绿色化学(Green讲解

无毒无害 催化剂
无毒无害 溶剂
绿色化学发展阶段

美国1990年通过了污染预防法（Pollution Prevention Act of 1990）。它促进美国环保局于1991年建立了绿 色化学规划 。 1994年8月于美国华盛顿市召开的208届美国化学会全 国年会环境化学分会，首次以“绿色化学”为主题。 1997年5月在美国先是由工业界、学术界、国家重点 实验室等联合在互联网上组成了一个虚拟非盈利组织， 以后演变建立了世界第一个绿色化学研究院（Green Chemistry Institute, GCI） 。 同年6月在美国首都召开了第一届绿色化学和工程年 会。 1999年初，英国皇家化学会创办了国际性的 “Green Chemistry”学术刊物。





设计要讲求能效（Design for Energy Efficiency）。 化学加工过程的能源要求应考虑它们对环境和经济的 影响并应尽量节省。 使用可再生的原料（Use Renewable Feedstocks）。 当技术和经济上可行时，原料和加工厂粗料都应可再 生。 减少衍生物（Reduce Derivatives）。如果可能，尽量 减少和避免利用衍生化反应。因为，此种步骤需要添 加额外的试剂并且可能产生废物。 设计要考虑降解（Design for Degradation）。化学产 品的设计应使它们在功能终了时，可分解为无害的降 解产物并不在环境中长期存在。


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绿色化学的理论基础
按照R.Sheldon的说法，要达到无害环境的绿色 化学目标，在制造与应用化工产品时，要有效地利用 原材料，最好是再生资源；减少废弃物量，并且不用 有毒与有害的试剂与溶剂。
为了达到此目标，Anastas ＆Warner提出了著名 的十二条绿色化学原则(Twelve Principles of Green Chemistry)， 作为开发环境无害产品与工艺的指导， 这些原则涉及合成与工艺的各个方面。简称十二条， 从而为绿色化学的进一步发展奠定了理论基础。






绿色化学在我国的兴起：
1995年，中国科学院化学部的院士们提出以“绿色化 学与技术——推进化工生产可持续发展的途径”作为 重要的科研选题。 1997年，举办了以“可持续发展问题对科学的挑战— —绿色化学”为主题的香山科学会议。 1999年底又在北京九华山庄举行了以“绿色化学基本 科学问题”为主题的21世纪核心科学问题论坛。 并且，在国家科技部的支持下，已在中国科技大学和 四川大学组建了绿色化学研究中心。



为了预防污染进行实时分析（Real-Time Analysis for Pollution Prevention）。需要进一步开发新的分析方 法使可进行实时的生产过程监测并在有害物质形成之 前予以控制； 催化作用（Catalysis）。采用具有高选择性的催化剂 比化学计量学的助剂优越的多。 防止事故发生的固有安全化学（Inherently Safer Chemistry for Accident Prevention）。在化学过程中 使用的物质和物质形态的选择，应使其尽可能地减少 发生化学事故的潜在可能性，包括释放、爆炸以及着 火等。

非传统原材料 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。
十二条绿色化学原则




预防（Prevention）。防止产生废物，比在他产生后再 处理或清除更好。 原子经济性（Atom Economy）。设计合成方法时，应 尽可能使用于生产加工过程的材料都进入最后的产品中。 无害（或少害）的化学合成（Less Hazardous Chemical Syntheses）。设计的合成方法中所采用的原料与生成的 产物对人类与环境都应当是低毒或无毒的。 设计无危险的化学品（Design Safer Chemicals）。设计 生产的产品性能要考虑限制其毒性。 安全的溶剂和助剂（Safer Solvents and Auxiliaries）。 所使用的辅助物质包括溶剂、分离试剂、和其他物品应 是无害的。
绿色化学的一些主要内容

原子经济性
美国Stanford大学的B.M.Trost教授在1991年首次提 出了反应的“原子经济性”新概念。他认为化学合成 应考虑原料分子中的原子进入所希望产品中的数量， 原子经济性的目标就是在设计合成路线时尽量使原料 分子中的原子更多或全部地变成最终预期产品中的原 子。 原子经济性（%）=（被利用原子的质量/反应中所使 用全部反应物分子的质量）×100 (1-1) 根据上式可知，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。
绿色化学（Green Chemistry)
充分理解和体会绿色化学的重要学 术意义,掌握绿色化学的12条原理,明 确绿色化学的主要研究方向,认识绿 色化学在保护生态环境,促进可持续 发展战略方针贯彻方面的巨大作用
绿色化学（Green Chemistry)
1 20世纪化学工业的贡献及带来的问 题
贡献：
问题：化学工业带来严重的环境污染
2 绿色化学（Green Chemistry)定义
——又称环境友好化学（Environmentally Friendly Chemistry）、清洁化学（Clean Chemistry）。
定义：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。 无毒无害原料 可再生资源 原子经济反应 高选择性反应 环境友 好产品
1928年——青霉素——抗生素类药物——制药业蓬勃发展——使人类 的抗疾病能力增强，寿命延长 1913年——合成氨 化肥、农药业迅猛发展——农业生产—— 1941年——DDT 减轻了人口的增长对粮食到处需求的压力
1921年天然气
1930年聚乙烯 1939年的顺丁橡胶 石油化学工业——改变了人类的生活方式 为材料、计算机等提供了物质保障