资料,了解有关的污染及治理情况,并 与同学交流。
【归纳和总结】
六大环境问题及其危害
环境问题 主要污染物
主要危害
酸雨(雨水 SO2及氮氧化物 pH<5.6) (NOx)
土壤酸化、水源污染、建筑物被腐蚀等
温室效应 CO2、CH4 造成全球气候变暖,水位上升,陆地面积减小
氟氯代烃、氮 到达地球表面的紫外线明显增多,给人类健康 臭氧空洞
氧化物(NOx) 及生态环境带来多方面危害
5.下列物质的制备反应中原子利用率最高的是(C) A.制取Cu(NO 3 ) 2 :CuO+2HNO 3 =Cu(NO3 )2 +H2O B.制取CuSO 4 :Cu+2H2SO4 (浓)=CuSO 4 +SO2 ↑+2H2O C.制取氯乙烷:CH2=CH2+HCl→CH2Cl-CH 3 D.制取溴苯:C6H6 +Br 2 →C6H5Br+HBr

环境化学_戴树桂版_第二版_课件_8第3章_第1节2_

环境化学_戴树桂版_第二版_课件_8第3章_第1节2_

▪以可溶态或悬浮态或吸附态存在。
➢甲基汞 ➢游离(水合)的金属离子 ➢游离Cd2+ ➢游离Cu2+及其氢氧化物 ➢脂溶性金属配合物
▪吸附、沉淀、共沉淀化学转化及某些生物、物理。
▪10金:45:5属5 形态及其转化过程的生物可利用性研究
15
3、有机污染物(关键是POPs,痕量、毒性大、异构体多、毒性差别大、 难降解、长距离输送)
解:假定平衡时NH4+的浓度为x mol/L
NH3+H2O≒NH4++OH-,
平衡时浓度: 0.200-x x x
10:45:55
9
▪举 例 2 : 计 算 0.2mol / L 的 H2S 溶 液 中 的 H+ 、 OH-、S2-的浓度和溶液的pH值。(已知H2S的一 级 电 离 常 数 K1=1.32×10-7, 二 级 电 离 常 数 K2=7.1×10-15)
10:45:55
7
需要说明的是,准确的酸碱平衡常数要靠活度计算,但是在一般的 稀溶液中,基本上可以用浓度来代替。
▪酸碱的强弱:分别采用酸电离常数Ka和碱电离常 数Kb来表达。或采用pKa,pKb来表示酸碱电离常数
HA+H2O≒H3O++A-
Ka [H 3O ][A ] [HA]
A-+ H2O≒HA+OH-
(6)苯酚(甲酚)类:——五氯苯酚等高氯代酚危害性大
✓具有高的水溶性、辛醇—水分配系数低
✓大多数酚主要残留在水中
✓苯酚分子氯代程度增高,溶解度下降,辛醇—水分配系数增加
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20
✓主要迁移、转化过程是生物降解和光解
(7)肽酸酯类:6种列入黑名单,危害性大,不易降解

(2024年)环境化学全部ppt课件

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2024/3/26
22
CHAPTER 06
环境质量评价方法及标准
2024/3/26
23
环境质量评价概述
环境质量评价的定义和意义
环境质量评价的分类和内容
环境质量评价的程序和步骤
2024/3/26
24
环境质量评价方法
环境质量指数法
指数的计算方法和步骤
指数的优缺点及适用范围
2024/3/26
25
环境质量评价方法
排泄规律
生物体通过多种途径将污染物质排出体外,包括尿液、汗液 、呼吸、乳汁等。不同物质的排泄方式和速率也有所不同, 如重金属往往通过胆汁和尿液排出,而某些有机污染物则可 能通过皮肤排泄。
21
污染物质对生物体毒理效应
慢性毒性效应
低剂量或浓度的污染物质长时间作用对生 物体造成的潜在损害,如致癌、致畸、致
环境影响
酸雨会对土壤、水体和植物造成危害,破坏生态系统的平衡,还会腐 蚀建筑物和文物。
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33
持久性有机污染物问题
2024/3/26
有机氯农药
人类历史上大量使用的有机氯农药(如DDT等)在环境中难以降解,成为持久性有机污染 物。
多环芳烃等化合物
多环芳烃(PAHs)等化合物也是常见的持久性有机污染物,它们主要来源于石油、煤炭 等化石燃料的燃烧。
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7
大气组成与结构
01
02
03
大气的组成
包括氮气、氧气、氩气等 主要成分,以及水蒸气、 二氧化碳、臭氧等次要成 分。
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大气的结构
根据温度、压力和密度等 因素,大气可分为对流层 、平流层、中间层、热层 和逃逸层。

(完整版)环境化学.ppt

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工 业 废 水 : 铅 污 染 和 砷 污 染
0.0
8
环境问题
1. 环境污染的概念
前因
人为因素
环境素质
后果
生态系统 生产生活
工业“三废”,化肥农 业,生活垃圾等
大气、水、土壤质量等 要素质量下降
水生/陆生生态系统破 坏,生物多样性减少
资源问题
2. 环境污染的内涵
污染生态化学
化学污染物的生态毒理学研究 环境污染对陆地/水生生态系统的影响
化学物质的生态风险评价
环境理论化学
环境界面化学 定量结构活性相关研究 环境污染预测模型
0.0
19
环境化学
4. 环境化学的发展方向
国际:重视元素(尤其是碳、氮、硫、磷)的生物 地球化学讯及其相互耦合的研究;重视化学品安全 评价;重视臭氧层破坏、气候变暖等。 20世纪末, 美国化学家提出了“环境良性化学”。
0.0
22
环境化学
超临界流体萃取技术是利用处于临界压力和临界温度以上的
流体,具有特异增加的溶解能力而发展起来的分离新技术。
它具有萃取效率高、分离工艺简单、不需要溶剂回收设备、
工作条件温和、应用前景广泛等特点,一般是在室温或接近
室温下完成。例如深水鱼油(EPA、DHA即脑黄金);维生
素E;维生素C等的提取。当将排放的有机废料与氧置于超临
有害物质的环境污染 生态系统的干扰和破坏 不可再生资源的滥采滥用 固废、噪声等造成的环境损害
3. 产生环境污染的因素
物理因素:噪声、放射线等 化学因素:工业“三废” 生物因素:细菌,病毒等
约占80%~90%。
0.0
10
环境问题
20世纪
90年代

南开大学 环境化学 PPT 第八章

南开大学 环境化学 PPT 第八章

4
8-18
《环境化学》 第八章 绿色化学的基本原理与应用
第二节 绿色化学的基本原理
8.2 Fundamental Principles of Green Chemistry
一、绿色化学的12条基本原理
Twelve Fundamental Principles of Green Chemistry
二、绿色化学与绿色工程

,为满足此种迫切需要,就产生了“绿色化学”这 一崭新学科。
8-5
《环境化学》 第八章 绿色化学的基本原理与应用
定义

绿色化学(Green Chemistry),也可叫作可持续的化学 (Sustainable Chemistry),它是一个概括性的概念: “化学是一种给予能力的或可操作的科学,利用它可使 经济和环境的发展协调地进行。”(Chemistry is an enabling science that will allow economic progress and environmental progress to proceed in harmony)。 按照定义,绿色化学就是研究利用一套原理在化学产品 的设计、开发和加工生产等过程中都应减少或消除使用 或产生对人类健康和环境有害物质的科学。
一、绿色化学的定义
Definition of Green Chemistry
二、关于绿色化学的发展史简介
Introduction of Development of Green Chemistry
8-10
《环境化学》 第八章 绿色化学的基本原理与应用
二、关于绿色化学的发展史简介 Introduction of Development of Green Chemistry 1

(完整版)环境化学.ppt

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0.0
27
环境化学
4.2 各圈层环境化学的发展方向
土壤环境化学:有机物污染物(如农药) 在土壤中的吸附、降解过程机制,土壤 环境复合污染问题,以及污染土壤修复 的化学基础等。
0.0
28
环境化学
4.3 污染控制化学的发展方向
从末端污染控制模式转向全过程控制模 式,提倡污染预防(pollution prevention),清洁生产(cleaner production),循环经济(circular economy)和绿色化学(green chemistry) 。
0.0
25
环境化学
1943年,美国洛杉矶第一次出现,所以光化学烟雾也 称为洛杉矶烟雾,呈蓝色,具强氧化性,能使橡胶开 裂,刺激人的眼睛,伤害植物的叶子,使大气能见度 降低。
含有氮氧化物和碳氢化合物等一次污染物的大气,在 阳光照射下发生光化学反应而产生二次污染物,这种 一次污染物和二次污染物(如臭氧,醛等)的混合物 所形成的烟雾污染现象,称为光化学烟雾。
(2)农业:主要是农药、化肥、农业废弃物等。 (3)交通运输:主要是噪声、汽油(柴油)等燃料
燃烧产生的有毒有害气体。 (4)生活:主要是生活污水和垃圾。
0.0
34
环境污染物
3. 化学污染物的分类
(1)元素:重金属和准金属、卤素、臭氧、黄磷等。 (2)无机物:氰化物、一氧化碳、氮氧化物、卤化物、无
【其它】对环境问题的认识过程;环境 化学的任务、内容和特点;环境污染物 和化学污染物的分类及组成;环境污染
物在环境各圈层的迁移转化过程
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本 章 重 点
5
第一节 环境化学 环境问题 环境化学
0.0
6
2006年十大环境事件之一

【水环境化学】第八章 水中的重金属

【水环境化学】第八章 水中的重金属

第八章天然水中的重金属一、水中主要重金属污染物的来源地质风化作用各种工业过程燃烧引起的大气散落生活污水和城市地表径流农业退水二、重金属元素在水环境中的污染特征分布广泛可以在水环境中迁移转化毒性强生物积累作用三. 重金属在水中的存在形态影响水中金属离子形态的因素(1)金属离子的水解作用大多数离子在水中会发生水解(hydrolysis)NH4+ + H2O = NH3 +H3O+CO3- +H2O =HCO3- + OH-从而影响水分子在水中的电离平衡。

H2O = H+ +OH-K w = (H+)(OH-) =10-14如果金属离子进入水中,会发生Fe3+ + H2O = FeOH2+ + H+Fe3+ + 2OH- = Fe(OH)2+Fe3+ + 3OH- = Fe(OH)3Fe3+ + 4OH- = Fe(OH)4-其中Fe(OH)3是沉淀,其它形式均可溶。

(2)水中溶解无机阴离子水中溶解无机阴离子可与金属离子形成配合离子(3)水中溶解有机物(形成有机配合物)影响腐殖质螯合重金属能力的因素金属离子种类: 胡泊腐殖质的螯合能力按:Hg2+、Cu2+、Ni2+、Zn2+、Co2+顺序递降。

腐殖质来源: 沉积物腐殖质>海洋>湖泊>河流腐殖质成分:相对分子质量小的成分对金属离子的螯合能力强;反之,弱。

环境体系和pH: 随pH降低而减弱。

水的盐度及Ca2+、Mg2+、Cl-等常量离子含量(4)水中悬浮颗粒物天然水体中的粗分散态和胶体分散态的悬浮颗粒物可吸附重金属,改变其存在形态、环境行为和生物效应。

在平衡状态下,水体中自由离子含量很低。

在pH为7的水体中,自由铁离子以及其水合态的含量很低,测试仪器无法测量。

但由于螯合态和离子对的存在,自然水体中的Fe可达到0.1-0.25 mg/L。

在腐殖质含量较高的水体中,甚至可达到1mg/L。

许多研究都证实,游离态的金属离子和羟基配合态是高毒形态。

《养殖水环境化学》第八章几种类型天然水的水质

《养殖水环境化学》第八章几种类型天然水的水质

2、降雨的时间段 初雨-终雨
3、降雨方式
暴雨、连绵细雨
(飓风作用把含较多海水的细滴云团搬运到远方降落,降水含盐量较多 )
4、季节
雨季-干旱季节
8.1.3 酸雨
1.定义:pH<5.6;也有不同看法。
因有人发现降落在某些边远地区的未污染降水,其pH值也低于此值。
酸雨区的五级标准: 年均降水pH ——非酸雨区5.60——轻酸雨区 5.30—— 中 酸 雨 区 5.00—较 重 酸 雨 区—4.70—重酸雨区—
2、pH呈近中性或弱酸性
清洁雨水:pH约为6.5—7.5,也有些地区为5.5-7.0, 正常降水最低pH值为5.6
3、含有营养盐等物质
大气降水含有较丰富的硝酸盐和氨 氨主要来源于烟道废气,氮氧化物还可由闪电形成,溶解 于雨水后生成硝酸,硝酸再与碱性尘埃作用转变为硝酸盐。
降水中磷含量较低,还含有Ca2+、Mg2+、HCO3-、 SO42-、Cl-以及微生物等
河流水质与土壤、岩石、植被、气候及补给、人类活动 与水生生物活动有关。
8.2.1 河流水质的一般特点 8.2.2 我国河流水质的区域性分布特点
8.2.1 河流水质的一般特点
1、溶解气体 河流溶解氧和氮气较丰富,接近饱和 。
2、河水化学组成与含盐量 ①主要离子
阳离子:Ca2+、Mg2+、Na+、K+ 阴离子:HCO3-、CO32-、SO42-、Cl-
酸雨已成为全球性的环境问题
4.酸雨的危害
(1)酸雨对人的毒害性比SO2增大10倍,当空气中酸雨含量达到0.8mg/L, 人就难以忍受,眼睛、呼吸道、皮肤等会受到不适的刺激;
(2)直接损害各种植物的叶面蜡质层,使其逐渐枯萎而死;
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原料绿色化
替代剧毒光气等原料的绿色技术 需要降低成本
1984年印度博帕尔光气泄漏事件
2000年罗马尼亚一家工厂的氰化物泄漏到多瑙 河支流事件
造成人身伤亡、生态环境严重破坏
需要开发绿色技术
22
原料绿色化
石油与煤:早期人类主要利用植物等生物质,
如用植物染料染布,从植物中提取 药用成分。
(6) 能量效率设计(design for energy efficiency):应考
虑到能源消耗对环境和经济的影响,并应尽量少地使
用能源。如有可能合成应在常温和常压下进行。
4
化工生产应遵循“绿色化学12条原则”
(7) 使用可再生原料(use renewable feedstocks):只要
+ ROH
Cl
C
OR
R
O O NH
(Cl3CO)2CO Et3N
N NH Cl
O N
C
N N
Cl
Байду номын сангаас
Cl
Cl
36
试剂绿色化
绿色的氧化剂
1、烯烃臭氧化反应的应用
CH2CH CH2 CH CHCH3 CHO
KOH
O O O O
O3 Na2Cr2O7 H2SO4
O O
采用臭氧结合重铬酸钾可大大减少氧化反应产生 的含铬废水带来的环境污染。
29
原料绿色化
二、原料绿色化实例
实例3 Frost报道以葡萄糖为原料,通过酶反应可制得 己二酸、邻苯二酚和对苯二酚等。尤其是不需要从传 统的苯开始来制取作为尼龙原料的己二酸取得了显著 进展。 实例4 Gfoss首创了利用生物或农业废物如多糖类制造 新型聚合物的工作。具优越性在于聚合物原料单体实 现了无害化;生物催化转化方法优于常规的聚合方法 @Gross的聚合物还具有生物降解功能。
O + H2O2
锡/沸石
O O + H2O
负载锡的沸石催化剂,过氧化氢氧化剂,原子经济性 86%,副产物只有水
18
实例3
丙烯环氧化制环氧丙烷
2HOCl + 次氯酸 CH3 CH CH2 OH Cl
1- 氯丙醇
传统工艺—氯醇法:原子经济性=31%
2CH3 CH CH2
+
CH3 CH CH2 Cl OH
以相对更加安全、无毒的原料代替传统的 有害化学品最为化学反应的原料,或者采 用不含有毒原料的新方法、新工艺,即为 原料的绿色化。
20
原料绿色化
一、 无毒、无害的原料
常用的许多化学、化工原料,如:氰氢酸、丙烯 氰、甲醛、环氧乙烷、光气、卤代芳烃、稠环芳
烃等都具有毒性,对环境有很大的危害。
清洁原料的战略任务是"用生物质作化工原料"。
2
化工生产应遵循“绿色化学12条原则”
(1) 预防(prevention):防止废物产生优于废物产生
后再处理或清理。
(2) 原子经济性(atom economy):应设计合成方法
使其能把反应过程中利用的所有材料尽可能多地转
化到最终产物中。 (3) 低毒化学合成(iess hazardous chemical synthesis):只要可行,应设计合成方法使其利用和 产生的物质对人类健康和环境无毒性或很低毒性。
×100%
原子利用率=
目标产物的摩尔质量
+ 废弃副产物的摩尔质量
8
反应经济化
一、常见有机合成反应的原子经济性分析
1、重排反应 重排反应就是构成同一分子的原子的重新组合。
O OH
原子经济性100%
9
反应经济化
一、常见有机合成反应的原子经济性分析
2、加成反应 加成反应是把反应物的各个部分完全加进到另一个物 质中。
但150年前人类发现了煤、石油等化石 类原料, 并致力于开发利用这些原料。目 前石油化工和 煤化工已成为各国的基础产业。然而石油和煤 资源有限,在利用过程中 还产生污染,其缺点
已逐渐突现出来。因此迫切需要寻找新的、清
洁的原料,在这些 新原料中,最引起人们注意 的是生物质。
23
原料绿色化
一、 无毒、无害的原料
1. 生物质 绿色植物通过光合作用直接产生或间接衍生的所有物 质即为生物质。 如:植物地球上储量约2亿亿吨,年再生速度1640吨。 其主要成分为:淀粉(由葡萄糖经α-1,4化学键相连)和 纤维素(由葡萄糖经β-1,4化学键相连)。
24
原料绿色化
一、 无毒、无害的原料
2. 木质纤维素 生物质中最值得利用的是木质纤维素,其优点是 (1) 由可降解的葡萄糖组成;
4、消除反应 消除反应是一个反应物脱去一定的原子数目(脱去的原 子会形成一个中性分子),生成新的化合物。
OH
H2SO4
+
H2O
该反应的非原子经济性程度是由反应物脱去原子的质 量数之和而定。
12
反应经济化
一、常见有机合成反应的原子经济性分析
5、环加成反应 环加成反应是两个反应物化合,生成新的环状化合物。
伯胺和一氧化碳进行氧化羰化
硝基苯和一氧化碳羰基化
正在小试、中试,比光气法生产
成本高10%,需要降低成本
33
试剂绿色化
以相对更加安全、无毒的试剂代替传统
的有害化学品最为化学反应试剂,或者
采用不含有毒试剂的新方法、新工艺, 即为试剂绿色化。
34
试剂绿色化
一 、 固 体 溴 化 试 剂
传统试剂
(4) 超临界萃取等,将纤维素提取出
26
原料绿色化
一、 无毒、无害的原料 4. 生物质利用前景
利用可再生资源生产大宗有机化工产品方兴未艾
以植物为主的生物质资源是一个可再生的巨大资源宝库,
利用可再生资源可以消除污染,用之不竭,实现可持续
发展 开发生物催化技术是关键
27
原料绿色化
一、 无毒、无害的原料 4. 生物质利用前景
2- 氯丙醇
CH3 CH CH2 OH Cl
+
CH3 CH CH2 Cl OH
+
Ca(OH)2
石灰
O 2 CH3 CH CH2
2 + 2H2O + CaCl 废渣 污水
绿色工艺—钛硅分子筛催化:原子经济性=76%
H2O2 CH3 CH CH2 TS-1 O CH3 CH CH2
19
H2O
原料绿色化
37
试剂绿色化
三、绿色的氧化剂
2、过氧化氢的应用
O O
H2O2, H2O, H
H
+
O
O C O O O H
自催化
O
H2O, H+
OH
过氧化氢H2O2是典型的绿色氧化剂,因其被还 原后生成无害的水。
38
产品绿色化
1、染料的绿色化
合成染料由于结构复杂,品种繁多、化学性质稳定、 生物可降解性低,故成为重要的环境污染物。 染料或印染工业除粉尘对从业工人的毒性外,对环境 产生污染的主要是废水。 绿色化举例:
1、布洛芬——镇静、止痛药的生产
2、Baeyer-Villiger反应——用于生产医药、塑
料添加剂 3、丙烯环氧化制环氧丙烷
15
布洛芬—镇静、 止痛药的生产
Boots公司的 Brown方法
第一步
第二步
第三步
原子经济性 ~40%
布洛芬
第六步
第四步
实例1
第五步
16
实例1
BHC公司新 发明的绿色 方法 原子经济性 ~99%
6
第四章 绿色化学的主要内容
绿色化学原则体现为以下几方面:
(1)“原子经济性” (2) 目标产物应是环境友好的 (3) “无毒、无害”的原料 (4) 在无毒、无害的反应条件下进行 (5)“闭路循环”之路
7
反应经济化
反应原料
+ 反应试剂
反应溶剂、催化剂 实验手段 目标产物的摩尔质量
目标产物
+ 副产物
OH Br OH
+
3Br2
Br
+ 3HBr
Br OH
绿色试剂
OH
+
TBABr3
93%
+ TBABr +
Br
HBr
TBABr
+
Br2
TBABr3
35
试剂绿色化
二、安全的酰化试剂
光气(COCl2)被氯甲酸三氯甲酯(又名双光气,TCF, 液态)或碳酸双(三氯甲酯)(又名三光气,BTC, 固态)
O Cl C Cl O -HCl RNH2 -HCl H N O C OR
美国国家研究委员会(National Research Council) 从生物质原料所制产品的目标
产品种类 生物质原料产品所占比例/% 当前 2020年 2090年
液体燃料
有机化学品
1~2
10
10
25
50
90
28
原料绿色化
二、生物原料绿色化实例
实例1
Du Pont和 Genecor International等合作建成由玉米生 产1,3-丙二醇(PDO)装置,成本比化学法低15%。 实例2 Cargill―DOW公司正在建设一个14万t/a的聚乳酸工厂, 用于生产塑料、纤维 。
(2) 生物圈中最丰富的有机物。
其应用中的主要难点为:
(1) 多处于结晶态; (2) 采用β-1,4化学键;(3)与木质素
连结在一起。
25
原料绿色化
一、 无毒、无害的原料 3. 生物质利用的初步尝试
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