4 无毒无害的绿色催化剂
绿色催化剂在有机合成中的应用
绿色催化剂在有机合成中的应用在当今的化学领域，绿色化学的理念日益深入人心，旨在减少或消除化学过程中对环境的负面影响。
其中，绿色催化剂在有机合成中的应用成为了研究的热点和重点。
绿色催化剂以其高效、环保、选择性好等优点，为有机合成带来了新的机遇和挑战。
绿色催化剂的定义与特点绿色催化剂，顾名思义，是指在化学反应中能够促进反应进行，同时又具有环境友好、可持续性等特点的催化剂。
与传统催化剂相比，绿色催化剂具有诸多显著的特点。
首先，绿色催化剂通常具有高选择性。
这意味着它们能够精准地引导反应朝着特定的方向进行，从而减少副反应的发生，提高目标产物的产率和纯度。
其次，绿色催化剂在反应条件上往往更加温和。
它们能够在较低的温度和压力下发挥作用，降低能源消耗，减少设备要求和操作成本。
再者，绿色催化剂具有良好的可重复性和稳定性。
这使得它们可以多次使用，降低了催化剂的成本，同时也减少了废弃物的产生。
绿色催化剂的种类目前，在有机合成中常见的绿色催化剂主要包括以下几类：酶催化剂酶作为生物体内的天然催化剂，具有极高的催化效率和选择性。
它们在温和的条件下就能催化复杂的化学反应，例如水解反应、氧化还原反应等。
酶催化剂的优点在于其特异性强，能够针对特定的底物进行反应，而且反应过程通常对环境无害。
然而，酶的稳定性较差，容易受到温度、pH 值等环境因素的影响，限制了其在工业生产中的广泛应用。
金属有机框架（MOFs）催化剂MOFs 是由金属离子或金属簇与有机配体通过配位键自组装形成的具有多孔结构的材料。
它们具有高比表面积、可调的孔径和丰富的活性位点，在催化领域展现出了巨大的潜力。
MOFs 可以通过合理设计其结构和组成，实现对特定反应的高效催化。
例如，在加氢反应、光催化反应等方面都有出色的表现。
纳米催化剂纳米材料由于其独特的尺寸效应和表面特性，在催化领域也备受关注。
纳米催化剂具有较大的比表面积和丰富的活性位点，能够显著提高催化反应的速率。
常见的纳米催化剂包括纳米金、纳米钯等。
绿色催化剂的合成和应用
绿色催化剂的合成和应用催化剂是一种在化学反应中起催化作用的物质。
催化反应具有多种优越性能，例如升高反应速率、提高选择性、降低能耗和减少反应废物等。
毒性较小和生产成本较低的催化剂对绿色化学的实现非常重要。
在本文中，我们将介绍绿色催化剂的合成和应用。
1. 绿色催化剂的合成绿色催化剂具有环境友好、高效能和低成本等优点，因此在现代有机合成中的应用越来越广泛。
以下是绿色催化剂的合成方法：1.1 离子液体催化剂离子液体催化剂是一种具有独特结构和性质的绿色催化剂，其熔点低、易于制备、可回收利用、生产成本低，并且无毒害。
其合成方法为使用有机阳离子和无机或有机阴离子的结合体，通过改变其化学结构、取代基和离子对的选择，调节离子液体的性质和特点，从而产生不同的催化作用。
1.2 生物质基催化剂生物质基催化剂是利用从生物质中提取的可再生资源，结合化学、物理和生物技术进行改性和调节而得到的一类催化剂。
利用生物质作为催化剂原料，可以避免传统催化剂生产中可能产生的有毒废物和对环境的负面影响。
1.3 金属有机框架催化剂金属有机框架催化剂是一种由金属离子和有机化合物连接而成的三维网络结构材料，具有平台化的属性、良好的稳定性和可调性。
金属有机框架催化剂因具有大的孔径、优异的化学稳定性和可调的表面化学功能而成为绿色催化剂的有力代表。
2. 绿色催化剂的应用绿色催化剂广泛应用于无机化学、高分子化学、有机合成、材料科学和环境保护等诸多领域。
在这些领域，绿色催化剂主要体现在以下方面：2.1 网格催化反应网格催化反应被广泛应用于脱氢、氧化、肼和伯胺的合成等反应，其特点是具有高催化活性、高分离性和可回收利用的特点。
金属有机框架催化剂尤其适用于网格催化反应，其独特的孔道结构和表面化学性质可实现高效的催化效率。
2.2 致密相反应致密相反应是一种在搅拌和气动条件下进行的均相催化反应。
相对传统的液相反应，致密相反应具有搅拌均匀的优点，大大加快反应速率，提高了反应效率。
绿色催化剂的研究与应用
绿色催化剂的研究与应用催化剂是一种能够提高反应速率的物质，广泛应用于化学工业中。
然而，传统的催化剂通常含有有害或有毒物质，对环境和人体健康造成潜在风险。
为了解决这一问题，研究人员开始关注绿色催化剂的开发与应用。
本文将探讨绿色催化剂的研究进展以及在实际应用中的潜力。
1. 绿色催化剂的概念与特点绿色催化剂是指在其合成、制备和应用过程中对环境无毒无害，能够提供高催化效能的催化剂。
其特点包括：- 环境友好：绿色催化剂使用无害、可再生、可回收的原料，并通过低能消耗的合成方法制备。
- 高效催化：绿色催化剂具有优良的催化活性和选择性，可以在温和的条件下实现高产率的化学反应。
- 安全可控：绿色催化剂的制备和应用过程无毒无害，对工作人员和环境无危害。
2. 绿色催化剂的研究方法与进展为了开发绿色催化剂，研究人员采用了多种方法和策略。
其中包括：- 生物催化剂：通过利用酶或细胞等天然催化剂，实现对生物质转化和有机合成的高效催化。
- 可持续催化剂：采用可再生资源制备催化剂，如利用纳米材料或矿物催化剂进行氧化反应。
- 金属有机框架催化剂：通过合成具有可调控孔隙结构和催化活性的金属有机框架，实现高效催化反应。
近年来，绿色催化剂的研究取得了许多重要进展。
例如，研究人员发现了以贵金属为基础的新型催化剂，在氢化反应和脱羰化反应中表现出优异的催化活性。
此外，利用纳米微球催化剂进行有机催化合成，不仅可以提高催化效能，而且还可以实现催化剂的可回收利用。
3. 绿色催化剂在实际应用中的潜力绿色催化剂的研究为实现可持续发展提供了重要的支持。
其在实际应用中具有广阔的潜力，包括：- 化学工业：绿色催化剂的应用可以提高化学工业的能源利用率和产物收率，减少废弃物和有害物质的排放。
- 能源领域：通过绿色催化剂的开发，可以实现高效催化制氢和二氧化碳转化等关键能源技术的可持续发展。
- 环境保护：绿色催化剂可以用于重金属污染物的降解和废水处理等环境保护领域，对改善环境污染问题具有重要意义。
绿色催化剂在有机合成中的应用探究
绿色催化剂在有机合成中的应用探究随着社会的发展和环境保护的日益重视，绿色化学成为了有机合成领域的研究热点之一。
在有机合成中，催化剂起着至关重要的作用。
然而，传统的催化剂往往存在高毒性、废弃物产生多等问题。
为了解决这些问题，绿色催化剂应运而生。
本文将重点探究绿色催化剂在有机合成中的应用，并评价其优点与挑战。
一、绿色催化剂的定义和特点绿色催化剂是指在有机合成过程中，能够高效催化反应，但又对环境友好、无环境危害，并能实现资源的高效利用的催化剂。
与传统催化剂相比，绿色催化剂具有以下特点：1.1 低毒性：绿色催化剂通常是通过天然有机物或无机物制备而成，较少使用有毒金属或酸碱等物质，因此对环境和人体健康的危害较小。
1.2 高效催化：绿色催化剂能够在较温和的条件下实现催化反应，提高反应速率和选择性，减少能源和废物的产生。
1.3 循环利用：绿色催化剂通常能够循环使用，并具有较好的稳定性和寿命，大大减少废物的产生和处理成本。
二、绿色催化剂的种类及应用在有机合成中，绿色催化剂可以分为生物催化剂、金属有机催化剂和无机催化剂等多种类型，下面将就其中几种常见的绿色催化剂进行探究。
2.1 酶催化剂酶是一类天然的生物催化剂，在有机合成中具有广泛的应用。
酶催化剂具有较高的催化活性和选择性，并且对温度和pH值的适应性较强。
例如，利用酶催化剂可以有效催化酯化、醇化等反应，实现高产率和高纯度的产物。
2.2 金属有机催化剂金属有机催化剂广泛应用于有机合成中的还原、氧化、偶联等反应。
与传统金属催化剂相比，金属有机催化剂通常具有更高的催化活性和选择性，同时还可以通过调控配体结构和反应条件来实现对反应过程的调控。
2.3 纳米催化剂纳米催化剂是指粒子尺寸在1-100纳米之间的催化剂。
由于其特殊的物理、化学性质，纳米催化剂在有机合成中展示出了出色的催化效果。
纳米催化剂通常具有较大的比表面积和表面活性位点，使其催化活性和选择性大幅提高。
三、绿色催化剂的优点绿色催化剂在有机合成中具有许多优点，下面将重点阐述其优点：3.1 环境友好绿色催化剂减少了有机合成过程中对环境的负面影响，降低了废弃物的生成和排放，减少了一系列有害物质的释放，保护了生态系统的平衡。
绿色化学的化学小知识
绿色化学的化学小知识绿色化学是指在化学合成和化学过程中，通过最大程度地减少化学污染和消除对环境和人类健康的危害，以及优化工业化学制程中资源利用效率的目标。
看似简单直接，实际上绿色化学是一门涉及多学科的综合性领域，需要我们在化学的基础上融合物理、生物、工程等学科的知识，来推动工业化学领域的可持续发展。
本文主要目的是介绍绿色化学的相关知识，并重点阐述如何在化学实验中应用这些知识来达到绿色化学的目的。
1. 绿色溶剂绿色溶剂是指对环境的影响较小的溶剂，它不仅对环境友好，而且可以在可持续的范围内进行再生和回收利用。
常见的绿色溶剂有：- 水：水是最常见的绿色溶剂，它无毒、无味、廉价、易得、易处理和易回收。
在化学实验中，水可以作为催化剂、反应物和溶剂等多种用途。
- 可生物降解性有机溶剂：比如环己烷、乙酸乙酯、甲醇等。
- 离子液体：离子液体具有较低的蒸汽压力、高的热稳定性、高的离子传导性、极佳的溶解性以及无毒的特点，在某些情况下，可以替代传统有机溶剂。
2. 绿色催化剂绿色催化剂在催化反应中使用，其优点是反应速率较快、化学选择性高、反应条件温和、生成少量或无废物。
催化剂本身不参与反应，也能进行循环使用，减少了废弃物的产生，因此是绿色化学中走向可持续的重要手段。
常见的绿色催化剂有：- 生物酶催化剂- 离子交换树脂催化剂- 针对特定反应的金属催化剂等3. 绿色反应条件绿色反应条件是指在保证反应产物质量的情况下，尽可能降低反应条件的压力、温度和反应时间等因素，从而减少废物的产生。
这些因素还影响到反应速率和选择性，因此在实际应用中需要根据反应体系进行调整。
4. 绿色合成绿色合成是指在减少环境和健康危害的前提下，利用可持续的资源来合成化学物质。
绿色合成的目标是节约能源、降低废物产生、提高反应体系的可持续性。
它需要考虑以下重点领域的知识：- 选择合成方法和反应条件。
从理论上来说，尽量选择合成过程中产生少量废弃物的方法和反应条件。
绿色催化剂的研究和应用
绿色催化剂的研究和应用绿色催化剂是近年来催化化学领域的研究热点之一。
随着全球环境问题的日益严峻，绿色化学理念越来越广泛地应用于化学合成过程中，绿色催化剂作为绿色化学的重要组成部分，呈现出越来越广阔的应用前景。
一、绿色催化剂的概念和特点绿色催化剂是指那些对环境友好、耗能低、催化活性高、易于制备、有机、无机和生物多样的催化剂。
与传统催化剂相比，绿色催化剂具有以下特点：1、环境友好：绿色催化剂可以在温和的条件下，实现高效的催化反应，降低催化剂酸度、毒性和生成的垃圾等有害物质对环境的影响。
2、高效能：绿色催化剂具有高效的催化活性和选择性，加速催化反应的速度，提高产物得率，并降低反应的副产物以及有害中间体的产生。
3、易于制备：绿色催化剂的制备方法简单，不需要复杂的步骤，且催化剂可以有效地被再生和循环使用，从而减少催化剂的浪费，保护资源和环境。
4、多功能性：绿色催化剂不仅具有催化效果，还可以起到分子识别、逆转催化和金属离子探测等作用，并且可以根据不同催化体系的需要而被设计为具有不同的功能。
二、绿色催化剂的应用绿色催化剂可以应用于有机合成、无机合成、环保工业、能源领域等许多领域，以下列举其中几种应用方式：1、有机合成领域绿色催化剂在有机合成领域中的应用具有广泛的应用前景，可用于不同化学反应的催化剂、解析、氧化和加氢反应，反应时间短，产率高，催化效果显著。
就催化剂本身而言，绿色催化剂通常采用温和的条件进行合成，具有易于制备、高效、环境友好的特点。
例如，杂多酸基绿色催化剂是近年来催化化学领域中的一大研究热点，具有高催化活性和高质子迁移能力。
另外，不同类型的绿色催化剂，如Mn（Ⅲ）和Co（Ⅱ）络合物，单质硼，酚络合物等，也呈现出利于大规模应用的性质，促进了有机合成领域的发展。
2、无机合成领域绿色催化剂在无机合成领域中的应用范围也非常广泛，在催化剂的制备、纳米材料的制备、氧化还原、金属腐蚀等许多方面展现出独特的催化效果。
绿色催化剂的应用及发展
绿色催化剂的应用及发展摘要：绿色催化剂是一类环保型催化剂，利用其能高效催化的特性，提高酸碱催化反应的活性和选择性，同时可以降低能源消耗和减少污染物的排放。
本文介绍了绿色催化剂的种类、应用领域和未来发展趋势。
关键词：绿色催化剂、环保型、催化反应、能源消耗、污染物排放正文：绿色催化剂作为一种环保型催化剂，已经在许多领域得到广泛应用。
它主要通过优化原有催化剂体系，降低反应催化活性的副产物，提高反应的选择性和效率，从而实现绿色化催化反应。
绿色催化剂的种类主要有四种：金属催化剂、米维催化剂、生物质催化剂和非金属复合催化剂。
其中，金属催化剂常见的有铜催化剂、铝催化剂和镍催化剂等；米维催化剂则包括锆米维催化剂和钨米维催化剂等。
生物质催化剂则是指利用生物质转化而成的催化剂，如蛋白质和酶等。
非金属复合催化剂则包括氧化铝催化剂、硅微球催化剂和石墨烯催化剂等。
绿色催化剂的应用领域包括有机合成、环保废气处理、生物质燃烧和水处理等。
在有机合成中，绿色催化剂可以用于合成有机化合物、医药化学品和高分子材料等；在环保废气处理方面，绿色催化剂可以用于减少或完全除去废气中的有害物质；在生物质燃烧中可以提高能源转化效率；在水处理中可以去除水中有害物质。
未来，绿色催化剂的发展趋势是继续研究不同种类的催化剂，优化催化剂的结构和性能，提高催化反应的活性和选择性，同时探索更具环保性的催化反应方式，降低能源消耗和化学废物的排放等，以促进更加可持续的催化反应发展。
结论：绿色催化剂是一种新型的环保型催化剂，已经在多个领域得到广泛应用。
未来，绿色催化剂的发展趋势是继续研究不同种类的催化剂，优化催化剂的结构和性能，同时探索更具环保性的催化反应方式，以促进更加可持续的催化反应发展。
绿色催化剂作为一种环保型催化剂，其开发和应用在促进环境保护、降低能源消耗和提高效率方面具有重要意义。
随着环保意识逐渐加强，人们逐渐转向绿色化催化反应，以减少污染物排放、降低能源消耗和化学废物的产生等。
绿色化学—催化剂
固体超强酸的失活
①表面促进剂SO42-流失 酯化、脱水、 醚化过程中有水或水蒸气存在 ②催化剂表面吸附、脱附及表面反应 或积碳 ③体系中有毒物 ④促进剂被还原 S从+6价降至+4价， 使硫的电负性显著下降，配位方式变 化，导致酸强度减小而失活。
固体超强酸载体的改性
表面积，增加酸量、酸的种类，增强抗毒物 的能力。 ①其他金属或金属氧化物改性 如Al、 Al2O3、MoO3，金属氧化物的电负性和配 位数对与促进剂SO42-形成的配位结构有很大 影响有单配位、螯合双配位和桥式配位几种 形式，能产生较强的L酸和B酸中心。
更新换代时期
（20世纪70~80年代）
在这一阶段，高效率的络合催化剂
相继问世；为了节能而发展了低压作 业的催化剂；固体催化剂的造型渐趋 多样化；出现了新型分子筛催化剂； 开始大规模生产环境保护催化剂；生 物催化剂受到重视。
1、高效络合催化剂
60年代，曾用钴络合物为催化剂生产。1970 年左右孟山都公司开发了低压法甲醇羰基化过 程，使用选择性很高的铑络合物催化剂。后来 又开发了膦配位基改性的铑络合物催化剂，用 于从丙烯氢甲酰化制丁醛。这种催化剂与原有 的钴络合物催化剂比较，具有很高的正构醛选 择性，而且操作压力低。
杂多酸是很强的质子酸。杂多酸酸性强度可 用以下方法来调控: （1）调整杂多酸负离子的组成元素。 （2）部分中和，形成酸性盐。 （3）形成不同金属正离子的酸性盐。 （4）形成有机碱的鎓盐。 （5）固载在不同的载体上。固载型杂多酸的酸 强度和催化活性取决于载体的类型、固载量和 预处理条件，最常用的载体是SiO2。
二、 催 化 剂 大发展时期 （20世纪30～ 发 60年代） 规模 展 扩大品种增加 阶 更新换代时期 段 （20世纪70～
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第四章无毒无害的绿色催化剂催化反应在工业上具有重要的意义。
例如：接触法制硫酸、合成法制氨、氢化法制硬化油等，都是催化反应。
在工业生产中，催化剂就像点石成金的魔术棒，能够极大地改变人类的工作与生活。
催化剂的作用主要是：1.加快反应速度。
例如合成氨反应在773K下，有铁催化剂与无铁催化剂相比较，反应速率提高2×107倍！2.降低温度、压力。
3.提高选择性。
第一节催化剂——神奇的反应导向工具一. 什么是催化剂能改变反应速率，而本身的组成、质量和化学性质在反应前后均不发生变化的物质叫做催化剂。
加快反应的为正催化剂，减慢反应的为负催化剂。
说明三点：1．催化剂只能实现热力学上可以发生的反应。
2．催化剂只能缩短或延长到达平衡的时间，而不能改变转化率。
3．催化剂具有选择性。
如：二、催化剂与人的日常生活酿酒、制醋曲2三、催化技术与环境污染问题的解决例1. 汽车尾气的催化转化汽车尾气中含有一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物等有害气体。
催化转化技术是由催化转化器和催化剂组成，催化转化器是由金属壳箱体、蜂窝陶瓷和减震隔热垫构成。
催化剂是由多种金属及氧化物组成，它被均匀的涂覆在蜂窝陶瓷上。
催化剂又分为贵金属催化剂、非贵金属催化剂和稀土与少贵金属催化剂。
贵金属催化剂净化效率高，但成本也高。
非贵金属催化剂成本低但净 化效率也差。
而应用稀土代替部 份贵重金属制成的催化剂成本低 而且能获得满意的净化效果。
2.消除酸雨和化学酸雾的发生美国的能源公司将生物工程用于石油产品的脱硫工艺，通过把专门的微生物放进各种油品进行“生物脱硫”，效果奇佳。
这种新工艺比传统工艺节省投资50%，节省操作费用20%。
第二节污染腐蚀严重的均相催化剂一、水俣病——汞催化剂污染带给人们的沉重教训1953年，日本九州岛熊本县的一个叫水俣镇的地方，突然发生家猫暴躁不安集体投海的怪事，同时海面上时有死鱼浮起，空中飞鸟无故坠地。
正当人们对此大惑不解之际，许多人出现口齿不清、面部发呆、手脚发抖、神经失常等症状，这些病人经久治不愈，就会全身弯曲，悲惨死去。
水俣镇有4万居民，几年中先后有1万人不同程度的患有此种病状，其后附近其他地方也发现此类症状。
人们称之为水俣病，医生对此束手无策，累计死亡200多人。
原来，当地有一个化工厂以乙炔为原料生产乙醛，催化剂为氧化汞和硫酸。
含有汞盐的废水排入海中后通过食物链被鱼富集并转化为甲基汞，人食用了这种鱼，就会引起中毒。
据测定水俣湾里的海产品含有汞的量已超过可食用量的50倍，居民长期食用此种含汞的海产品，自然就成为甲基汞的受害者。
一旦甲基汞进入人体就会迅速溶解在人的脂肪里，并且大部分聚集在人的脑部，粘着在神经细胞上，使细胞中的核糖酸减少，引起细胞分裂死亡。
而以鱼为主食的家猫和海鸟更先人一步，首当其难。
31972年，伊拉克也发生过大规模甲基汞中毒事件。
当时从英国进口一批麦种，是用甲基汞（杀菌剂）处理过的，并被染成红色以作警示，包装袋上也贴有警告标签。
但这一切并未引起人们的注意，在青黄不接时农民就将种子表面颜色洗去，磨成面粉做面包，从而引起中毒。
事件发生后，当局命令将有毒面粉全部投入海中，结果引发水俣病，累计死亡人数达5000人。
20世纪60-70年代，我国松花江流域也发生过化工厂废水排放引起的甲基汞中毒事件。
因受沿岸化工厂和炼金厂含汞废水污染的影响，使当地大多数渔民身受其害。
1986年扶余市渔民宋某死后尸检发现，其大脑、小脑、脊髓、肝脏、脾、肾、肺等17个器官中含有汞和甲基汞。
对全体渔民发汞含量做普查，最高值达118.75µg/g。
水俣病的遗传性也很强，孕妇吃了被甲基汞污染的水产品后，可能引起婴儿患先天性水俣病，其病状酷似小儿麻痹症。
二、污染腐蚀严重的无机液体酸目前在烷基化、酯化、水合、酰化、烃类异构化反应中一般使用氢氟酸、硫酸、三氯化铝等液体酸催化剂。
这些液体催化剂共同缺点是，在工艺上难以实现连续生产，催化剂不易与原料和产物相分离。
对设备的腐蚀严重、对人身危害和产生废渣、污染环境。
1. 硫酸◎强腐蚀性、脱水性、氧化性。
◎废液处理领人头痛（氨水中和制硫酸铵蒸发浓缩过程能耗高；石灰中和生成石膏是一种浪费。
2、氢氟酸◎剧毒，强腐蚀性和脱水性。
局部的腐蚀作用表现为剧烈的疼痛、红肿、水泡、坏死、化脓、指甲脱落或永久变形。
作用于眼睛，可引起角膜、结膜发炎、溃疡乃至失明。
◎吸入体内腐蚀骨胳、造血神经系统、牙齿、皮肤、粘膜等，全身症状主要为低血钙、低血镁、高血钾引起的心慌、抽搐、昏迷等症状；吞服还有消化道腐蚀的症状，如口腔溃疡、吐血、吞咽困难、腹痛等。
并可能出现胃肠穿孔及腹膜炎等并发症。
3、三氯化铝◎强腐蚀性。
常与氯化氢合用，腐蚀性进一步加重。
◎必须在无水条件下操作，遇水会释放3mol氯化氢。
◎分离难，不易循环使用，废物多。
第三节引人注目的固体酸催化剂分子筛催化剂分子筛是一类结晶型的硅铝酸盐，因其具有均一的微孔结构，能在分子水平上筛分物质而得名。
如4A分子筛微孔的表观直径大约是4.5埃，能吸附和交换直径达4.7埃的分子。
分子筛具有较强的离子交换性能，经氢离子或稀土金属离子交换可制得酸性较强的固体酸，广泛4用作催化剂或催化剂载体。
以美国为例，采用分子筛作石油裂解催化剂后，每年可节约原油4亿桶。
分子筛无毒无污染、可再生，是一类理想的环境友好催化材料，在石油化工和精细化工中发挥着越来越重要的作用。
例1.分子筛代替三氯化铝催化剂合成异丙苯AlCl3催化剂工艺分子筛催化剂工艺56燕山石化公司异丙苯装置改造前后比较 比较项目AlCl 3工艺 分子筛工艺异丙苯产量（万吨/年）污水量（吨/h ）稀盐酸（kg/h ）废气（kg/h ）废渣（kg/h ） 6.7 9.6 90 211 126 8.5 0 0 4 4.6(废催化剂)例2. 固体酸代替氢氟酸合成十二烷基苯HF 催化工艺美国环球油品（UOP ）公司开发出固体酸催化剂生产十二烷基苯的新工艺：该催化剂无毒、无腐蚀、无污染，能反复再生，且生产出的产品具有更强的乳化和生物降解能力。
该工艺的开发成功是具有生产过程绿色化和产品绿色化双重意义的成就。
第四节 仿生催化技术的新成就事例1: 金属卟啉仿生催化空气氧化环己烷制备环己酮2003年7月，由湖南大学化学化工学院博士生导师郭灿城自主研发并首创的“金属卟啉仿生催化空气氧化环己烷制备环己酮”项目通过年产800吨环己酮工业化试验。
仿生催化是模拟生命过程的酶催化反应的新型交叉学科。
即将生命体内的化学反应通过一定工艺转移到实验室或工业生产，并形成可以应用于工业化的生产工艺。
仿生催化反应有着条件温和、环境友好、催化效率高、反应可调控、产物选择性强等诸多优点，仿生催化技术的应用是对传统化学氧化工业的一次革命。
从上个世纪80年代起，发达国家就开始投入大量人力物力从事这方面的研究，但碳氢化合物的选择性氧化此前仍是全球尚未解决的一个难题。
“金属卟啉仿生催化空气氧化环己烷制备环己酮”项目模拟了生物体内血红素的结构和生物氧化过程，卟啉是血红素的医学名称。
该模拟生命氧化过程在工业应用上的成功，实际上表明的是仿生催化技术应用于碳氢化合物氧化技术的成功，由环已烷制备环已酮只是这项技术应用于工业化生产的一个实例。
经过在年产800吨规模装置上所进行的环己烷制备环己酮实验证明，环己烷转化率达到10%、醇酮选择性达到90%，高于环己烷转化率4%、醇酮选择性80%的传统工业水平。
最令人瞩目的是，新技术的应用不仅大幅降低了生产成本，而且由于降低了反应温度与反应压力，其对于生产条件的改善显而易见；另外，因为新技术避开了传统工艺中主要产生污染的工序，在减少环境污染方面，效果尤为显著。
事例2：仿生催化法合成聚乳酸及乳酸共聚物聚乳酸及乳酸共聚物可用作生物医用材料及药物载体。
一般方法生产的聚乳酸含有锡等有毒性催化剂金属，会在人体内造成积累性中，采用仿生催化法，以完全无毒、不含金属的仿生催化剂合成聚乳酸及乳酸共聚物，具有高度的安全性，完全不同于传统工艺。
材料用于人用药物载体，人工皮肤及人体内植人性医用材料，属世界首创。
事例3：仿生活化氧催化剂金属四氮杂卟啉降解水中污染物。
水中的污染物，尤其是有机污染物不仅在水中存在时间长、范围广，危害大，有一些很难降解，比如二恶英、多氯联苯化合物(PCBs)、染料等。
设计思路在生物体内广泛存在着细胞色素P450单加氧酶(cytochrome P450 monooxygenase)，它可以在常温常压即温和的条件下实现对氧分子的活化，并使烃类发生选择性氧化。
研究表明细胞色素P450的活性中心为铁卟啉，它能使氧分子活化并能将其中一个氧原子加合到烃类底物中。
在催化循环作用机制的基础上合成金属卟啉配合物，作为模拟细胞色素P450活性中心，从而组装该模拟体系，通过模拟研究可部分或全部再现细胞色素P450各种反应，以开发在温和条件下烃类选择性氧化催化剂。
金属卟啉配合物在有机污染物的处理中能有效利用环境友好的氧化剂，诸如过氧化氢（H2O2）和分子氧等，尤其是能够活化空气中的氧分子（既价廉又对环境最友好的氧化剂）来氧化降解污染物。
结果含硫金属四氮杂卟啉配合物（M-Pz）不但能够活化H2O2降解有机物，而且能活化空气中的氧，以其作为仿生（光）催化剂应用于水中难降解有机物。
含硫四氮杂卟啉配合物（M-Pz）与其它仿生金属卟啉类配合催化剂不同的是--催化剂不7但能在水中直接活化氧分子而且不需要另外加入还原剂还原另一个氧原子成为水。
通过中心金属离子和周边功能基的选择与调变，可设计、合成脂水兼溶性的金属四氮杂卟啉。
初步实验证明，金属四氮杂卟啉对水中难降解有机物有明显降解作用，具有水溶性的金属四氮杂卟啉，由于溶解度的改进，可增大其催化氧化的能力和活性。
同时利用实验手段和量子化学计算相结合，分析金属四氮杂卟啉的结构与催化氧化特性的关系，为设计高活性仿生催化体系。
思考题1、试举出催化剂在绿色有机合成中的应用实例。
2、在解决环境污染问题时，催化剂有哪些重要作用？8。