环境友好化学
绿色化学
Draths K M, Frost J W , JACS 1990, 112:9630; 1991, 113: 9361
以可再生资源为原料
150年前，大多数工业 有机化学品都来自植 物提供的生物质，仅 有少数来自动物。 工业革命采用煤为化工 原料，目前95%以上 有机化学品都是由石油 加工得到。
煤和石油：不可再生资源 生物质：可再生资源
第二章 绿色化学原理
第二章 绿色化学原理
第一节 绿色化学内涵 第二节 化学反应的原子经济学 第三节 原子经济学与环境效益 第四节 绿色化学的任务 第五节 绿色化学十二原则
绿色化学就是利用化学原理和 方法来减少或消除对人类健康、 社区安全、生态环境有害的反应 原料、催化剂、溶剂和试剂、产 物、副产物的使用和产生的新兴 学科 ，是一门从源头上减少或消 除污染的化学。
用生物质作化学化工原料是保护环境和实现可 持续发展的长远和重要发展方向，是绿色化学 的重要研究方向之一。
淀粉 （ 玉米、小麦、 土豆等）
生物质 (Biomass)
木质纤维素 (农业废料、 森林废物、草 类等）
木质纤维素是地球上最丰富的生物质，每年以
1640108吨的速度不断再生，但至今人类仅利 用了不足1.5%。
(一）催化等离子体法
Example 由二氧化碳和甲烷合成燃料油 Traditional way
CO2 + CH4
镍催化剂 高能耗，催化剂易失活 费-托合成
2CO + 2H2
合成气
燃料油
New greener way
CO2 + CH4
（天津大学，刘昌俊）
催化等离子体法
燃料油
(二）电化学方法
绿色化学与环境友好型化学品
绿色化学与环境友好型化学品绿色化学是一门致力于开发环境友好型化学品的学科。
它的目标是通过减少对环境的影响，提高化学品的效率和可持续性，为人类提供更好的环境和健康。
在传统的化学工业中，常常使用一些具有高毒性和污染性的化学品。
这些化学品对环境和人类健康都造成了巨大的危害，如苯系物、重金属、有机溶剂等。
绿色化学的出现为解决这些问题提供了新的思路和途径。
绿色化学通过精简化学动力学过程，减少化学垃圾生成。
传统的化学过程通常会产生大量的废弃物，对环境造成严重的污染。
而绿色化学则致力于通过合成方法的改进，减少废弃物的生成。
例如，采用可降解的材料和催化剂可以显著减少废弃物的产生，提高化学过程的资源利用率。
此外，绿色化学强调使用可再生资源和可回收材料。
传统的化学品通常是从石油和天然气等非可再生资源中提取的，这不仅严重依赖有限资源的开采，还会造成环境破坏和能源消耗。
绿色化学则倡导使用可持续发展的资源，如植物油、生物质和可回收材料。
这样一方面可以减少对非可再生资源的依赖，另一方面也可以减少化学品生产过程中的排放和污染。
除了资源的可持续利用，绿色化学还强调化学品的生命周期评估。
传统的化学品往往只关注其在使用过程中的效果，而忽略了它们的生产、使用和废弃过程对环境和人类健康的影响。
绿色化学通过从原材料选择、合成过程、使用效果和废弃处理等各个环节综合考虑，评估化学品的综合影响。
这样可以更全面地了解化学品的环境风险，并寻找和开发更友好的替代品。
绿色化学的发展不仅可以减少对环境和人体的污染，还可以促进可持续发展。
它为创新提供了机会，推动了新材料、新技术和新产业的发展。
在绿色化学的引领下，许多环保工艺和环保产品得以研发和应用，为保护环境和改善人类生活质量做出了重要贡献。
总之，绿色化学是一门关注环境友好型化学品研发的学科。
它通过减少对环境的污染和资源的消耗，提高化学品的效率和可持续性，为保护环境和人类健康作出了重要贡献。
我们应该鼓励并支持绿色化学的发展，推动绿色化学理念融入化学品的生产、使用和废弃处理的各个环节，共同为实现可持续发展的目标而努力。
绿色化学-总复习..
题型：名词解释、简答、 计算、 问答题。
总复习
第一章 绪论
一、环境危机促进了绿色化学的产生
1、温室气体大量排放导致全球变暖 2、臭氧层破坏 3、生物多样性减少 4、酸雨成灾
（PH值<5.6的雨水就称为酸雨）
6、土地沙漠化 7、大气污染 8、淡水资源污染 9、海洋污染
5、几种常见反应的原子经济性
1. 化合反应
4. 取代反应
2. 加成反应
5. 消除反应
3. 重排反应
6、提高化学反应原子经济性的途径
1：开发新型催化剂
3：采用新的合成原料
2：简化合成步骤
5. 绿色化学的研究内容 17
♣ ♣ ♣ ♣ ♣
设计安全有效的目标分子 寻找安全有效的反应原料 寻找安全有效的合成路线 寻找新的转化方法 寻找安全有效的反应条件
2. 绿色化学与环境保护的差异
环境保护着重于处理已有的污染物
绿色化学利用化学来预防污染，不让污染产生 P11
3、原子经济性的概念
原子经济性是指反应物中的原子有多少进入了产物，一 个理想的原子经济性的反应，就是反应物中的所有原子
都进入了目标产物的反应，也就是原子利用率为100％的
反应。
原子经济性可用原子利用率衡量：
原子利用率达到100％的反应的特点:
(1)最大限度地利用了反应原料．最大限度地节约了资源；
(2)最大限度地减少了废物排放(因达到了零废物排放)，因 而最大限度地减少了环境污染，或者说从源头消除了由化 学反应副产物引起的污染。 注意： ▲ 原子经济的反应√ ▲ 高的反应物转化率√ ▲ 高的目标产物选择性√ 是实现资源合理利用、避免污染缺一不可的。
浅析绿色化学在有机化学化工中的应用
浅析绿色化学在有机化学化工中的应用随着环境污染的愈演愈烈，对于绿色化学的需求变得越来越迫切。
绿色化学，也常被称为环境友好化学或者可持续化学，是一种更加环保、满足可持续发展要求的化学研究及其应用方式。
绿色化学的基本原则是要对环境、人类和未来的经济和社会发展都造成最小化的损害。
在有机化学和化工领域中，绿色化学的应用也越来越成为热点。
以下将从几个方面来介绍绿色化学在有机化学化工中的应用。
1. 绿色溶剂的应用传统有机化学合成常使用的溶剂有甲苯、二甲苯、氯仿、四氢呋喃、氯化甲烷等，这些溶剂常常具有毒性、易挥发和对环境危害很大。
绿色化学的溶剂选择有机溶剂中较为环保的，如水、双乙二醇和乙醇等，能够减少环境污染、降低生产成本及避免了火灾和爆炸风险。
例如，卤代烃通常在常规有机溶剂中制备，而在绿色化学合成反应中，卤代烃可以采用水或其他可生物降解的溶剂来替代，使得产物的环保性更好。
2. 可再生原料的使用以可再生原料代替化学反应中的非可再生原料是绿色化学的核心原则之一。
与传统有机合成化学品相比，可再生原料具有更低的碳排放，用后的废弃物利用更为便利，能够降低生产成本。
生物质、光能、波能和生物矿物等都是可再生资源，它们可以用于生产替代有机化学合成的基础原料，如生物质中常规制备纤维素等化学品，而这些产品也通常是那些基本化学品的替代品，如煤制醇、区域性烷基物的替代品等。
3. 催化剂的绿色化设计催化剂的设计和应用也是绿色化学的核心内容之一。
绿色催化剂的设计主要考虑节能和环保的特点，例如，减少添加过程中废弃的过多的催化剂，更小的催化剂用量和快速的反应速率，从而减少催化剂使用和废弃对环境的污染。
因此，双金属催化剂、金属有机化合物或在天然气远洋油气中挥发的甲醇等都是绿色合成中很好的催化剂选择。
4. 循环利用和废物处理绿色化学合成方法还需要关注废物处理。
制备产品中产生的废物应当被循环利用或实行无害化处理，以减少其对自然环境和生物体的不利影响。
绿色化学
绿色化学绿色化学的概念：绿色化学又称环境无害化学（Environmentally Benign Chemistry）,环境友好化学，清洁化学。
绿色化学既是用化学技术和方法去消灭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，同时也要在生产过程中不生产有毒有害的副产物，废物和产品。
绿色化学的理想在于不再使用有毒的，有害的物质，不再生产废物，不再处理废物，从科学观点看，绿色化学是化学科学基础内容的更新：从环境观点看，它是从源头上消除污染：从经济观点看，它是合理利用资源和能源，降低生产成本，符合经济可持续发展的要求。
作为中心科学的化学及其生产技术，在过去的20世纪起到了推动人类进步的决定性作用。
目前，化学已经渗透到人类生产，生活和国民经济的各个领域。
20世纪90年代前六年新合成和发现的化合物的数量就相当于有历史记载以来到1990年人类所发现和合成的总量。
在化学科学和化学知识为人类带来无数便利和希望的同时，它也带来了人类黑色的污水，浓浓的烟尘，形形色色的废弃物，还有看不见的毒物等。
绿色化学的研究内容：绿色化学是设计研究没有或尽可能小的环境副作用的，并在技术上，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。
绿色化学研究的内容显然要包括化学反应的过程的4个基本要素：一是研究，变换，设计：二是选择对人类健康和环境友好的原材料或起始物：三是研究最好的转换反应和催化剂：四是设计或重新设计对人类健康和环境更安全的目标化合物。
谈到绿色化学就不得不说到它的来源。
绿色化学的来源：从1960年起，化学农药的污染问题被提出来，人们开始注意到人口的急剧增加，工业的高度发达，资源的极度消耗，污染的日益严重，使人类不得不面对严重的环境危机。
当今世界各国生产使用着约十万种化学品，仅美国化学工业每年就要排放约三十亿吨化学废弃物，其中进入大气的约60%，土壤10%，表面水系10%和地下20%，而在1995年香港为打捞4765.6吨海上垃圾，耗资1200万港币，这些问题不但影响一个国家的经济发展。
绿色化学考试重点整理
第一章1。
绿色化学:又称环境无害化学、环境友好化学、清洁化学。
指的就是用化学的技术和方法去减少或消灭那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂、产物、副产物等的使用和产生. 2。
双十二规则前十二条原则：(1）预防：防止废物的产生比产生废物后进行处理为好。
（2）原子经济性:设计的合成方法应当使工艺过程中所有的物质都用到最终的产品中去。
(3）低毒害化学合成：设计的合成方法中所采用的原料与生产的产物对人类与环境都应当是低毒或无毒的。
（4）设计较安全的化合物：设计生产的产品性能要考虑限制其毒性。
（5)使用较安全的溶剂与助剂:如有可能就不用辅助物质（溶剂、分离试剂等）,必须用时也要用无毒的.（6）有节能效益的设计：化工过程的能耗必须节省，并且要考虑其对环境与经济的影响。
如有可能,合成方法要在常温、常压下进行.（7)使用再生资源作原料：使用可再生资源作为原料，而不是使用在技术与经济上可耗尽的原料.（8）减少运用衍生物:如有可能,减少或避免运用生成衍生物的步骤（如用封闭基因、保护/脱保护、暂时修饰的物理/化学过程），因为这些步骤要用外加试剂并且可能产生废弃物。
（9）催化反应：催化剂(选择性)优于计量反应试剂。
（10)设计可降解产物：化学产物应当设计成为在使用之后能降解成为无毒害的降解产物而不残存于环境之中。
（11)及时分析以防止污染：要进一步开发分析方法，使其可及时现场分析，并且能够在有害物质生成之前就予以控制。
(12）采用本身安全、能防止发生意外的化学品:在化学过程中，选用的物质以及该物质使用的形态、都必须能防止或减少隐藏的意外（包括泄露、爆炸与火灾）事故发生.后十二规则:(1）鉴别与量化副产物(2)报道转化率、选择性与生产率（3）建立整个工艺的物料衡算（4）测定催化剂、溶剂在空气与废水中的损失(5）研究基础的热化学（6)估算传热与传质的极限（7)请化学或工艺工程师咨询（8)考虑全过程中选择化学品与工艺的效益（9）促进开发并应用可持续性量度(10）量化和减用辅料与其他投入（11）了解何种操作是安全的，并与减废要求保持一致(12）监控、报道并减少实验室废物的排放3。
绿色化学
绿色化学：我们的未来————减少环境污染绿色化学又称环境无害化学、环境友好化学、清洁化学。
绿色化学是设计研究没有或只有尽可能少的环境负作用，并在技术上、经济上可行的化学品和化学过程。
包括原料和试剂在反应中的充分利用，它是实现化学污染防治的基本方法和科学手段，是一门从源头上阻止污染的化学，绿色化学适用各种化学领域。
是用化学的技术和方法去减少或消灭那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂、试剂和产物、副产物等的使用和产生。
它是实现污染预防的基本的和重要的科学手段.人类正面临有史以来最严重的环境危机，由于人口急剧的增加，资源的消耗日益扩大，人均耕地、淡水和矿产等资源占有量逐渐减少，人口与资源的矛盾越来越尖锐；环保问题就成为经济与社会发展的重要问题之一。
作为国民经济支柱产业之一的化学工业及相关产业，在为创造人类的物质文明作出重要贡献的同时，在生产活动中不断排放出大量有毒物质，化学工业也为环境和人类的健康带来一定的危害。
开发清洁工业技术，消减污染源头，生产环境友好产品，已成为新世纪、新时期对化学工业的新要求。
“绿色技术”已成为21世纪化工技术与化学研究的热点和重要科技前沿。
传统的化学虽然可以得到人类需要的新物质，但是在许多场合中却既未有效地利用资源，又产生大量排放物，造成严重的环境污染。
绿色化学则是更高层次的化学，它的主要特点是“原子经济性”，即在获得物质的转化过程中充分利用每个原料原子，最终实现“零排放”。
因此既可以充分利用资源，又不产生污染。
传统化学向绿色化学的转变可以看作是化学从“粗放型”向“集约型”的转变。
绿色化学可以变废为宝，可使经济效益大幅度提高。
绿色化学已在全世界兴起，它对我国这样新兴的发展中国家更是一个难得的机遇。
采用无毒、无害并可循环使用的新物料。
工业化的发展为人类提供了许多新物料，它们在不断改善人类物质生活的同时，也带来大量生活废物，使人类的生活环境迅速恶化。
为了既不降低人类的生活水平，又不破坏环境，我们必须研制并采用对环境无毒无害又可循环使用的新物料。
绿色化学
绿色化学的进展绿色化学又称环境无害化学（Environmentally Benign Chemistry）、环境友好化学（Environmentally Friendly Chemistry）、清洁化学（Clean Chemistry）。
绿色化学即是用化学的技术和方法去减少或消灭那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂和试剂、产物、副产物等的使用和产生。
绿色化学的理想在于不再使用有毒、有害的物质，不再产生废物，不再处理废物。
它是一门从源头上阻止污染的化学。
1 绿色化学的重要性迄今为止，化学工业的绝大多数工艺都是20多年前开发的，当时的加工费用主要包括原材料、能耗和劳动力的费用。
近年来，由于化学工业向大气、水和土壤等排放了大量有毒、有害的物质，以1993年为例，美国仅按365种有毒物质排放估算，化学工业的排放量为30亿磅。
因此，加工费用又增加了废物控制、处理和埋放，环保监测、达标，事故责任赔偿等费用。
1992年，美国化学工业用于环保的费用为1150亿美元，清理已污染地区花去7000亿美元。
1996年美国Dupont公司的化学品销售总额为180亿美元，环保费用为10亿美元。
所以，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，需要大力研究与开发从源头上减少和消除污染的绿色化学。
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。
所谓污染防止就是使得废物不再产生，不再有废物处理的问题。
绿色化学正是实现污染防止的基础和重要工具。
1995年4月美国副总统Gore宣布了国家环境技术战略，其目标为：至2020年地球日时，将废弃物减少40～50%, 每套装置消耗原材料减少20～25% 。
1996年美国设立了总统绿色化学挑战奖。
这些政府行为都极大地促进了绿色化学的蓬勃发展。
另外，日本也制定了新阳光计划，在环境技术的研究与开发领域，确定了环境无害制造技术、减少环境污染技术和二氧化碳固定与利用技术等绿色化学的内容。
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环境友好化学
作者：石林
人类使世界变得有序的过程是熵减的过程，在世界+世界的环境这个热力学宇宙中，我们不希望看到熵增的部分是违背生态的，熵变是一个状态函数，我们以任何途径去进行一个过程，熵变都是相等的，既然起点终点都一样，就让我们选择一种比较和谐的方式去进行这个过程吧。
——题记
上世纪中叶，一位美国生物学家曾经写过一本书叫做《寂静的春天》讲述的是农药对于生物以及生态环境的危害。
书中虽然有的地方可能比较偏激，但是让我们不得不承认的是现在的化工生产的确在一定程度上给环境带来了很大的危害，所以真正的实现对生态环境以及生物无危害的环境友好型化工生产成为了目前迫在眉急的任务。
我个人认为。
环境友好型化学包括绿色化学，但不等同于绿色化学，环境友好型化学应该更倾向于使用天然的方式对自然界的物质加以利用，当然，其内容也应该加上绿色化学。
要实现环境友好型化学的过程依靠的是不断地改革目前存在的很多会对环境造成压力的工业生产方式。
一、改变能源的利用方式，减少对地球的开采
目前，我国北方的能源主要是依赖化石燃料，化石燃料无论是在工业还是在生活能源上都起到了不可磨灭的作用，但是，化石燃料并不是一种很好的能源，暂且不说它们多少年后会枯竭，即便煤化石燃料是取之不尽用之不竭的，我觉得我们也不应该一直使用下去，煤炭是众多无机物和有机物组成的混合物，目前，人们通过煤炭得到能量一般是通过直接或者间接地煤炭燃烧来提供能量，但是我都知道，热量不是一种非常好的能量，在利用热量时，效率往往是很低的，所以，传统的利用煤炭资源的方法是很不经济的，资源利用率低是一件非常可怕的事情，不仅仅是对资源的浪费，而且会加剧环境的恶化，因为利用率低意味着要开发更多的能源物质，而开发的过程是肯定会对环境造成一定的伤害的。
针对能量利用效率低的问题，我觉得可以改变能源的利用方式，这可能是化学工业史上一次伟大的跨越。
热不是一种很好的能量，但是功确是一种很好的能量，特别是电功，所有的通过燃烧来提供能量的物质都是可以和氧气发生氧化还原的，而且常温条件下这些物质和氧气在热力学上都是很容易发生反应的，因此我们可以考虑将这类反应设计成原电池，这样能量会以电能的形式输出，而且反应会在常温下进行，这样就降低了很多成本，即便在反应工程中产生了对环境存在危害的物质也是比较容易回收处理的，这样的利用方式需要克服的唯一的困难就是解决能源物质和氧气在动力学上的惰性，这不是一个很难解决的问题，只要找到合适的催化剂和反应介质，一切问题将迎刃而解。
二、开发新能源
对于能源问题不仅仅是利用效率低的问题，而且存在污染的问题，这是能源本身存在的问题，例如，使用煤炭提供能量，就不可避免的产生二氧化硫，因为无机催化剂的选择性很低（当然，如果可以找到合适的酶催化剂的话可能不会存在这个问题，但是寻找合适的酶催化剂并不容易），所以能源物质在氧化过程中，不可避免的会使里面的很多有害杂质参与反应。
所以寻找一种本身不含并且在利用过程中也不会产生有害物质的清洁能源对于环境友好
型化工生产起着关键作用。
目前人们公认的清洁能源一般是太阳能和氢能源，前者是大自然的馈赠，非常清洁，但是如何大规模的合理有效的利用太阳能目前还是一个比较困难的事情，还有很多人认为氢能源也是一种非常好的能源，氢能源的确很清洁，但是我个人觉得氢能源的利用价值不是特别大，自然界中没有氢气，而且就目前的技术来看，大规模的制备氢气成本也是比较高，而且氢气本身是气体，无论储存还是运输成本都是比较高的，所以我认为，寻找一种液体或者是固体的能源物质是比较重要的，我个人比较倾向于生物质的开发，但是我想首先澄清一个问题，很多人认为开发生物质会导致植被的大量破坏，进一步毁坏生态环境，其实这是非常浅显的认识，生物质是绿色植物，但是绿色植物=花草树木？No，从光合作用的角度来讲，地球上多数的氧气并不是陆地上的植被产生的，而是海洋中的藻类植物生成的，藻类植物不仅仅可以固碳，还能够固氮，所以，将藻类物质作为生物质的重要来源是一件非常有意义的事情，藻类植物较一般的绿色开花植物是非常可爱的，一方面它的生存环境可以比较恶劣，另一方面，它的生长周期短，生长速度较快，繁殖能力也比较强，所以，藻类植物是非常适合作为一种生物质能源的，只要有水的地方就可以培养藻类植物，虽然很多地区缺水，但是我想缺水的地区总比缺少煤、石油、天然气的地区要少很多吧，而且水只是培养环境，理论上可以无限制循环利用的。
所以我认为用藻类植物作为一种新型能源的母体是非常有潜力和应用价值的。
三、将生物工程与化学工业相结合
众所周知，生物体就是一个很好的化工厂，每天一个生物体可以高效的生产出非常多的化学物质，而且反应条件非常的温和，最重要的是这个过程不会产生对环境有污染的物质，非常符合环境友好型化学的要求，这是人类的智慧所无法比拟的，我们无法改变自然，但我们可以利用自然的规律，所以我们大胆的做一个设想，将“化工厂”移植到生物体的环境中，当然，并非所有的物质都可以通过生物途径获得，因为有的物质是生物体无法承受的，例如生产氢氰酸，貌似我所知道的生物没有可以在氢氰酸的攻击下幸免于难的，但是对于很多的物质是可以通过生物途径来获得，但是依靠天然的馈赠那是肯定无法满足人类的欲望的，例如生成产甲酸，蚂蚁是可以生产甲酸的，所以可以将蚂蚁知指导蚁酸合成的基因片段找到，通过基因工程转移到某些适合的植物体中，利用光合作用的原料来源源不断的生成一定浓度的甲酸，当然，如果可以的话最好移植到藻类植物中，这样不仅仅可以得到甲酸，提取甲酸后的部分还可以作为生物质能源物质，当然，这不是生物化工唯一的途径，还可以通过生产大批量的生物酶催化剂，将化学反应移植到生物体外进行，但是生物化工的真正实现还是存在非常大的问题的。
四、慎用农药
农药自发明以来就在农业发展史中扮演重要角色。
直到今天，农药的作用仍然不可替代。
，农药虽然在一定程度上是农作物避免了病虫害，提高了产量，但是既然农药可以杀死害虫这种很小的生物，那么对人体这种生物体也是有一定危害的，不仅如此，农药基本上都是人工合成的，很多对于生态环境具有不可预知的危害，所以应该逐渐减少农药的使用，可以使用纯天然的生物方法来代替化学农药，或者使用低毒，选择性强，残留少，具有显著环保能力的生物杀虫剂。
但是传统农药的使用在人们的脑海中已经根深蒂固，所以要改变这种观念还需要一个过程。
虽然光化学烟雾这些事件离我们一直很遥远，但是我们依然要时刻以此为戒，努力改进生产技术，早日实现环境友好化学工业生产。
——后记。