绿色化学的诞生和发展简史
绿色化学的发展和应用
绿色化学的发展和应用随着人类对环境问题的日益关注，绿色化学成为一个热门话题。
绿色化学是指在化学制品的生产过程中，最大限度地减少或消除对人类健康和环境的潜在危害。
它是可持续化学的关键部分，旨在实现经济、环境和社会可持续发展。
本文将探讨绿色化学的发展和应用，并介绍一些实际应用案例。
第一部分：绿色化学的发展历程绿色化学的发展始于20世纪70年代末期，当时出现了“绿色化学”的概念。
之后，一些早期的绿色化学方法被提出，例如在石油精炼中使用酸性催化剂，而不是氢氧化钠或其他强碱性催化剂，这可以减少酸性废弃物的产生。
在这个时期，绿色化学的主要目标是减少环境污染，特别是有害废物的产生。
到了21世纪，绿色化学的范围扩大到了其他领域，包括资源使用效率、能源效率、生物多样性保护等等。
现代绿色化学的主要目标是开发可持续的化学产品和更环保的化学过程。
这需要对化学反应、工艺和生产方式进行彻底的重新设计，并尽可能地减少环境影响。
第二部分：绿色化学的应用案例绿色化学的应用非常广泛。
下面我们将介绍几个实际的应用案例。
1. 生物质热解制备生物炭生物质热解是一种基于温度和时间的过程，将生物质分解为气体、液体和固体产品。
其中固体产物是生物炭，可以用作肥料、土壤改良剂和碳黑源。
使用这个方法的好处是不需要使用化石燃料，也不会产生废弃物。
2. 水基清洗替代有机溶剂水基清洗是一种代替有机溶剂的方法，可以减少对环境和工人健康的影响。
在很多工业领域，使用水清洗的效果和使用有机溶剂相当。
另外，水是环保和廉价的，可以减少生产成本。
3. 绿色催化剂绿色催化剂是一种可以控制化学反应过程的物质。
使用绿色催化剂可以减少有毒的废物和能源成本，同时提高反应率和选择性。
例如，新型纳米金属有机框架材料就能用作催化剂，可以加速不同化学反应。
第三部分：绿色化学的未来发展绿色化学已经成为许多行业的标准，随着技术的发展和落实政策要求，绿色化学将在未来继续发挥更加重要的作用。
下面我们讨论一些未来的发展趋势。
面向未来的化学——绿色化学
面向未来的化学——绿色化学绿色化学最初发端于美国。
1984年美国环保局 (EPA) 提出“废物最小化”, 基本思想是通过减少产生废物和回收利用废物以达到废物最少, 初步体现了绿色化学的思想。
1989年美国环保局又提出了“污染预防”的概念, 即最大限度地减少生产场地产生的废物, 包括减少使用有害物质和更有效地利用资源, 并以此来保护自然资源, 初步形成了绿色化学思想。
1990年美国颁布了污染防止法案, 将污染的防止确立为国策。
该法案中第一次出现“绿色化学”一词, 并将其定义为采用最少的资源和能源消耗, 并产生最小排放的工艺过程。
1991年“绿色化学”成为美国环保局的中心口号, 确立了绿色化学的重要地位。
同时, 美国环保局污染预防和毒物办公室启动“为防止污染变更合成路线”的研究基金计划, 资助化学品设计与合成中污染预防的研究项目。
1993年研究主题扩展到绿色溶剂、安全化学品等, 并改名为“绿色化学计划”。
1995年, 美国总统克林顿设立了“总统绿色化学挑战奖”, 奖项分为绿色合成路径、绿色反应条件、绿色化学品设计、小企业奖、学术奖等5项。
它是化学化工领域内唯一的总统奖, 以鼓励社会各界(个人、团体或组织) 在设计、制造及使用化学产品中最大程度减少污染物的产生, 从政府层面上推进了绿色化学的发展。
绿色化学的概念一经提出, 立即受到世界各国人民的欢迎以及研究者的广泛关注。
1999年, 英国皇家化学会创办了国际化学期刊Green Chemistry, 专门报道有关清洁技术的相关绿色化学研究成果。
此外, 英国还设立了绿色化工水晶奖、英国绿色化学奖、英国化学工程师学会环境奖, 旨在鼓励更多的人投身于绿色化学研究工作。
澳大利亚皇家化学研究所(RACI) 于1999年设立了“绿色化学挑战奖”。
此奖项旨在推动绿色化学在澳洲的发展, 奖励为防止环境污染而研制的各种易推广的化学革新及改进, 表彰为绿色化学教育的推广做出重大贡献的单位和个人。
绿色化学提出与发展
• 1995年3月16日，美国总统克林顿宣布设立“绿色化学挑战奖计
划”，以推动社会各界进行化学污染预防和工业生态学研究，鼓励支持 重大的创造性的科学技术突破，从根本上减少乃至杜绝化学污染源;
• 随后美国科学基金会和美国国家环保局提供专门基金资助绿色化学的
研究，并于同年10月30日设立“总统绿色化学挑战奖”这项在化学化工 领域内唯一的总统奖，以表彰在该领域有重大突破和成就的个人与单位。
• 绿色化学研究什么?
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一般说来，一个化学反应主要受四个方面的影响:
•
(1)原料或起始物的性质;
•
(2)试剂或合成路线的特点;
•
(3)反应条件;
•
(4)产物或目标分子的性质。
• 众所周知，这四个因素相互紧密联系，而且在一定条件下
共有5个奖项：学术奖、中小企业奖、新合成路线奖、新工艺奖 和安全化学品设计奖。 • 由于上述原因，使得"绿色化学"这个名称广为传播。目前全世界比较 发达的国家的许多行业都以浓厚的兴趣大力研究绿色化学课题。
德国于1997年通过实施有关绿色化学的“为环境而 研究”计划。
荷兰利用税法条款等方法来推动绿色化学技术的开发 和应用。
日本则通过制定“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，成立了由 工业界、学术界和政府联合组织的“为地球而创新技术” 的研究院和日本化学创新研究院，以推动社会的可持续发 展。
总之，绿色化学的研究已迅速成为一些主要国家政府、 企业和学术界的重要研究开发方向。
我国在绿色化学方面的活动也非常活跃。 1995年，中国科学院化学部组织了《绿色化学与技术— —推动化工生产可持续发展的途径》的院士咨询。 1997年，国家自然科学基金委员会与中国石油化工集团 公司联合立项，资助“九五”重大基础研究项目——“环境 友好石油化工催化化学与化学反应工程”。
绿色化学
绿色化学的主要内容
无毒无害原料 可再生资源
原子经济反应
环境友好产品 回归自然
废物回收利用
无毒无害 催化剂
无毒无害 溶剂
基本原理
绿色化学|绿色化学的基本原理
一、绿色化学的12条原理 1、预防：防止产生废弃物比在它产生后再处理或清除更好。 2、原子经济性：合成方法应设计成能将所有的起始物质嵌入
到最终产物中； 3、无害的化学合成：反应中使用和生成的物质应对人类健康
和环境无毒或毒性很小； 4、设计无危险的化学品：设计的化学产品应在保护原有功效
的同时尽量使其无毒或毒性很小； 5、安全的溶剂和助剂：尽量不使用辅助性物质（如溶剂、分
离试剂等），如果一定要用，也应使用无毒物质； 6、设计要讲求能效：能量消耗越小越好，应能为环境和经济
方面的考虑所接受；
绿色化学|绿色化学的基本原理
绿色化学|绿色化学的诞生和发展简史
★ 中国
制订了“科教兴国”和可持续发展策略，并于1992年世界环境和发展大 会 之后，编制了《中国21世纪议程》郑重声明走可持续发展道路的决心。
◆ 1995年中国科学院化学部组织了《绿色化学与技术——推进化工 生产可持续发展的途径》院士咨询活动 ◆1997年国家自然科学基金委“九五”重大项目：环境友好石油化 工催化化学与反应工程 ◆1997年5月，香山科学会议第72次学术研讨会：可持续发展问题 对科学的挑战——绿色化学 ◆ 1998年合肥第一届国际绿色化学高级研讨会 ◆ 1999年北京第16次九华山科学论坛“绿色化学的基本科学问题” ◆2000年科技部《国家重点基础研究发展规划项目》立项——石油 炼制和基本有机化学品合成的绿色化学
11、为了预防污染进行实时分析：分析方法也需要进一步研究开发 ，使之能做到实时、现场监控，以防有害物质的形成；
绿色化学的基本原理与应用
工业生态学是以工业代谢现象、工业生态系 统和可持续发展指导思想为基础的。
工业生态系统中的一个重要方面就是所谓工 业共生，即在此系统中可包含多种多样的工业企 业协同共存。
一个工业生态系统可包括纯工业生产和农业 生产，通常包含五个主要组分，即初级原料生产 者、能源、物料加工制造、废弃物加工和消费者。
②发展和应用对环境人类无毒无害的试剂和 溶剂，特别是开发以超临界流体、离子液体和水 为反应介质的化学反应。
③大力开发新型环境友好催化剂以提高反应 的选择性和效率。
④采用新型的分离技术等。
第二节 绿色化学的基本原理
一、绿色化学的12条原理及特点
（1）预防 （2）原子经济性 （3）无害（或少害）的化学合成 （4）设计无危险的化学品 （5）安全的溶剂和助剂 （6）设计要讲求能效
（7）使用可再生的原料 （8）减少衍生物 （9）催化作用 （10）设计要考虑降解 （11）为了预防污染进行实时分析 （12）防止事故发生的固有安全化学
多年来，化学品的开发、生产和应用为人类社 会的进步做出来不可磨灭的巨大贡献。无论工业、 农业，还是人类生活的衣食住行乃至保健、美化诸 多方面，都与化学品的供应和质量密切相关。然 而，由于大量化学品本身存在的毒性和使用、处理 不当，已造成严重而普遍的生态环境和自然资源的 破坏，并对生物界甚至人类健康产生明显危害。
（6）在制定设计有关再循环、回用或效益计 划等方面的选择时，须将埋置熵和复杂性看成投 资。
（7）指标的耐久性，不是永久性，应是一个 设计目标。
（8）关于不必要的性能或生产力解决的设 计，应看成是设计的一个缺点；
绿色化学课件
生成前进行实时的和在线跟踪及控制； （12）在化学转换过程中，所选用的物质和物质形
态应尽可能地降低发生化学事故的可能性。
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Twelve Principles of Green Chemistry
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1: It is better to prevent waste than to treat or clean up waste after it is formed.
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10: Chemical products should be designed so that at the end of their function they do not persist in the environment and break down into innocuous degradation products.
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4: Chemical products should be designed to preserve efficacy of function while reducing toxicity 5: The use of auxiliary substances(e.g. solvents, separation agents) should be made unnecessary wherever possible and innocuous when used. 6: Energy requirements should be recognized for their environmental and economical impacts and should be minimized.
绿色化学的发展及其在环保中的应用
绿色化学的发展及其在环保中的应用绿色化学是一种注重环境保护的学科，它的目标是减少化学制品对环境和人体的危害。
绿色化学旨在开发、设计和制造最小限度危害、更加环保的化学产品和化学过程。
这是一个具有创新性和高科技性的领域，其对环境的保护和可持续性发展的贡献已得到广泛认可和赞赏。
绿色化学的发展历程从一定程度上说，绿色化学的发展是一种在经济、社会和环境方面实现可持续性发展的必然结果。
绿色化学的发展历程可以分为以下几个阶段：1. 原始阶段：20世纪60年代开始发展，先是出现了一些对于环境友好的物质，比如说非卤素替代物、生物界面活性剂等等。
这最早的绿色化学术语由Paul Anastas和John Warner引入。
2. 转折点阶段：20世纪90年代，随着议题的曝光，大家开始关注自然资源的浪费和环境毒害的问题，于是当时很多生命科学家、政策制定者、化学家等等开始关注绿色化学的实践。
这一时期对于绿色化学的认识开始有所深化，绿色化学从这个阶段“站起来了”。
3. 产业化阶段：21世纪初，很多企业开始关注绿色化学，并投入巨额资金来进行创新技术的研究和开发。
不仅如此，一些政策制定者也开始提出，立法规定企业采取绿色化学方法制造化学品。
目前，绿色化学仍在不断发展，成为未来化学发展的主要趋势之一。
绿色化学在环保中的应用绿色化学的应用几乎涉及到了所有的產業，主流行业中的大部分產品都需要純化、化學改性以及提升功能性。
虽然绿色化学的应用目标通常是减少环境污染和危害性，但它的优势不仅仅体现在环保上。
绿色化学还可以提高生产效率、节约能源、降低成本、增加产值以及提高产品质量等。
以下是绿色化学在环保中的几个应用方向：1. 绿色溶剂在很多化工制造中，溶剂是必不可少的。
这些溶剂往往对人体和环境有害，因此绿色化学的一大重点是找出新的溶剂或开发出更环保的溶剂。
例如，超临界二氧化碳、水和其他天然溶剂等等，它们的环境友好程度更高、使用更安全、对健康的影响更小。
第八章 绿色化学
第一步
第二步
第三步
简单 多了！
非传统原材料－－原料的绿色化 用生物质原料（淀粉、纤维素）合成乙 醇等有机品以生物质为原料制生物质能源
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。
O N NH O O O
thalidomide
案例三：黄曲霉毒素
• 由于很多化学品有毒，出现了一些憎化学品的呼声
，认为全天然(All natural)总比化学品为好！其
实不然，天然物中也含有有毒化学物质。
O O O O OCH3 O
Aflatoxin B1，黄曲霉毒素 • 当用发霉的花生喂火鸡时造成火鸡发病或死亡才发 现了它，已知它是致癌物。
绿色化学的一些主要内容
原子经济性反应－－化学反应的绿色化
非传统原材料－－原料的绿色化
用生物质原料（淀粉、纤维素）合成乙醇 等有机品以生物质为原料制生物质能源 非传统溶剂－－溶剂的绿色化 超临界二氧化碳作为绿色溶剂的利用
离子液体作为绿色溶剂的应用
催化剂的绿色化 无毒无害催化剂
原子经济性反应－－化学反应的绿色化
第八章
绿色化学的基本原理与应用
第一节 绿色化学的诞生和发展简史
绿色化学的诞生
绿色化学产生背景：
1. 环境危机
2. 能源危机
案例一：DDT，持久有机污染物之一 ♦ DDT是人所共知的曾是应用广泛的杀虫剂。
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绿色化学和工程年会 1997美国
“Green Chemistry” 1999英国
总统绿色化学挑战奖 1995美国
“绿色化学”课程 2001年起各国
（2） 发展简史 中国：
提出相关选题
1995中科院
主题论坛
1999
“十一五规划”
2005
绿色化学，大势所趋
香山科学会议
1997
国际学术讨论会
1998年起
绿色化学教育
第八章 绿色化学Hale Waihona Puke 基本原理与应用12
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绿色化学 的诞生和 发展简史
绿色化学的 基本原理
绿色化学 的应用
第一节 绿色化学的诞生和发展简史
一、绿色化学的诞生
《里约热内卢环境与发展宣言》 和可持续发展（sustainable development)
工作重心： 污染治理
污染预防
“点水止沸” “釜底抽薪”
二、绿色化学的定义和发展简史
（1）定义
绿色化学（green chemistry)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 过程中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。
（2） 发展简史 国际：
《污染预防法》 1990美国
“绿色化学” Anastas博士
首次学术研讨会 1994美国