绿色化学中的化学合成及垃圾处理
有机合成中的绿色化学原理与实践
有机合成中的绿色化学原理与实践随着环境保护和可持续发展意识的增强，绿色化学作为一种环境友好型的合成化学方法逐渐被广泛应用于有机合成领域。
本文将介绍有机合成中的绿色化学原理与实践，并探讨其在减少环境污染和资源消耗方面的重要作用。
一、绿色化学的基本原理绿色化学是一种以降低或消除对环境和人体健康的危害为目标的合成化学方法。
其基本原理包括以下几个方面。
1. 最小化废物产生：传统的有机合成过程中常常伴随着大量的废弃物生成，给环境带来严重污染。
绿色化学通过精确控制反应条件、合理选择反应物和催化剂，最大程度地减少废物产生。
2. 节约原料和能源：有机合成常常依赖于大量的原料和能源输入，造成资源的浪费。
绿色化学倡导从可再生资源中获取原料，通过优化反应条件和催化剂的设计，提高反应效率，减少能源消耗。
3. 使用可再生的溶剂：传统有机合成常常使用有机溶剂，如二氯甲烷、二甲基甲酰胺等，这些溶剂具有毒性和污染性。
绿色化学鼓励使用可再生的溶剂，如水、离子液体等，减少对环境的负面影响。
二、绿色合成方法的应用绿色化学的原理在有机合成中得到了广泛应用，下面将介绍几种常见的绿色合成方法及其应用。
1. 催化剂的应用：催化合成是一种高效的有机合成方法，它可以在较低的温度和压力下实现化学反应。
与传统合成方法相比，催化合成方法显著减少了废物产生和能源消耗。
常见的催化剂包括金属催化剂、生物催化剂等。
2. 微波辐射合成：微波辐射在有机合成中的应用已经成为一种绿色、高效的合成方法。
微波辐射具有快速、高效、选择性强等特点，可以缩短反应时间，提高产率，减少副产物的生成。
3. 绿色溶剂的选择：选择合适的溶剂对于绿色合成至关重要。
例如，水作为一种无毒、廉价、可再生的绿色溶剂，在许多有机合成反应中取得了显著的应用。
此外，离子液体等可再生溶剂也成为绿色合成的研究热点。
4. 生物催化合成：生物催化合成是一种利用生物催化剂（如酶）催化有机化合物合成的方法。
与传统的有机合成方法相比，生物催化合成可避免使用有机溶剂和高温高压条件，减少废物产生，具有环境友好性和高效性。
绿色化学合成技术在环保中的应用
绿色化学合成技术在环保中的应用随着环境污染不断加剧，绿色化学合成技术越来越受到重视，成为保护环境的重要手段。
绿色化学合成技术是指在化学合成过程中尽量避免或减少有害物质的产生，同时提高化学反应的效率和选择性，以减少化学合成活动对环境和人体的危害。
下面我们将介绍绿色化学合成技术在环保中的应用。
一、绿色溶剂的应用在化学合成过程中，溶剂是不可缺少的。
然而，传统有机溶剂常常会产生大量有害废气和废液，对环境和人体造成严重威胁。
因此，绿色溶剂的发展与应用成为了绿色化学合成的重要研究方向之一。
绿色溶剂主要包括水、离子液体、生物质等。
其中，水作为最常见的溶剂之一，具有价格低廉、使用方便，且无毒无害等优点。
同时，随着绿色化学合成技术的不断发展，水与其他绿色溶剂的相结合，可以进一步提高化合物的纯度和产率。
二、绿色催化剂的应用催化剂是化学反应中的重要组成部分，可以提高反应速率、改善反应选择性和化学稳定性。
传统的催化剂通常会产生有害物质，例如金属催化剂可能会引起重金属污染，对环境造成不可逆的损害。
绿色催化剂具有环保、高效、可再生等优点。
例如，利用生物催化剂和酶催化剂替代传统的化学催化剂，既可以提高催化效率，又可以降低环境污染。
此外，通过改变催化剂的形态和成分，例如采用离子液体催化剂代替传统催化剂，可以进一步提高催化效率和环保性能。
三、绿色合成方法的应用绿色合成方法是一种遵循环保原则的新型合成方式，主要包括微波辅助化学合成、超声波促进反应、流动化学反应、电化学合成等。
这些绿色合成方法不仅可以提高化学反应的效率和选择性，还可以减少化学反应所产生的有害废气和废液对环境和人体的危害。
例如，利用微波辅助化学合成技术可以显著减少反应时间和反应温度，从而提高反应效率和选择性。
同时，采用超声波促进反应也可以加速反应速率，提高反应产率，同时减少化学反应所产生的有害物质。
四、绿色合成策略的应用绿色合成策略是指利用环境友好型合成方式的一系列综合技术，旨在实现化学合成的绿色化和高效化。
绿色化学方法在有机合成中的应用
绿色化学方法在有机合成中的应用有机合成是指有机化合物的合成，包括有机合成和生物合成等。
有机合成在农药、医药、材料科学等行业有着广泛的应用。
然而传统的有机合成方法需要大量使用昂贵、危险和有毒的溶剂和试剂，效率低下，安全性差，对环境污染严重。
因此，绿色化学方法的出现解决了这些问题，并且在有机合成领域中得到了广泛的应用。
绿色化学方法是指在化学反应中使用无毒、可再生、环保的溶剂和试剂，以促进反应的进行，同时减少对环境的影响。
在有机合成中，绿色化学方法的应用是一个不断发展和完善的过程。
常见的绿色化学方法有：1. 无溶剂合成无溶剂合成是指在没有添加任何溶剂的情况下进行的有机合成反应。
相对于传统的有机合成方法，无溶剂合成减少了对环境的污染，提高了反应的效率。
同时，无溶剂合成也使得该反应的步骤简化，并且有利于分离和纯化产物，因为无需移除多余的溶剂。
2. 微波辅助合成微波辅助合成是指在微波辐射下进行的有机合成反应。
由于微波能够刺激分子内部的振动和旋转，所以微波辅助合成可以提高反应速率和选择性，并且降低反应温度和化学废物生成量。
此外，由于反应溶剂的挥发性较低，微波辅助合成还有利于纯化产物。
3. 超临界流体反应超临界流体反应是指在超临界流体（如超临界CO2）中进行的有机合成反应。
由于超临界流体具有介于气态和液态之间的物理性质，所以在超临界流体中反应可以改善物质的物理性质和反应速率。
超临界流体还可以减少反应温度和使用的溶剂量，并且通过调节反应条件还可以改变反应产物的结构和性质。
4. 原位催化反应原位催化反应是指在反应中添加催化剂，以促进反应的进行。
与传统的催化反应不同，原位催化反应不需要多余的溶剂或重金属催化剂，因此对环境的影响更小，同时也可以在反应过程中改变催化剂的结构和性质，以适应不同的反应条件和反应物。
以上是常见的绿色化学方法，这些方法的应用在有机合成中有很大的潜力。
在不断的研究和发展中，绿色化学方法的应用将为有机合成领域的发展提供更多的可能性。
化学合成中的绿色化学技术
化学合成中的绿色化学技术绿色化学技术是指在化学合成过程中减少对环境的负面影响或消除产生有害物质的过程。
在环保意识逐渐增强的今天，绿色化学技术得到越来越多的重视。
本文将重点介绍化学合成中的绿色化学技术。
1. 可再生资源利用可再生资源是指在相对短时间内能够再生的自然资源，如生物质、太阳能等。
利用可再生资源可以有效地减少对化石燃料的依赖，降低化学合成过程中对环境的影响。
例如，利用生物质作为原料合成乙醇、丙醇等可替代石化原料的有机化合物是一种可持续发展的绿色化学合成方法。
2. 催化剂的优化催化剂是化学合成过程中不可或缺的环节。
绿色化学技术着眼于催化剂的设计和优化，使得催化剂能够降低能耗，提高反应效率，减小废气、废水等污染物的产生。
以固体催化剂为例，绿色化学技术的优化方法包括控制催化剂的孔径大小、改变催化剂表面化学性质等。
3. 微波辅助化学合成微波辅助化学合成是近年来发展起来的一种绿色化学技术。
它利用微波能的高频振动，使反应物发生局部热效应，从而提高反应速率和产出。
与传统的加热方式相比，微波辅助化学合成可以减少反应时间、提高产率，还可以在常温常压下进行反应，避免了能量浪费和环境污染。
4. 超临界流体技术超临界流体是一种处于高压高温状态下的流体，具有独特的溶剂性、扩散性和反应性。
超临界流体技术利用超临界流体作为反应介质，可以有效地减少有机溶剂的使用，降低对环境的影响。
此外，在超临界流体中，反应物的扩散速度较快，能够提高反应速率和纯度。
5. 端基修饰技术端基修饰是一种以无机或有机化合物为端基对其他分子进行化学修饰的方法。
端基修饰技术不仅可以较好地控制合成产品的空间构型和功能性质，还可以降低合成过程中产生的有害副产物。
例如，环氧树脂的端基修饰不仅可以提高其耐热性和耐化学性，还可以减少环氧树脂涂料中有机硅成分的使用量。
综上所述，绿色化学技术在化学合成中的应用具有广泛的应用前景和社会意义。
未来，绿色化学技术将成为化学合成技术的必备技能。
绿色化学
名词解释绿色化学：利用化学原理和新化工技术，以“原子经济性”为基本原则，从源头上减少或消除污染，最大限度地从资源合理利用、生态平衡和环境保护等方面满足人类可持续发展的需求，实现人与自然的协调与和谐。
原子经济性：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，达到零排放，即不产生副产物或废弃物。
水热合成法：在密闭系统中，以水为溶剂，在一定的温度和水的自生压力下，原始混合物进行反应合成无机材料的一种方法。
溶胶-凝胶法：将烷氧金属或金属盐在一定条件下水解缩合成溶胶，再经溶剂挥发或加热处理转化成网状结构的凝胶的过程。
聚合物模板法：模板法是选用一种价廉易得、形状容易控制、具有纳米孔道的基质材料中的空隙作为模板，导入原料于模板孔隙中反应，通过模板材料的限制作用，达到物理和化学反应的控制，最终得到微观和宏观结构可控的新颖材料的方法。
离子液体（ionic liquid）：由有机阳离子和无机阴离子构成的、在室温或近室温下呈液态的盐类化合物，亦称室温熔融盐和室温离子液体。
凝胶效应（英文）：Trommsdorff效应随转化率的提高，乳胶粒中单体浓度减低，反应速率本应下降，但在阶段Ⅲ中由于链终止反应速率急剧下降，反应速率随转化率增加而大大加速的现象。
高分子辐射交联技术：就是利用高能或电离辐射引发聚合物电离与激发，产生一些次级反应，进而引起化学反应，在大分子间实现化学交联，促使大分子间交联网络的形成，是聚合物改性制备新型材料的有效手段之一。
绿色农药：是用无公害的原材料和不生成有害副产物的工艺制备的生物效率高、药效稳定、易于使用、对环境有好的农药产品。
生物柴油：是指以油料作物（大豆、棉子和油菜籽等）、油料林木果实（油棕和黄连木等）、油料水生植物（工程微藻等）、动物油脂、废餐饮油等为原料与醇类进行酯交换制成的脂肪酸酯。
是一种洁净、可再生的生物燃料。
是一种优质的传统柴油代替品。
简答题绿色化学的研究内容：清洁合成工艺和技术，减少废物排放，目标是“零排放”。
绿色化学原理及应用
绿色化学原理及应用绿色化学是一种注重可持续发展的理念和方法，旨在通过减少或消除对环境和健康的不良影响，促进化学行业的可持续发展。
它包括了绿色化学原理和应用两个方面。
绿色化学的原理是在化学品设计、合成、使用和处理的每个阶段中，尽量减少对环境和人体健康的危害。
具体来说，它包括以下几个方面：第一，预防污染。
绿色化学通过对化学品和过程的设计进行优化，减少或避免对环境和人体健康的影响。
例如，选择低毒、可再生和可降解的原料，并降低废物和污染物的产生。
第二，最大限度地利用原料。
绿色化学倡导高效利用原料，减少浪费。
通过合理设计反应路线和选择优化催化剂，可以提高产物的收率和选择性，减少副产物的生成，从而减少资源的消耗和环境的负担。
第三，减少能量消耗。
绿色化学通过降低化学合成过程中的能量需求，促进可持续发展。
例如，采用低温、低压和环境友好的反应条件，以及使用可再生能源作为能源来源。
第四，降低风险和环境影响。
绿色化学致力于减少和消除对环境和人体健康的危害。
它提倡提供更安全、更可靠的替代品和技术，以及减少有害废物和污染物的产生。
绿色化学在许多领域都有广泛的应用。
以下是几个例子：第一，可再生能源。
绿色化学可以促进可再生能源的开发和利用。
例如，通过设计和合成高效催化剂，可以提高太阳能和风能的转化效率，从而实现清洁能源的可持续利用。
第二，清洗和消毒剂。
绿色化学可以提供更环境友好和健康的清洗和消毒产品。
通过选用更安全、更可持续的原料，并减少或消除有害物质，可以降低对水和土壤的污染风险。
第三，农药和肥料。
绿色化学可以推动农业的可持续发展。
通过设计和合成更安全、更高效的农药和肥料，并结合农业管理实践，可以减少农药和肥料对环境和人体健康的影响。
第四，药物合成。
绿色化学可以改进药物合成过程，减少对环境的影响。
例如，通过设计更可持续、更环保的反应路线和合成方法，可以提高药物的产率和纯度，减少有害副产品的生成。
总之，绿色化学作为一种可持续发展的理念和方法，致力于减少或消除对环境和人体健康的不良影响，促进化学行业的可持续发展。
绿色化学合成实例
绿色化学合成实例文滔091130122 化学化工学院一、绿色化学在乙酸乙酯合成实验中的应用传统方法弊端：传统合成方法是用冰乙酸和乙醇作原料，用液体酸浓硫酸作催化剂，酯化合成乙酸乙酯。
一般的无机酸，如盐酸，磷酸也可作催化剂，但用盐酸作催化剂，则容易发生氯置换醇中的羟基而生成卤烷，用磷酸作催化剂反应速度显著变慢，因而常选用硫酸作催化剂，虽然价钱低廉，但在反应中如果控制不当易引起碳化，产物易使色泽变深，反应后的酸性废弃液不易分离，腐蚀性又强，而一般高校实验室都没有“三废”专门处理设施，简单的方法就是混于生活废弃物中随意排放，造成对环境的污染。
用固体酸代替液体酸作催化剂，对乙酸乙酯有机合成实验进行改进，可使反应温度在8O～9O℃下进行，产率达81．5％，且催化剂可重复利用，对环境没有污染，使化学实验真正实现绿色化。
二、由苯和羟胺一步绿色合成苯胺苯胺是一种重要的有机原料和精细化工中间体。
传统的苯胺合成方法包括硝基苯铁粉还原法，硝基苯催化加氢法，苯酚、卤代苯胺化法等，这些方法步骤繁多，操作条件苛刻，资源消耗量大，环境污染严重，不符合可持续发展和绿色合成化学的思想。
采用新方法直接将氨基引入苯环，可以简化反应过程，将多步反应变为一步，明显提高了反应的原子利用率，且副产物水对环境无害，对节约资源和消除环境污染有重要的意义。
已有的研究采用氨气作为氨基源，过渡金属或贵金属作为催化剂，反应为气-固-液三相反应，普遍存在操作条件苛刻（高温、高压），收率和选择性低并不能兼得的缺点。
以羟胺为氨基源，以负载型固体钒为催化剂，在醋酸-水介质中进行液-固两相反应，能够高选择性、高收率的得到目标产物苯胺。
由于其合成方法简单，操作条件温和，苯胺收率和选择性较高等优点，为绿色合成苯胺提供了一条新的路径。
化学与可持续发展：绿色化学的理念
绿色化学是指在化学领域中，通过采用环境友好的方法和工艺，从而最大限度地减少或消除对环境和人类健康的负面影响。
它的核心理念是通过创新、研发和应用可持续的化学技术和材料，实现资源的高效利用、污染的最小化，从而推动可持续发展。
在过去的几十年中，化学工业的迅速发展对环境造成了巨大的压力，例如大量的环境污染、能源消耗和废弃物生成。
这引起了人们对环境问题的关注，以及对绿色化学的需求。
绿色化学的目标是寻找新的、环境友好的方法，并应用于化学领域中的各个阶段，包括原料采集、合成、加工、使用和废弃物处理等。
首先，绿色化学注重资源的高效利用和循环利用。
传统化学合成通常需要大量的原料和能源消耗，并产生大量废弃物。
绿色化学致力于开发新的合成方法，采用天然和可再生的原料，并使用高效的催化剂和工艺，以最大限度地减少废弃物的生成。
例如，通过使用可再生的生物质原料，绿色化学可以制备生物基塑料、生物燃料和可降解的农药，从而减少对地球上有限的化石资源的依赖。
其次，绿色化学注重纳米科技的应用。
纳米材料具有较大的比表面积和特殊的物理、化学性质，可以提高反应速率和效率，减少使用的催化剂和溶剂量，并且可以降低能源消耗。
绿色化学将纳米科技引入到化学领域中，使得合成方法更加高效环保。
此外，绿色化学推崇可持续的产品设计和使用。
产品设计的过程中需要考虑其整个生命周期：从制造到使用，再到废弃物处理。
绿色化学通过逐步替代有害物质，设计更加环保、安全且可再生的产品，例如可生物降解的塑料、无卤素阻燃剂和无毒有机溶剂，以减少对环境和人类健康的风险。
最后，绿色化学鼓励跨学科合作和信息共享。
绿色化学涉及多个学科领域，包括化学、生物学、材料科学、工程学等。
合作和共享知识可以促进绿色化学的发展和应用。
例如，研究人员可以共享环境友好的合成方法和绿色催化剂的设计，以减轻其他研究人员的工作量，并加速绿色化学的推广和普及。
总之，化学与可持续发展密不可分。
绿色化学的理念为化学行业提供了一个创新的方向，以满足当今社会对可持续发展的迫切需求。
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【摘要】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。
本文主要通过个别实例对绿色有机合成化学的概念，及有机合成中的绿色化学进展作了综述。
【关键词】绿色化学；有机合成；进展 ;垃圾；处理；技术1引言按照美国《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。
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。
传统的化学工业给环境带来的污染已十分严重，目前全世界每年产生的有害废物达3亿吨～4亿吨，给环境造成危害，并威胁着人类的生存。
化学工业能否生产出对环境无害的化学品？甚至开发出不产生废物的工艺？有识之士提出了绿色化学的号召，并立即得到了全世界的积极响应。
2 绿色化学的进展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。
2．1 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。
2．2 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胺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。
2．3 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。
2．4 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Diels-Alder反应，(T=304 K，Pc =7.4 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CO2MPa)作为溶剂的研究，近年来有了很大的进展。
超临界CO无毒、不可燃、价廉，2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。
2．5 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。
2．6 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。
2．7 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。
2．8 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。
3 实例(一)二氧化氯合成的绿色化学工艺二氧化氯是第四代广谱、高效的绿色饮用水消毒剂。
世界卫生组织(WHO) 确认二氧化氯为AI 级安全消毒剂,我国于2000 年也将其作为饮用水消毒剂首次列入规范之列。
二氧化氯的合成及应用作为绿色产业已在悄然兴起。
3. 1 目前制取二氧化氯的工艺及存在的问题迄今为止,成型的二氧化氯生产工艺有10 多种。
在水处理领域二氧化氯的制取基本上采用的是氯酸钠+ 盐酸工艺、亚氯酸钠+ 盐酸工艺和电解食盐水工艺。
这些工艺的不足之处见表1。
表1工艺不足之处氯酸钠+ 盐酸(复合型ClO2 发生器) 原子经济性差(37. 6 %) ;氯酸钠的转化率低(30 %～50 %) ; 生成的ClO2 不纯(副产物Cl2 约占ClO2 产量的一半) ;产品投加到待处理水体时,大量未反应的氯酸钠进入配水系统中,造成ClO -3 污染。
亚氯酸钠+ 盐酸(高纯ClO2 发生器) 原子经济性差(26. 1 %) ;耗酸量大:产生的废酸液多。
在生成的混合消毒气体中,大部分为Cl2 ,ClO2 含量仅20 %～30 %;影响产品品质的因素多,消毒气体的投加量难以精确控制;3. 2 通过工艺改革使二氧化氯合成实现绿色化3. 2. 1 亚氯酸钠+ 氯气工艺反应原理为:2NaClO2 + Cl2 = 2ClO2 + 2NaCl用氯气取代盐酸来还原亚氯酸钠,反应的原子经济性达53. 6 % ,亚氯酸钠的转率较高,能从较大程度上节约亚氯酸钠用量,产物中的二氧化氯纯度达95 %以上。
工艺简单,不需加温,设备容易操作及维护,且避免了盐酸在储存及投加过程中对操 作环境的影响,容易实现设备运行过程的自动化控制。
本工艺可根据实际需要单独投加氯气,或单独投加二氧化氯。
对以地表水为水源的水厂,通常水质随季节变化而变化,当处于丰水期时水质较好,这时采用氯气消毒即可达到处理要求,而在枯水期或由于其他原因造成水质变差时,再使用二氧化氯消毒,可取得最佳的经济和环境效益。
对已建有氯气消毒系统的水厂来说,本工艺在原有的设备基础上, 增加一些简单的设施就可达到二氧化氯和氯气灵活使用的目的。
生成的二氧化氯的pH 值接近中性,可较长时间保存而不发生岐化反应,通过中间储存箱可实现一台设备多个投加点的复杂情况。
3. 2. 2 阳极电解亚氯酸钠工艺[8 ]有关电化学反应如下:阳极:ClO-2 - e - →ClO2阴极:H2O + e - →OH- + 1/ 2H2电解反应:NaClO2 + H2O →ClO2 + 1/ 2H2 + NaOH此工艺只用亚氯酸钠一种原料,无需添加辅助化学药剂,易于调节控制。
就电解反应来看,该反应的原子经济性达62. 2 %。
亚氯酸钠的转化率较高,二氧化氯的纯度可达98 %以上。
3. 2. 3 联合工艺联合工艺包括NaCl 电解、HCl 合成、ClO2 发生三部分。
各部分反应原理如下:(1) NaCl 电解:NaCl + 3H2O = NaClO3 + 3H2(2) HCl 合成: 电解食盐水(ClO2 协同消毒发生器)生产设备较复杂,一次性投资大;电极、隔膜使用寿命短,运行及维护费用高。
H2 + Cl2 = 2HCl(3) ClO2 发生:NaClO3 + 2HCl = NaCl + ClO2 + 1/ 2Cl2 + H2O工艺过程:电解氯化钠,生成氢气和氯酸钠;氢气与通入的氯气反应生成HCl ;HCl 与来自电解槽的氯酸钠反应生成二氧化氯、氯气、氯化钠,把二氧化氯从与它同时生成的氯气中分离出来,将稀的氯酸钠和氯化钠水溶液返回氯酸钠电解槽循环利用。