绿色化学十二条原则
第3章绿色化学原则
1、为什么说防止污染是解决环境污染与 社会可持续发展矛盾的途径。 2、提高化学反应原子经济性的途径。
• 1998年，P.T.Anastas和J.C.Warner明确了 绿色化学的十二条原则，这些原则带动了 化学的各个层次如学术研究、化工实践、 化学教育、政府政策、公众的认知等。 • 它标志着绿色化学与技术研究已成为国际 化学科学研究的前沿和重要发展方向
绿色化学十二条原则
无毒无害原料 可再生资源
原子经济反应 高选择性反应
环境友好 产品
无毒无害 催化剂
无毒无害 溶剂
1、防止污染优于污染治理
It is better to prevent waste than to treat or clean up waste after it is formed
• 从 1988年到1994年，释放到环境中的有毒化学品 的数量降低了约44%，但转移处理的有毒化学品量 却成比例地上升。运用补救的措施（即废物处理、 控制和排除污染）而不是预防措施来解决环境问 题，所需费用仅就美国的工业而言估计为每年 1000～1500亿美元。 • 许多化学公司在环保项目上的预算同他们在科研 开发的预算一样庞大，几乎达到每年10亿美元。 • 从这些事实可以看出，使用、生产有害化学品不 仅是原材料的浪费，还有处理处臵这些物质的费 用巨大 • 由此导致真正受到损害的是化学及化学工业的发 展和创新。
A＋ B
C ＋D
• 具体地说，假如C是人们所要合成的化合物，若以A 和B为起始原料，既有C生成又有D生成，且许多情 况下D是对环境有害的，即使生成的副产物D是无害 的，那么D这一部分的原子也是被浪费的，而且形 成废物对环境造成了负荷。
E＋ F
简述绿色化学的12条原则
简述绿色化学的12条原则
1.预防废物：设计化学合成，预防废弃物产生，不留下任何需要处
理或净化的废弃物。
2.原子经济性：合成方法应用设计成能将所有的起始物质嵌入到最
终产物中，使用原子经济来评估反应效率。
3.减少有害物质：设计尽可能安全的化学反应和合成路径，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.设计安全的化学品：设计的化学产品应在保护功效的同时尽量使
其无毒或毒性很小。
5.无毒无害的溶剂和助剂：尽量避免使用溶剂、分离试剂等助剂，
如不可避免时，选用无毒无害的溶剂和助剂。
6.合理使用和节省能源：尽量降低合成过程中的能耗，合成过程应
在环境温度和压力下进行。
7.使用可再生资源：使用可再生的，而不是消耗性原料和原材料，
可再生原料通常来自农产品或者其他过程的废弃物。
8.减少衍生物：尽量避免不必要的衍生过程（如基团的保护、物理
与化学过程的临时性修改等）。
9.高选择性催化剂：尽量使用选择性高的催化剂，而不是提高反应
物的配料比。
10.无毒降解产物：设计可降解和易清除的化合物，确保化合物及其
降解产物无毒性、无生物富集性，或不对环境造成持久影响。
11.实时污染预防：实时监控化学反应过程以预防任何潜在的有害和
污染物质的生成及排放。
12.更安全的生产过程：设计化学品及其物理形态，以尽量减少发生
化学事故（包括爆炸、火灾以及环境排放）的可能性。
绿色化学工程技术十二条原则基于可持续发展
绿色化学工程技术十二条原则基于可持续发展绿色化学工程技术的十二条原则是基于可持续发展的理念，旨在促进环境友好的化学工程实践。
这些原则指导了绿色化学工程技术的设计与开发，并以减少对环境的负面影响为目标。
下面将逐条介绍这十二条原则，以清晰的方式阐述其内容。
第一条：预防污染。
预防污染是绿色化学工程技术的核心原则之一。
该原则鼓励在源头上避免或最大程度减少化学过程中的污染物产生。
第二条：最大限度减少化学物质的使用量。
该原则倡导在化学工程中尽量减少使用有害化学物质的数量，并促进创新以替代有害物质的使用。
第三条：设计能有效降解的化学产品。
该原则要求设计和开发可以在自然环境中有效降解的化学产品，以减少对环境的持久性影响。
第四条：设计能降低能耗的化学工程。
该原则强调在化学工程中优化能源利用，减少能源消耗和相关排放。
第五条：设计可再生能源为动力。
该原则鼓励使用可再生能源作为化学工程的动力来源，减少对有限资源的依赖。
第六条：避免使用危险物质。
该原则要求避免使用具有危害性或潜在危险的物质。
倡导使用更安全、环境友好的替代品。
第七条：最大限度减少废物和副产物。
该原则强调在化学工程中最大限度减少废物和副产物的产生，并寻找有效的废物处理方法。
第八条：发展安全技术。
该原则要求研发和应用安全技术，以确保化学工程过程中的安全性。
第九条：提高工程效率。
该原则鼓励提高化学工程过程的效率，减少资源的浪费和能源的消耗。
第十条：推广绿色化学工程实践。
该原则旨在推动绿色化学工程实践的普及和应用，促进可持续发展的实现。
第十一条：提倡合作与交流。
该原则呼吁不同领域的专家和利益相关者之间的合作与交流，共同推动绿色化学工程技术的发展。
第十二条：实践责任与透明度。
该原则强调绿色化学工程技术应该以负责任和透明的方式进行实践，在公众和利益相关者中建立信任。
这些十二条原则是绿色化学工程技术的基石，也是实现可持续发展的重要指南。
遵循这些原则，将有助于化学工程实践在环境友好、经济可持续和社会责任感的框架下进行。
简述绿色化学的12条原理
简述绿色化学的12条原理
绿色化学是一种环境友好型化学，旨在减少和消除化学物质对环境和人类健康的负面影响。
绿色化学的12条原则如下：
1. 预防：预防污染比治理污染更重要。
2. 原子经济：最大限度地利用原材料和最小化废物。
3. 合成设计：尽可能设计出环境友好型的合成路线。
4. 无毒性：化学物质应该设计为无毒性或低毒性。
5. 低能耗：化学反应应该尽可能地使用低能耗的方法。
6. 可再生材料：使用可再生的原材料和资源。
7. 可降解：化学物质应该可降解为无害的物质。
8. 催化剂：使用催化剂可以减少化学反应的能量消耗。
9. 简化操作：尽可能简化化学反应和操作流程。
10. 安全性：化学反应和产品应该设计为最小化对人类健康和环境的危害。
11. 分析方法：开发环境友好型的分析方法。
12. 实时分析：在化学反应中应用实时分析技术可以提高反应的效率和减少废物产生。
绿色化学十二条原则
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9。催化、催化剂（选择性越高越 好）比化学计量试剂优越。
低温变换催化剂 简 介： 低温变换催化剂适用于 天然气、焦炉气、炼厂气、石脑 油、煤、油田气等不同原料的制 氢、制氨工艺中低含量CO的变 换反映。本催化剂为铜锌铝系催 化剂，采用新的共沉淀工艺技术、 并增加了低变催化剂有效成分铜 的含量，使催化剂单位体积内的 铜含量较高，分散度好，因而有 效铜表面积较大、活性稳定性好， 强度和抗毒性能也得到了有效的 改善 。 本催化剂 已处于国内外 同类产品的领先地位。不仅适用 于轴向变换炉，也适用于轴径向 变换炉。
绿色化学12条原则
1。防止污染优于污染之后再处理。 2。原子经济性。 3。低毒化学合成。 4。安全化学品。
绿 色 化 学 条 原 则
5。安全的溶剂或助剂。 6。能量效率设计。 7。使用可再生原料。 8。减少衍生物。 9。催化，催化剂比化学计量试剂优越。 10。降解设计。 11。防止污染的快速分析。
大气污染危害人类健康
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4。设计安全化学品时，在保持其原 有功效的同时尽量降低其毒性。
染 发 ？ 别 为 美 丽 而 伤 害 自 己
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5。安全的溶剂或助剂，尽量不使用 辅助性物质(如溶剂或分离试剂)，若 不可避免，应使用无毒物质。
生 物 农 药
【产品名称】：1.5%除虫菊素 水乳剂 【含 量】：1.5% 【产品描述】：大田、卫生用 杀虫 Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型 【详细说明】： 本品为纯植物源杀虫剂，具有 广谱、安全、对环境污染小等 特点，可用于有机食品、绿色 食品、出口农产品…
小
12
结
12。本身安全、能防止意外事故的化学。
1。防止污染优于污染后再进行处 理。
绿色化学方法与应用
启示： 启示：可降解性
非生物降解： 非生物降解：不是在微生物作用下化 合物的降解; 合物的降解 生物氧化：在微生物作用下， 生物氧化：在微生物作用下，使化学 键发生断裂，形成新的化学键。 键发生断裂，形成新的化学键。
n HO
Si OH
Si O
+H2O
n
使用功能
分子结构
生物活性
数据库
数据库
整合
3．2
设计安全化学品的方法
一、毒理分析及相关分子设计
1、化学品的毒性
有毒化学品可通过三种途径对人、 有毒化学品可通过三种途径对人、对生命机体 致毒，即接触致毒、生物吸收致毒毒。 有毒性致毒。 接触包括皮肤接触、嘴接触、呼吸系统接触 接触包括皮肤接触、嘴接触、 等。 生物吸收是指生命系统内对有毒化学品吸收 的能力及吸收后在生命系统内的分布。 的能力及吸收后在生命系统内的分布。 物质的固有毒性是指有毒化学物质引起正常 细胞性质改变的属性， 细胞性质改变的属性， 通常由分子的部分结构 引起，这部分结构通常称为“毒性载体” 引起，这部分结构通常称为“毒性载体”。
2．“内部”效应原则 内部”
是指通过分子设计， 是指通过分子设计 ， 增大化学物质的 生物解毒性， 生物解毒性，避免其直接毒性或间接生 物致毒性或生物活化。 物致毒性或生物活化。 增大化学物质的生物解毒性。 ① 增大化学物质的生物解毒性。 避免物质的直接毒性。 ② 避免物质的直接毒性。 ③避免间接生物致毒性或生物活化。 避免间接生物致毒性或生物活化。 间接生物致毒性或生物活化
溶剂的绿色化 无毒无害溶剂
从另一方面看，绿色化学的出现又推动了现代化学面向社 从另一方面看， 会生活的伸展，如下图所示: 会生活的伸展，如下图所示:
绿色化学的十二条原则
Hale Waihona Puke （3）具有“原子经济性”，即反应具有高选择性，极少副产品，甚至实现零排放；（4）产品应是对环境友好的；
（5）满足“物美价廉”的传统标准。
绿色化学技术
不对称催化技术
相转移催化技术
酶催化技术
电化学合成技术
改变化学反应的溶剂
离子液体
超临界流体技术
水溶液反应
溶剂的固定、无溶剂化学反应
9.采用高选择性催化剂：尽量使用选择性高的催化剂，而不是提高反应物的配料比;
10.产物应设计为发挥完作用后可分解为无毒降解产物：设计化学产品时，应考虑当该物质完成自己的功能后，不再滞留于环境中，而可降解为无毒的产品;
11.应进一步发展分析技术对污染物实行在线监测和控制：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;
绿色化学的十二条原则
1.防止污染优于污染治理：防止废物的产生而不是产生后再来处理；
2.提高原子经济性：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.尽量减少化学合成中的有毒原料、产物：只要可能，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.设计安全的化学品：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；
原子利用率=预期产物的分子量×100%
反应物质的原子量总和
原子利用率越高，反应产生的废弃物越少，对环境造成的污染也越少。
超临界二氧化碳
具有无毒，不可燃，价廉等优点，已得到了广泛应用。
溶解能力可通过控制压力来调节，因而有可能提高某些反应的选择性。
具有很好的惰性，以它作为氧化反应的溶剂非常理想。
超临界状态容易达到，设备投资不高。
安徽师大绿色化学02十二条原则要点
H2SO4
1、计量式化学反应情况分析
大多数情况下会产生废弃物
2、催化剂的优越性 ⑴提高反应的选择性 ⑵提高反应速度 ⑶降低能耗 ⑷本身可以反复使用
A + B = C + D ⑴理想状况：
原子利用率和产率＝100%
⑵原子利用率和产率≠ 100%：
存在未反应的原料A或B或副产物D
⑶ A或B为控制性试剂： 存在一种未反应的原料 ⑷外加试剂 ：试剂是废物
1、什么是在线检测
2、在线检测的优越性
⑴ 能随时了解生产情况，以减少
和消除这些物质的产生 ⑵ 可以监测反应进行的程度
3、实验室监测的弊端
序号 时
1
2 3 4
间
06年我国化学品部分事故情况
在浙江省诸暨市境内一辆运输二甲苯罐车侧翻，发生 二甲苯 泄漏事故。
上海化学工园区内巴斯夫化工有限公司发生二氧化氮 二氧化氮 泄漏，约3500人疏散。 湖北省荆州市一私人非法经营店发生氯气泄漏事故。 氯气 哈尔滨松北区松浦镇新光化工厂稀料（苯类和烯烃块 苯类和烯烃块 类有机物）储存罐发生火灾事故。
第四节
绿色化学的任务
重树设计理念 规范设计行为
一、 设计更安全的化学产品
二、 寻找绿色原料和试剂 三、 选择合适的反应条件 四、 设计理想的合成路线
经济效益 环境效应
T、P、反应 介质、催化剂
2.4.1
1、设计理念
功能+安全
例1：塑料可降解性研究
在烯烃聚合物的主链 上引入光敏剂 在烯烃聚合物中添加有 光敏作用的化学助剂
2、设计思路
①对非绿色化学品的再设计 ②设计更安全的化学品
例2：生物农药的研究
理念：调节为主 特点： 专一、高效、低毒或无毒
绿色化学的十二项原则
绿色化学的十二项原则我们相信，可持续发展必须从一开始就着手。
这就是为什么我们采用“绿色化学的12项原则”作为我们研发活动的核心原则。
这些指导原则使我们从一开始就能保持正确的方向，减少创新工作的环境影响，提供能够提高可再生成分含量、减少原材料使用并降低环境影响的新技术。
我们的研发团队努力遵循这12项原则，尽量在我们研发过程的一开始就着眼于减少环境影响，发现突破性的技术。
1.预防 - 尽量不要产生废物，这样就不需要处理废物。
2.原子经济性 - 最终产品应包含加工过程中使用的所有原子。
3.危害性较小的化学合成 - 只要有可能，生产方法应该设计为制造对人体或环境毒性更小的物质。
4.设计更安全的化学品 - 化学产品的设计应确保在实现其功能的同时尽可能减少对人类或环境的危害。
5.更安全的溶剂 - 生产材料时应尽量不要使用溶剂或其他不必要的化学物质。
如果确实需要溶剂，则使用的溶剂不应以任何方式对环境造成危害。
6.能效设计 - 应尽量减少进行反应所需的能源，以减少环境和经济影响。
如果可能，加工过程应在环境温度和压力下进行。
7.使用可再生原料 - 原材料应尽可能可再生。
8.减少衍生物 - 反应过程尽量不要包含太多步骤，因为这意味着需要更多试剂并且会产生更多废物。
9.催化- 催化的反应比未催化的反应更有效。
10.降解设计 - 化学产品使用寿命终结以后应能分解成无毒且不会在环境中残留的物质。
11.旨在防止污染的实时分析 - 需要制定方法，确保有害产品在生产出来之前就被检测到。
12.对事故预防本质上更安全的化学作用 - 化学工艺中所用物质的选择应尽量降低发生化学事故（包括爆炸和火灾）的风险。
绿色化学十二原则
绿色化学十二原则绿色化学是一种注重可持续发展的原则和方法，旨在减少或消除对人类健康和环境的不利影响。
绿色化学的理念可通过十二个原则来概括和指导。
本文将详细介绍这些原则，强调了它们在实现绿色化学目标上的重要性。
第一原则是预防原则，旨在避免产生污染物或废弃物。
倡导使用无害的反应条件和催化剂，从根本上减少有害物质的产生。
第二原则是原子经济学原则，强调合成反应中尽量减少废物产生，提倡高原子效率的方法。
通过选择有效的催化剂、精确控制反应条件和使用合适的溶剂可以实现高原子经济性。
第三原则是可再生原则，鼓励使用可再生资源，并减少对非可再生资源的依赖。
可再生原则可以通过生物质转化、光催化和电催化等方法来实现。
第四原则是催化原则，强调使用催化剂来加速反应，减少能量消耗和反应条件要求。
催化剂能够提供新的反应通道，实现高效绿色合成。
第五原则是设计安全原则，要求在合成设计中考虑产品的毒性和危险性，最大限度地减少对人类和环境的危害。
第六原则是设计能源效率原则，倡导选择低能耗反应条件，如常温反应、微波加热和超声波等。
通过最大限度地提高试剂转化率和选择具有高反应活性的方法，可以实现能源高效。
第七原则是使用可再生溶剂原则，鼓励使用可再生溶剂，如水、超临界二氧化碳和离子液体等，减少对有机溶剂的需求和污染。
第八原则是设计可降解性原则，要求合成出易降解的物质，减少对环境的持久性损害。
这可以通过设计具有生物降解或光降解性质的化合物来实现。
第九原则是使用催化剂提高选择性原则，倡导使用催化剂来实现高选择性反应，最大限度地减少副产物的生成。
第十原则是合理设计催化剂原理，鼓励设计新颖、高效和可再生的催化剂，以提高反应效率和减少废弃物的产生。
第十一原则是利用天然资源原则，强调通过使用可再生天然资源来代替有限的化石能源和化学品。
这包括生物质、太阳能和风能等可再生能源。
第十二原则是促进公众教育原则，要求加强绿色化学知识的普及和培养公众意识，支持可持续发展的发展目标。
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e-
eCB VB
Surface recombination
h+
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7。使用可再生原料。只要技术和经 济上可行，应当使用可再生原料。
利用植物原料加工成油类、脂类或生物塑料
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8。减少衍生物。减少或避免不必要的 衍生步骤(如保护基因的使用，物理/ 化学过程的临时修改），因这些过程 需添加试剂，可能产生废物。
绿色化学12条原则
1。防止污染优于污染之后再处理。 2。原子经济性。 3。低毒化学合成。 4。安全化学品。
绿 色 化 学 条 原 则
5。安全的溶剂或助剂。 6。能量效率设计。 7。使用可再生原料。 8。减少衍生物。 9。催化，催化剂比化学计量试剂优越。 10。降解设计。 11。防止污染的快速分析。
小
12
结
12。本身安全、能防止意外事故的化学。
1。防止污染优于污染后再进行处 理。
防止水污染
白洋淀的水污 染。 含汞量过高造 成鱼大面积死 亡。
返回
2。原子经济性，设计的合成方法应使 工艺过程中使用的所有物质最大限度 地转化到最终产品之中。 CPI工厂
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3。低毒化学合成。设计合成方法时，应 使使用和生产的物质对人类和环境具有 极小毒性或无毒。
大气污染危害人类健康
返回
4。设计安全化学品时，在保持其原 有功效的同时尽量降低其毒性。
染 发 ？ 别 为 美 丽 而 伤 害 自 己
返回
5。安全的溶剂或助剂，尽量不使用 辅助性物质(如溶剂或分离试剂)，若 不可避免，应使用无毒物质。
生 物 农 药
【产品名称】：1.5%除虫菊素 水乳剂 【含 量】：1.5% 【产品描述】：大田、卫生用 杀虫 Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型 【详细说明】： 本品为纯植物源杀虫剂，具有 广谱、安全、对环境污染小等 特点，可用于有机食品、绿色 食品、出口农产品…
返回
催化剂
10。降解设计。设计化学产品时，应 使其功能终止后能分解成可降解的无 毒物质，且不存留于环境之中。
农 药 的 危 害 DDT
返回
11。防止污染的快速分析。要进一步 开发在有毒物质生成之前的快速、在 线监测与控制的分析方法。
未出 生的 婴儿 也面 临污 染。
返回
12。本身安全、能防止意外事故的化 学。化学过程中使用的物质及其形态 应选择使潜在的化学事故降到最小的 那些种类。
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原料绿色化
化学反应绿色化
产品的绿色化
无毒、无害原料 可再生资源为原料
原子经济反应 提高反应选择性
催化剂绿色化 无毒无害催化剂
溶剂的绿色化 无毒无害溶剂
思考与交流
2、如何治理水体污染
Hale Waihona Puke 返回6。能量效率设计。使所需能量降到 最低并考虑其对环境和经济的影响。 如有可能最好是在常温常压下进行。 光催化分解水 的反应机理
e- +h+
Bulk recombination
h+ eh+ e+h+
O2
Reduction
H+ H2
H2 O
Oxidation hν E’＝E＋η hn>1.8eV
合 成 高 分 子 化 合 物
返回
9。催化、催化剂（选择性越高越 好）比化学计量试剂优越。
低温变换催化剂 简 介： 低温变换催化剂适用于 天然气、焦炉气、炼厂气、石脑 油、煤、油田气等不同原料的制 氢、制氨工艺中低含量CO的变 换反映。本催化剂为铜锌铝系催 化剂，采用新的共沉淀工艺技术、 并增加了低变催化剂有效成分铜 的含量，使催化剂单位体积内的 铜含量较高，分散度好，因而有 效铜表面积较大、活性稳定性好， 强度和抗毒性能也得到了有效的 改善 。 本催化剂 已处于国内外 同类产品的领先地位。不仅适用 于轴向变换炉，也适用于轴径向 变换炉。