绿色化学与技术的进展
绿色化学工程技术的发展与应用
绿色化学工程技术的发展与应用随着人们对环境保护意识的不断提高，绿色工程技术被越来越多的人所关注，而绿色化学工程技术作为其中之一，也在逐渐发展和应用。
本文将从绿色化学工程技术的定义、发展及其应用领域进行探讨。
一、绿色化学工程技术的定义绿色化学工程技术是指在化学过程中，尽量减少对环境的危害和影响，并提高产品的环保性能的工程技术。
其基本原则是要在精简过程、减少废弃物、有机溶剂、能源和化学品的使用方面做得更好。
以前，对于绿色工程的定义，重点放在了生产、能源储备、使用、再利用等方面的节能、减少一次性物品、防止污染等方面的方案。
而绿色化学工程技术侧重于化学合成过程中所需的化学物质的量、化学反应产生物质的问题、以及涉及循环、回收、利用废弃物处理和再利用等方面。
绿色化学工程技术是一种综合技术，包括了各种绿色合成方法与合成反应、绿色催化剂、绿色溶剂、绿色分离净化技术、绿色轮廓设计、绿色废物处理及其回收利用等。
二、绿色化学工程技术的发展历程绿色化学工程技术起源于20世纪70年代，是在日益严峻的能源和环境保护首要问题的推动下出现的。
20世纪80年代，随着北欧国家对危险废弃物进口的禁令，使得绿色化学工程技术受到了更多的关注和重视，同时也加速了其发展和应用。
从1980年代开始，日本的化学技术、生产和能源紧缺状况变得更加严重，这使得绿色化学工程技术成为了该国产业界的一个特别关心的话题。
1988年，东京大学教授K. Ishihara分别提出了环保和可持续发展的新概念，这奠定了绿色化学工程技术发展的基础。
之后，冷媒替换、可再生资源、微生物技术、循环经济和可持续的生产技术逐渐成为绿色化学工程技术的重要领域。
2003年，欧盟宣布了《欧盟生物经济行动计划》，并规定“化学工业将成为一个循环经济中的重要部分，支持可再生资源的生产。
”这也预示着绿色化学工程技术将进入一个全新的发展阶段。
三、绿色化学工程技术的应用领域1. 绿色合成方法与合成反应绿色化学工程技术重视耗能量低的新型合成方法的开发，在绿色化学中开发出了许多绿色合成方法，比如使用可再生材料如生物大分子，可再生资源的合成方法，微生物合成方法和”不需溶剂的反应”等。
绿色化学合成技术的研究现状和趋势
绿色化学合成技术的研究现状和趋势随着环保意识的增强和可持续发展理念的兴起, 绿色化学合成技术正在成为一种重要的趋势。
绿色化学合成技术是指利用环保友好的策略、方法和反应体系，从而减少对环境的污染和资源的浪费的一种合成方法。
目前, 绿色化学合成技术已经成为化学工业研究领域中的热点和难点之一。
一、绿色合成的优点相比传统的化学合成方法，绿色合成具有诸多优点。
首先，它能够最大限度地减少或消除有害的化学物质的产生。
其次，绿色合成往往需要用到的原材料或中间体都是天然或可再生的，从而减少了对不可再生资源的依赖。
此外，绿色合成依靠绿色催化剂，不仅减少了作为催化剂的量，还大大提高了催化剂的选择性和活性，从而使得反应的效率更高。
最后值得一提的是，绿色合成还能降低反应的温度和压力，从而节省了能源。
二、几种绿色合成方法1. 生物合成法生物合成法是指利用生物酶催化某些物质在一定条件下发生反应，使分子发生结构上的变化，最终合成出有用的化合物。
该方法具有反应效率高、催化剂选择性好、温度和压力低等特点。
因此，被广泛应用于化工、医药、环保、食品等行业。
2. 催化剂合成法催化剂合成法是指利用绿色化学技术制备出无毒、高效催化剂，从而达到绿色化学合成的目的。
催化剂可分为无机催化剂和有机催化剂两类。
该方法具有催化剂成分易得、反应条件温和、对环境无害等优点。
3. 超声波合成法超声波合成法是指利用高能密度的超声波波的作用，使合成反应更为迅速而效率更高。
该方法具有反应速度快、催化剂选择性好等特点，可被广泛应用于多种化学反应中。
三、绿色合成的发展趋势随着社会对绿色化学技术的需求不断增大，绿色合成技术的发展也处于一个蓬勃发展的阶段。
未来，有几个发展趋势值得重点关注：1. 绿色合成方法将更加多样化目前，生物法、催化剂法、超声波法等绿色化学合成方法已被广泛应用于实践中，但是仍存在着不足之处。
因此，未来应该加强不同绿色合成方法的深入研究和探索，进一步发掘其合成方法和优势，进行补充和完善。
绿色化学合成技术的最新进展
绿色化学合成技术的最新进展绿色化学合成技术，又称为可持续化学合成技术，是一种注重环保和可持续性的化学合成方式。
随着环保意识的增强和人们对健康、环境和经济效益的重视，绿色化学合成技术正受到越来越多的关注。
因此，该技术在全球范围内得到不断发展和推广，其最新进展亦备受瞩目。
一、绿色溶剂的研究在传统的化学合成过程中，有机溶剂的使用占据了很大的比例，这样不仅造成了资源的浪费和环境的污染，而且如甲苯、二甲苯等传统有机溶剂还对健康构成潜在的风险。
为此，绿色化学合成技术在研究上开始注重绿色溶剂的研究，例如一些可回收或可生物降解的溶剂，如离子液体、超临界流体、水、反渗透水等。
这些绿色溶剂大多具有高效性、环保性以及良好的可再生性，有望取代传统有机溶剂，实现绿色合成。
二、催化剂的发展催化剂是化学合成的重要载体。
合理选择催化剂可以提高反应的效率，并降低合成过程中的副反应产物和废弃物，从而实现绿色合成的目的。
因此，绿色化学合成技术在催化剂研究中至关重要。
近年来，很多新型、高效、环保的催化剂正在被研发，如复合催化剂、纳米催化剂、生物催化剂等。
这些催化剂具有更高的催化效率、更低的副反应产物和毒性，因而更符合绿色合成的要求。
三、共价有机框架材料共价有机框架材料，是一种由有机小分子在一定条件下形成的微孔结构材料。
其微孔结构的大小和形状可以根据研究人员所需要的应用和设计进行调整，因此具有很大的潜力用于分离和催化等领域。
共价有机框架材料具有环保性、结构可控性、催化性能等优势，已被广泛研究应用于催化反应、气体吸附、分子存储等领域，并已取得了显著的进展。
四、可再生资源的应用传统合成化学过程中需要用到大量的非可再生化石能源，而绿色化学合成技术则更注重利用可再生资源。
例如利用生物质组分制备乙酸乙酯，在实现绿色化的基础上，还能降低生物质的浪费和对化石燃料的依赖，更具有可持续性。
近年来，半纤维素、纤维素等可再生资源在绿色化学合成技术中的应用也逐渐成熟。
国内外绿色化学反应研究与发展现状分析
国内外绿色化学反应研究与发展现状分析化学反应是一切化学过程的基础，而绿色化学反应则成为了未来化学发展的趋势。
绿色化学反应是一种注重环境友好，资源节约的化学反应方式，它将环境、经济和社会可持续发展作为考虑因素，寻求创造更加环保的化学合成方法。
本文将通过对国内外绿色化学反应研究与发展现状的分析，探讨绿色化学反应的发展趋势及其挑战。
一、国内外绿色化学反应的概述近年来，绿色化学反应在国内外开始得到广泛关注和研究。
在绿色化学反应中，环境的友好和安全性是一个十分重要的方面。
而在实践中，绿色化学反应主要表现在以下几个方面:1. 避免使用有害易制造、易爆、有毒品种的溶剂和催化剂，而借助可再生溶剂、水或水溶液、可回收催化剂等非有害的介质实现反应。
2. 设计新型的反应合成方法，将反应物链的键和催化剂融入到反应中，使反应时间和能源消耗，以及废物和副产物的产生不断减少。
3. 回收和再利用化合物的残余部分，防止环境的污染。
通过对绿色化学反应的几个方面进行理解，便可看出绿色化学反应对于环保和经济可持续发展的贡献，已得到社会和科学界广泛的关注。
二、国内外绿色化学反应的研究与发展现状绿色化学反应是未来化学发展的趋势之一，同时也是一个全球性的课题。
许多国家和地区已经开始投入大量精力进行绿色化学反应的研究，并在此领域中取得了一些成果。
下面分国内与国外两个方面来分析绿色化学反应的研究与发展现状。
1. 国内绿色化学反应的研究与发展现状(a) 海外绿色化学反应研究的借鉴作为一个新兴领域，国内绿色化学反应在很大程度上是借鉴海外的经验和成果。
在这方面，先进的技术和理论受到国内许多科研人员的关注和研究。
比如，上海交通大学高峰教授团队开发出金属催化剂的功能化改性研究；中国科学院广州地球化学研究所毛佳人教授团队研究了精确催化合成方法；中国科学院长春应用化学研究所刘文清教授团队探索了化学催化剂靶向设计的方法等等，这些成果为国内绿色化学反应的研究提供了机会和方向。
绿色化工技术的进展与应用
绿色化工技术的进展与应用化工行业是现代工业生产中不可或缺的重要组成部分，但是长时间以来，由于传统的化学工艺的生产方式，化工行业排放的废气、废水、废渣等对环境造成了巨大的污染。
随着人们对环境保护和可持续发展意识的日益增强，绿色化工技术逐渐发展和应用。
绿色化工技术是指采用绿色化学合成方法、高效的节能技术和先进的资源利用方式，通过绿色化工过程得到产品，同时减少环境污染和资源消耗的过程。
这种技术在制造过程中减小了能源消耗和化学物质使用，消耗更少的水和化学品，减少废弃物产生和排放，从而实现可持续发展的目标。
绿色化工技术进一步发展，已成为各行各业制定可持续发展计划的重要方向。
一、绿色催化技术催化技术是一种绿色经济发展过程中不可或缺的技术。
它能够实现高效、经济、低毒、低能源等绿色化生产过程。
绿色催化技术是指采用绿色化手段制备的环保型催化剂和高效催化体系，通过催化反应将一些工业污染物或空气中的有害气体进行氧化还原等反应，从而清洁大气或水体，改善环境。
二、绿色合成技术绿色合成技术是一种生产产品时以环保、低毒、低能耗、低废弃为特点的制造方式。
将危险的有机物和助剂实现能源转化或资源回收，减少无效物质产生，降低污染和资源消耗。
绿色化工合成技术从原材料的选取、加工到生产过程，均以绿色合成化学反应为核心。
同时，该技术还采用环保型溶剂和绿色化学合成剂，减少污染物排放和有害物质的使用，提高产品安全标准，降低生产成本。
三、绿色纳米技术绿色纳米技术是指采用绿色化学手段制备的纳米材料，使用环境友好的生产工艺加工制成的一种新型绿色材料。
这种技术对环境污染的减少效果显著。
绿色纳米技术的应用领域十分广泛，主要应用于燃料电池、污水处理、无机材料等领域，包括纳米吸附材料、纳米氧化还原催化剂、纳米二氧化钛等。
纳米技术在化工工业的应用已经成为行业主流，未来绿色纳米技术的应用前景也将愈加广泛。
它能够充分解决环境污染和能源消耗等难题，促进全球绿色经济的发展。
绿色化学技术的发展和应用
绿色化学技术的发展和应用绿色化学技术是指在化学生产、合成等过程中，综合考虑生态环境、资源利用、毒性和废弃物等问题，寻求最优环保化学方案。
随着环境保护的重要性增加，绿色化学技术的发展和应用受到越来越多的关注。
本文将从以下几个方面介绍绿色化学技术的发展和应用。
一、绿色化学技术的发展历程绿色化学技术的发展历程可以追溯到20世纪70年代，当时人们开始提倡“环保合成化学”，即在生产中尽可能减少有害物质的使用，从而减少对环境的污染和对人类健康的危害。
1986年，美国化学家保罗•安达森提出了“绿色化学”概念，即要从根本上逐步实现可持续发展，使化学品生产和利用过程中的环境和社会影响最小化。
从此，绿色化学理念开始逐渐流行，并得到多个国家和地区的支持和推广。
随着绿色化学理念的普及，绿色化学技术在短短几十年间取得了巨大的发展。
越来越多的研究人员开始探索环保合成化学的新方法和新技术，将绿色化学理念逐步引入现代化学研究和工业生产领域中。
绿色化学技术的快速发展不仅有助于改善环境质量，还能提高工业生产效率和产品质量，为人类社会的可持续发展作出重要贡献。
二、绿色化学技术的主要内容绿色化学技术的主要内容包括以下方面：1.使用可再生资源和生物可降解化合物绿色化学技术鼓励使用可再生资源，如植物、纤维素、淀粉等，在化学合成过程中尽可能减少有害物质的使用。
同时，绿色化学技术可以利用生物可降解化合物来降解污染物，从而减少对环境的污染和对生态系统的破坏。
2.采用低毒性和无毒性反应剂和催化剂绿色化学技术主张采用低毒性和无毒性反应剂和催化剂，比如使用酶类、天然高分子等代替有毒的有机试剂和催化剂，从而减少污染物的产生，保护环境和人类健康。
3.使用高效催化剂和反应条件绿色化学技术注重使用高效催化剂和反应条件，减少废物产生和能源消耗，提高产率和反应速率。
这既有助于提高生产效率，也有助于节约能源和减少污染。
4.开发高效分离技术和资源回收技术绿色化学技术在生产过程中，采用高效分离技术和资源回收技术，对废弃物和有用物质进行有效分离和回收，减少废物排放，实现资源最大化利用。
绿色化学技术的发展和应用前景
绿色化学技术的发展和应用前景随着全球环境问题日益严峻，绿色化学技术的发展和应用前景备受瞩目。
绿色化学技术以降低对环境的污染、减少对有害物质的使用为目标，从而为可持续发展提供关键支持。
本文将探讨绿色化学技术的发展趋势、应用领域和对可持续发展的影响。
一、绿色化学技术的发展趋势绿色化学技术的发展呈现出以下几个趋势。
首先，绿色合成方法的发展逐渐取代传统的高能耗和高污染的合成方法。
例如，采用催化剂替代传统的反应条件，能够提高反应效率、降低能耗和减少废物产生。
其次，从可再生资源中提取原料，如利用生物质替代石化原料，不仅可以降低对化石能源的依赖，还能减少温室气体排放。
此外，绿色化学技术倡导循环利用和废物转化，将废弃物转化为有用的产品，减少资源浪费和环境污染。
二、绿色化学技术的应用领域绿色化学技术在各个领域都有着广泛的应用。
在农业领域，绿色化学技术可以提高农作物的肥料利用率和农药的效果，减少对土壤和水质的污染，实现农业的可持续发展。
在能源领域，绿色化学技术可以帮助开发高效的能源转换和储存技术，如太阳能电池和可再生能源储存系统，降低对化石燃料的依赖，推动清洁能源的发展。
在化工领域，绿色化学技术可以设计和生产更环保的塑料、涂料、溶剂等化学品，减少对环境和人体的危害，保护生态环境。
此外，绿色化学技术还可以应用于废水处理、环境监测、药物研发等多个领域，推动可持续发展的进程。
三、绿色化学技术对可持续发展的影响绿色化学技术作为可持续发展的重要支持，对经济、环境和社会带来深远影响。
首先，绿色化学技术的发展促进了经济的繁荣。
传统化学产业往往伴随着高能耗和高污染，而绿色化学技术的兴起总能提供更为环保和高效的解决方案。
例如，绿色合成法带来的节约成本和减少废物的产生可以提高企业的竞争力和盈利能力。
其次，绿色化学技术有助于改善环境质量。
通过减少有害物质的使用和污染物的排放，绿色化学技术可以降低区域和全球的环境负荷，改善大气、水体和土壤的质量，保护生物多样性。
绿色化学技术的应用与发展趋势展望
绿色化学技术的应用与发展趋势展望随着生态环境的日益受到关注和人们对可持续发展理念的认同，绿色化学技术正在成为化工行业的研究和应用热点。
绿色化学技术是指采用环保的、可持续的方法，开发和生产无毒、无害、高效的化学产品。
本文将从绿色化学技术的应用案例、发展趋势以及技术路线等方面探讨其在未来的发展方向。
一、绿色化学技术的应用案例（一）替代有毒、危险物质绿色化学技术的重要应用之一就是为化学品替代有毒、危险物质，例如替代甲醛和苯酚等有害物质。
在这方面，我们可以看到一些典型案例。
比如，丙烯酸酯类凝胶就是一种优秀的替代甲醛粘合剂的产品。
该凝胶无毒、无刺激性，完全达到环境友好标准。
在制备过程中，还通过生物技术手段开发了一种生物质材料，进一步降低了环境污染的风险。
（二）设计可降解的材料在可持续发展的理念下，设计可降解的材料是绿色化学技术最为重要的应用领域之一。
例如，生物降解瓶、可生物降解的纳米薄膜材料等就是绿色化学技术的代表应用。
生物降解瓶是指采用生物分解的方法生产的瓶原料，具有卓越的可降解性、可生物降解性和可循环利用性。
这种瓶材的设计不仅可以有效减轻废弃物对环境的破坏，而且能够为可持续发展理念的实现做出积极贡献。
二、绿色化学技术的发展趋势（一）应用范围蓬勃发展随着环境保护和可持续发展理念的广泛普及，绿色化学技术的发展呈现了强劲的势头。
未来，绿色化学技术将在新能源、新材料、环境保护等领域持续发力，形成更为广泛的绿色应用。
（二）创新驱动的飞跃发展绿色化学技术的另一个发展趋势就是从“经验驱动”到“创新驱动”的飞跃。
这表现为新技术的广泛应用、新材料的研制、废弃物的转化利用等方面。
未来，随着更多的新方法和新技术的投入和应用，绿色化学技术将更好地实现从源头到终端的全生命周期管理。
三、绿色化学技术的技术路线（一）催化技术的发展绿色化学技术的发展需要靠一些高效的催化技术，这对促进原料利用效率和产品质量的优化非常有帮助。
在未来，催化技术将继续成为绿色化学技术最为关键的技术路线之一。
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1990年，美国通过了一项“防止污染行动”的法令。
1991年后，绿色化学由美国化学会（ACS）提出并成为美国国 家环保局（EPA）的中心口号。
1995年，美国前总统克林顿设立了“总统绿色化学挑战奖”，
从 1996年开始在华盛顿国家科学院每年颁发一次，这是化 学领域唯一的总统级科学奖。
1999年，世界上第一本《绿色化学》杂志诞生。
+
CH3 CH CH2 Cl OH
+
Ca(OH)2
石灰
O 2 CH3 CH CH2
2 + 2H2O + CaCl 废渣 污水
绿色工艺—钛硅分子筛催化：原子经济性=76%
3
各国政府推动绿色化学的措施
★ 美国
1990年美国颁布了《污染防治条例》， 将 污染的防治定为国策 1996年设定“总统绿色化学挑战奖”
★ 日本
制订“21世纪重建绿色地球”的新阳光计划， 设立“为地球创新技术的研究院”
★ 欧盟各国
德国 1991年制订“为环境而研究的计划” 英国 2000年设立“Jerwood Salters环境奖” 荷兰 制订“清洁生产手册” 4
15
(二)大宗有机化工产品的第二 代绿色生产技术正在开发
Байду номын сангаас
烃类氧化的“原子经济”反应正在 改进 替代剧毒光气等原料的绿色技术， 研究降低成本 开发新一代苯与烯烃烷基化无毒无 害固体酸催化剂
16
烃类氧化的“原子经济” 反应正在改进
20世纪80年代发明钛硅分子筛作 为催化剂 采用H2O2为氧化剂 实现下列“原子经济”反应
9
绿色化学的12条原则
7、只要技术上和经济上可行，使用的原材料应是能再生的；
8、应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、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、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、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； 12、化学过程中使用的物质或物质的形态，应考虑尽量减少实 验事故的潜在危险，如气体释放、爆炸和着火等。
11
(一)大力开发医药等精细化工产品 “原 子经济”反应，力争实现废物“零排放”
Barry Trost：原子经济性(Atom Economy)概念
产物
废物或副产物
A＋B
C＋D
A＋B
C＋
废物 为零
12
不同工业部门生产中的废物排放量
工业部门 炼油 每吨产品排放的废物（吨/吨） ~0.1
大宗化学品
精细化工 制药
10
内容简介
☆ 大力开发医药等精细化工产品的 “原子经济”反 应， 力争实现废物“零排放” ☆ 大宗有机化工品的第二代绿色生产技术正在开发 ☆ 超临界CO2代替有毒、有害溶剂正在推广应用 ☆ 利用可再生资源生产大宗有机化工产品方兴未艾 ☆ 工农结合, 生产超清洁生物柴油 ☆ 永恒的主题——设计、生产和使用环境友好产品 ☆ 回收废塑料、纤维等材料，走上“闭路循环”之 路
6
绿色化学的兴起
– 环境保护的推动 – 合理利用资源 – 降低成本
• 环境监测费用 • 废物处理费用 • 人身保健费用 • 社区安全保险费用等
7
绿色化学的主要内容
无 无 环 无 原 毒 毒 境 毒 子 无 无 友 无 经
8
绿色化学的12条原则
1、防止废物的产生而不是产生后再来处理； 2、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、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、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、能量消耗越小越好，应能为环境和经济方面的考虑所 接受；
绿色化学与技术 的新进展
1
环境治理的历史回顾
★ 20世纪40~50年代 —— 稀释废物 ★ 20世纪60~70年代 —— 废物后处理 ★ 20世纪90年代 —— 从源头消除污染源
2
绿色化学(Green Chemistry)
——环境无害化学 ——环境友好化学 ——清洁化学
★ 从源头消除污染的途径
★ 新设计化学合成方法和化工产 品来根除污染源
2000年，美国化学会出版了第一本绿色化学教科书。
5
★ 中国
制订了“科教兴国”和可持续发展策略，并 于1993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
1~5
5~20 25~100
制药、精细化工——更需开发原子经济反应
13
Baeyer-Villiger反应 ——用于生产医药、塑料添加剂
传统工艺
O O O O O Cl
O
+
+
Cl
O O OH
OH O
O O
O
OH
Cl
+ +
Cl
OH
3-氯过苯甲酸氧化剂，原子经济性42%，产生3-氯苯甲酸废 物
绿色工艺 O
丙烯环氧化制环氧丙烷 环己酮氨氧化制环己酮肟 苯酚氧化制对苯二酚
17
丙烯环氧化制环氧丙烷
传统工艺—氯醇法：原子经济性=31%
2CH3 CH CH2 2HOCl + 次氯酸 CH3 CH CH2 OH Cl
1- 氯丙醇
+
CH3 CH CH2 Cl OH
2- 氯丙醇
CH3 CH CH2 OH Cl
+ H2O2
锡/沸石
O O + H2O
负载锡的沸石催化剂，过氧化氢氧化剂，原子经济性86%， 副产物只有水 14
医药、农药、功能化学品的研究
——绿色化学最活跃的前沿领域 • 大力研究原子经济反应和手性合成 等 • 医药、农药等产品要引进多种官能 团和调整化学结构，生产往往经过 多步反应，需要配套开发技术，才 能推向工业化