绿色化学提出与发展共43页
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绿色化学提出与发展
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”。
1997年以来，中国科技大学、四川大学和上海大学等陆
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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。
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。
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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。
此外，Anastas等在1998年出版的《 绿色化学——理
论与实践 》一书中，详细阐述了绿色化学的定义、原则、 评估方法及发展趋势，是绿色化学的经典之作。
站在现代化学研究前沿的、由英国皇家化学会 主办的国际性杂志《绿色化学》，于1999年1月创 刊。其内容涉及清洁化工生产技术各个方面的研究 成果和综述，其信息涵盖了通过化学品的应用或加 工来减轻对环境影响的所有研究活动。
绿色化学及其发展方向
（ 避免 和减 少衍 生物生成 。 ８） （ 开发 新型催 化剂 。 ９）
动 力 学 和 动 态 学 研 究 ， 索 新 型 化 学 探 键 的 形 成 和 断 裂 的 可 能 性 及 其 选 择 性
调 节 与 控 制 ， 展 新 型 化 学 反 应 ， 别 发 特
（ ０） 解 设 计 ， 能 终 结 之 后 ， １ 降 功
前 在不 对 称合 成 中得 到 广泛 应 用 的嗯 唑 硼 烷 类 化 合 物 ， 是 一 类 著 名 的 化 就 学酶 。 化 学 酶 是 可溶 性 有 机 小 分 子 ， 其 催 化 有 机 反 应 在 许 多 方 面 与 天 然 酶 催 化 反 应 相 同 。嘿 唑 催 化 的 酮 不 对 称 还 原 ， 烷 基 硼酸 『 （ 从 ＲＢ ＯＨ ） ］ 二 苯 基 ２和 脯 氨 醇所 制 备 得 到 的 嚼 唑 硼烷 Ａ， 在 用 化 学 计 量 的 硼 烷 或 二 苯 酚 硼 为 还 原 剂 时 ， 对 映 选 择 性 还 原 各 类 酮 类 的 是
战 略要求 。 绿 色化 学 的 目的是 把 现有 化 学和
绿 色 化 学 是 我 国 重 点 支 持 的 重 大 基 础研 究领域 之一 。
绿 色 化 学 是 用 化 学 的 技 术 和 方 法
去 消 灭 或 减 少 那 些 对 人 类 健 康 、 区 社 安全、 态环 境有 害的原料 、 化剂 、 生 催 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 产 生 有 毒 有 害 的 副 产 物 、 物 和 产 品 。绿 色 化 学 具 废 有重 大 的 社会 、 境 和 经 济 效 益 ， 环 它 避 免 了化 学 的 负 面 作 用 ， 现 了人 的 能 显 动 性 ， 比环 保 意 识 要 高 一 个层 次 。 它
绿色化学与可持续发展
技术优势：高效 合成与分离技术 可以显著降低生 产成本和提高产 品质量，同时减 少对环境的负面 影响。
未来发展：随着 科技的进步，高 效合成与分离技 术将不断得到优 化和改进，为实 现绿色化学与可 持续发展提供更 加强有力的支持。
绿色溶剂与催化剂
绿色溶剂：选择无毒、低毒、易 回收和可再生的溶剂，减少对环 境和健康的危害。
和管理经验
加强国际合作与交流，共同应对全球环境问题
绿色化学在全球范围内得到广泛认可和应用，国际合作与交流有助于推动绿色化学技术的研 发和应用。
各国政府、企业和学术界应加强合作，共同应对全球环境问题，推动可持续发展。
通过国际合作与交流，可以共享绿色化学技术、经验和资源，促进全球绿色化学的进步和发 展。
未来展望：随着科技的不断进步，绿色化学有望为可持续发展和环境保护 做出更大贡献。
绿色化学在可持续发展中的作用
绿色化学的背景与意义
绿色化学在可持续发展中 的重要性
绿色化学在环境保护中的 作用
绿色化学在资源利用方面 的优势
绿色化学的应用领域
环境保护：减少污染物的排放，降低对环境的破坏 能源利用：开发可再生能源，提高能源利用效率 农业发展：推广绿色农业，减少化肥和农药的使用 医疗健康：研发绿色药物，降低对人体的副作用
03
绿色化学的核心原则与 技术
原子经济性原则
定义：在化学反应中，尽可能使所有参与反应的原子都被利用，以实现废物的最小化。
目的：减少或消除废物，降低对环境的负担。
技术：原子经济性原则的实现需要依靠高效的化学反应技术和分离技术，例如酶催化、 膜分离等。
意义：原子经济性原则是绿色化学的核心原则之一，对于实现可持续发展具有重要意义。
境的影响。
绿色化学的诞生和发展简史
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
3
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
绿色化学与可持续发展 完整版课件
超临界二氧化碳代替有毒、 有害溶剂的发展
利用我国合成氨厂、炼油厂中制 氢装置大量排放的CO2，开发（或 引进） 超临界CO2技术在房屋装修 、泡沫塑料生产、服装干洗等中应 用，形成新兴产业。
4、产品绿色化：产品的使用不会引起生态危害、不 会威胁人类健康、可循环利用。
人类创造的许多产品对提高生活水准起了很大的作用,但 有的产品同时对环境产生严重的破坏,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。
如塑料在生产和生活中有极其广泛又不可缺少的作用, 但 大量的农膜和塑料包装、餐具等废物形成了令人困扰的“白色 污染”,破坏土壤污染水质,解决这一难题的办法就是用可生物 降解的聚合物来取代它们,现在已有用生物质为原料(淀粉或纸) 制成的一次性餐具,但其性能和价格还需要大大改进。
光降解塑料
光降解的机理是在太阳光的照射下，引发光化学反应，使高分 子化学物的链断裂和分解。一种有效的方法是通过共聚改性，在塑 料中引入光敏性基团。如：在高分子化合物中引入羰基可获得光降 解高分子材料；当高分子化合物接有不饱和侧链时也容易降解，如 侧链接有乙烯基的聚乙烯，受光照易发生降解 。
O
TS-1
H2O2
CH3 CH CH2
CH3 CH CH2
H2O
传统AlCl3、HF催化剂的缺点：腐蚀设备，危害人身健康和社区安全， 废水、废渣污染环境
分子筛固体酸催化剂: 减少三废的排放
使用对人类和生态环境无毒、无害的催化剂 获得目标产物是绿色化学的追求目标。
如无铅汽油添加剂甲基叔丁基醚的工业生 产过程用磺酸树脂取代浓H2SO4作催化剂,避免 强腐蚀性H2SO4的使用
典型例题：
1、下列环境问题与化石燃料无关的是 A、酸雨 B、光化学烟雾 C、水华
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?
•
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；
绿色化学课件
中，而能降解为无害的物质； （11）分析方法必须进一步发展，以使在有害物质
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。
9
Twelve Principles of Green Chemistry
10
1: It is better to prevent waste than to treat or clean up waste after it is formed.
13
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.
11
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.
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
10
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.