问题：有谁在研究绿色化学的，可以讲讲吗？
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提问：化工前途
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版块：有机化学问题(jimuwei,fpcwin1211,netpanda,yjgzfl,Ftian,)
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时间：2007-08-06 11:32:02 编辑加入/取消收藏订制/取消短消息举报该贴

我最近对绿色化学比较感兴趣，绿色催化，生物质资源，原子经济反应等等。有谁从事这方面研究的？告诉我一些情况好吗？

回复人：fyb_yjh,▲ () 时间：2007-08-06 13:04:35 编辑

1楼

　绿色化学是20 世纪末崛起的一门新兴学科,相对于传统化学,它是未来化学化
工发展的主要方向之一。绿色化学即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,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,符合经济可续发展的要求。发展绿色化学技术的思想首先在欧美国家产生。1984 年美国环保局提出的“废物最小化”是绿色化学的最初思想。1989 年美国环保局又提出了“污染预防”的概念,是绿色化学思想的初步形成。1990 年美联邦政府通过了“防止污染行动”的法令,将污染的防止确立为国策,该法案条文中第一次出现了“绿色化学”一词。1995 年美国政府设立了“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: (1) 变更合成路线奖; (2) 改变反应条件奖; (3) 设计更安全化学品奖; (4) 小企业奖; (5) 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。2000 年,美国化学学会出版了第一本绿色化学教科书。在英国,1999 年皇家化学会创办了第一份国际性《绿色化学》杂志,标志着绿色化学成为化学学科的前沿。绿色化学奖于2000 年开始颁发,该奖分为3 类:一是被称作“J erwood Salter s”(环境奖) 的年度学术奖,另2 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。日本紧随欧美之后,于1998 年设立了“化学技术战略推进机构”,主张确立新的化学技术体系,并于2000 年提出“绿色可持续发展化学( GSC) ”的概念,即通过包括产品设计、原料选择、制造方法、使用方法及循环利用等技术的革命,保证“人与环境的健康与安全”及“能源和资源的节省”。还制定了新阳光计划,提出了“简单化学”( Simple Chemist ry) 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。
绿色化学是依靠科技进步,创造出单位产品产污系数最低,资源消耗最小的先进工艺技术;从化学反应的根本上减少污染,而不是对“三废”等进行处理的环保局部性终端治理技术。
开发原子经济性反应：1991 年,美国斯坦福大学化学教授Trost 首次提出了原子经济性(Atomeconomy) 概念,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,而不产生副产物或废物,实现废物的“零排放”(Zero emission) 。原子经济性反应有利于资源利用和环境保护。对于大宗基本有机原料的生产而言,选择原子经济反应十分重要。目前,在基本有机原料的生产中,有的已采用原子经济反应,如丙烯氢甲酰化制丁醛、甲醇羰基化制乙酸、乙烯或丙烯的聚合、丁二烯和氢氰酸合成己二腈等。另外,有的基本有机原料的生产所采用的反应,已由二步反应,改为一步的原子经济反应。如环氧乙烷的生产,原来通过氯醇法二步制备;研制出银催化剂后,改为乙烯直接氧化合成环氧乙烷的原子经济反应。近年来,开发新的原子经济反应已成为绿色化学研究的热点之一。
采用无毒、无害的原料：
在现有化工生产中,不可避免地要用到一些有毒有害的原料,如剧毒的光气、氢氰酸和有害的甲醛、环氧乙烷等,严重地污染环境,危害人类健康和社区安全。采用无毒无害原料替代它们来生产各种化工产品是绿色化学的重要任务之一。在替代剧毒的光气作原料生产有机化工原料方面,有报道称工业上已开发成功一种由类和二氧化碳生产异氰酸酯的新技术。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的工业化技术也已开发成功。Tundo 报道了用二氧化碳代替光气生产碳酸二甲酯的新方法Komiya 研究开发了在固态熔融的状态下,采用双酚A 和碳酸二甲酯聚合生产聚碳酸酯的新技术，它取代了常规的光气合成路线,并同时实现了两个绿色化学目标:一是不使用有毒有害的原料;二是由
于反应在熔融状态下进行, 不使用可疑的致癌物———甲基氯化物作为溶剂。
关于替代剧毒氢氰酸原料,Monsanto 公司从无毒无害的二乙醇胺原料出发,经催化脱氢,开发了安全生产氨基二乙酸钠的工艺,改变了过去以氨、甲醛和氢氰酸为原料的二步合成路线,并因此获得了1996 年美国总统绿色化学挑战奖中的变更合成路线奖。另外,国外还开发了由异丁烯生产甲基丙烯酸甲酯的新合成路线,取代了以丙酮和氢氰酸为原料的丙酮氰醇法。
采用无毒、无害的催化剂：
目前烃类的烷基反应一般使用氢氟酸、硫酸、三氯化铝等液体酸作催化剂,这些催化剂的共同缺点是对设备的腐蚀严重、危害人身、产生废渣、污染环境。为此,国内外研究人员正从分子筛、杂多酸、超强酸等新催化材料中大力开发固体酸烷基化催化剂。其中采用新型分子筛催化剂的乙苯液相烃化技术引人注目,这种催化剂选择性高,催化剂寿命长,且乙苯回收率超过99. 6 %。还有一种生产线性烷基苯的固体酸催化剂替代氢氟酸催化剂 ,改善了生产环境,现已工业化。今后在固体酸催化剂的研究开发中,还应进一步提高催化剂的选择性,以降低产品中杂质的含量;提高催化剂的稳定性,以延长催化剂的寿命。
采用无毒无害的溶剂或不使用溶剂:
一般与化学制品有关的污染物不仅与原料、产品有关,也与制造过程中使用的溶剂有关。当前广泛使用的溶剂主要是挥发性的有机物,其中有些有机物会引起地面臭氧层的形成,有的会引起水源污染,因此,要限制这类物质的使用。采用无毒无害的溶剂代替挥发性的有机物已成为绿色化学研究的方向。在过去的20 年中,研究人员对超临界流体进行了大量研究,并在诸如临界现象、溶解度和溶剂团簇
等问题上取得了重大进展。水是无毒无害的廉价溶剂,用水作溶剂具有其独特的优越性。Grieco 等研究了在水相中、室温下的Diel s Alder 反应,结果发现水相中的反应比有机溶剂中的反应产率高。超临界CO2 ( T = 304 K, Pc = 7. 4 MPa) 作为溶剂的研究,近年来有了很大的进展。超临界CO2 无毒、不可燃、价廉,可使许多反应的速度加快和(或)选择性提高,因此是一种优秀的绿色化学溶剂。另外“, 离子液体”作为溶剂代替挥发性的有机物已成为绿色化学的重要研究方向。
研制环境友好产品：
绿色化学研制环境友好产品,就是为了消除污染环境产品的负面影响。Rohmhaas 公司成功开发了一种环境友好的海洋生物防垢剂,从而获得美国总统绿色化学挑战奖项中的设计更安全的化学品奖。Donlar 公司由于成功开发了2 个高效工艺合成热聚天冬氨酸,也获得了美国总统绿色化学挑战奖项中的小企业奖。在环境友好机动车燃料方面,已逐步推广使用液化石油气、压缩燃气、甲醇和乙醇等醇类燃料,以及太阳能和氢能等,减少了由汽车尾气中的一氧化碳以及烃类引发的臭氧和光化学烟雾等对空气的污染。此外,保护大气臭氧层的氟氯烃代用品和防止“白色污染”的生物降解塑料也在使用。
提高烃类氧化反应的选择性:
烃类选择性氧化在石油化工中占有极其重要的地位。据统计,催化过程生产的各类有机化学品中,催化选择氧化生产的产品约占25 %。烃类选择性氧化为强放热反应,目的产物大多是热力学上不稳定的中间化合物,在反应条件下很容易被进一步深度氧化为二氧化碳和水,其选择性是各类催化反应中最低的。这不仅造成资源浪费和环境污染,而且给产品的分离和纯化带来很大困难,使投资和生产成本大幅度上升。因此,控制氧化反应深度,提高目的产物的选择性也是绿色化学研究中最具挑战性的难题。
　物理方法促进化学反应:
光、电、热等是引发和促进有机反应的有效手段,是绿色化学的方向之一。近年来,微波促进化学反应的研究已取得很大进展。利用超声波的空化作用,可提高许多化学反应的反应速度,改善目的产物的选择性,改善催化剂的表面形态,提高催化活性组分在载体上的分散性等。
计算机辅助的绿色化学设计：
计算机技术的发展应用,尤其是分子结构与性能数据库的建立以及分子模拟技术的发展,使人们在化学分子设计、合成统计、实验控制与模拟中有了得力的助手和工具,避免了盲目的实验探索,减少了能源和材料浪费以及由此造成的对环境的污染,从而按照绿色化学的既定目标,研制并生产出各种化学品。

回复人：化工前途,▲ (做过研发小试放大生产管理) 时间：2007-08-06 16:29:50 编辑	2楼
谢谢楼上的。辛苦辛苦！有谁在从事这绿色化学吗？讲讲经历。

回复人：化工前途,▲ (做过研发小试放大生产管理) 时间：2007-08-08 15:45:25 编辑	3楼
有人在从事绿色化学吗？是不是觉得自己做的事很有意义啊？

回复人：沧海一声笑,★★★ (为国家富强奋斗，为人民疾苦呐喊！) 时间：2007-08-08 23:06:04 编辑	4楼
绿色化学是很不错的。我正在看一本关于绿色化学的书。是华东理工翻译的。绿色化学比较讲究原子经济性，另外，比较崇尚把有毒的试剂利用原位制备的方法参加反应（这句话我不知道该怎么表达）…… 明天我把书名说一下，里面有一些很有启发意义的实验。（就是太少了，好象才20个）

回复人：chemindole,▲▲▲▲ (爱化学合成就像猫咪看到鱼) 时间：2007-08-09 12:30:49 编辑

5楼

绿色化学反应，我倒是研究了很多。大部分属于发明创新。主要方法是：
1：用加氢替代一般的有机化学反应
2：少用或不用含卤化合物：含溴烃的溴原子一般最后都会作为废盐排放掉。
3：催化剂回收和定向催化：
4：合成成本更低：绿色化学的生产成本应该更低。
举个例子： 2，2-二羟甲基丙酸的合成：
2，2-二羟甲基丙酸是合成水溶性聚氨酯产品的亲水单体，全球用量在2000多吨/年，白色晶体的售价在35000元/吨。国外对K/Na离子含量的要求很严格。目前国内外的生产方法都是采用丙醛和甲醛在K2CO3催化下的羟醛缩合反应得到2，2-二羟甲基丙醛，再用双氧水在80~90度氧化得到2，2-二羟甲基丙酸。
由于羟醛缩合反应的随意性，主产物2，2-二羟甲基丙醛的收率在40~50%左右，无法再提高了，产生大量的废弃物。
我们在研究开发采用丙酸甲酯和甲醛在催化剂催化下缩合，得到2，2-二羟甲基丙酸甲酯，再加水水解得到2，2-二羟甲基丙酸。
由于反应基本是定向的，几乎没有副产反应。催化剂溶于甲醇，不溶于水，在水解时加水后，催化剂沉淀析出回收。
本工艺的生产成本比丙醛法大幅降低，三废减少90%以上。而且不存在K/Na离子污染。
本工艺实现绿色化学的实用化，关键是催化剂的研制成功。

回复人：过氧化物,▲ (我热爱化学) 时间：2007-08-22 08:53:10 编辑	6楼
这方面不懂，但也想多了解这方面的知识。站个位子听听各位老师的发言。

回复人：化工前途,▲ (做过研发小试放大生产管理) 时间：2007-08-21 16:21:40 编辑	7楼
谢谢楼上的。我还想了解更多，所以暂不打分。讲得好的都有分。

回复人：rjbl,▲ (已从事化学行业8年，准备为化工奋斗终生) 时间：2007-08-22 17:05:10 编辑	8楼
难啊！做出来难，做出有实用可能的更难

回复人：化工前途,▲ (做过研发小试放大生产管理) 时间：2007-08-24 08:14:15 编辑	9楼
再顶一下。

回复人：jsjinming,▲ (从事化工6年,目前做六氟磷酸锂的生产技术) 时间：2007-08-24 16:34:55 编辑	10楼
我曾经看过一本绿色有机化工导论,你有机会借来看看,还是不错的

回复人：化工前途,▲ (做过研发小试放大生产管理) 时间：2007-11-06 00:14:19 编辑	11楼
已经打分了！

回复人：貌似高手,▲ () 时间：2007-11-06 21:52:37 编辑	12楼
4楼，麻烦介绍一下书名

回复人：elope,▲ () 时间：2007-11-07 09:00:26 编辑	13楼
貌似chem review上有一期是关于绿色化学的专题

得分人：fyb_yjh:1,沧海一声笑:1,chemindole:1,

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