绿色化学名词解释.doc

名词解释绿色化学：利用化学原理和新化工技术，以“原子经济性”为基本原则，从源头上减少或消除污染，最大限度地从资源合理利用、生态平衡和环境保护等方面满足人类可持续发展的需求，实现人与自然的协调与和谐。原子经济性：高效的有机合成应最大限度地利用原料分子的每一个原子，使之结合到目标分子中，达到零排放，即不产生副产物或废弃物。水热合成法：在密闭系统中，以水为溶剂，在一定的温度和水的自生压力下，原始混合物进行反应合成无机材料的一种方法。溶胶-凝胶法：将烷氧金属或金属盐在一定条件下水解缩合成溶胶，再经溶剂挥发或加热处理转化成网状结构的凝胶的过程。聚合物模板法：模板法是选用一种价廉易得、形状容易控制、具有纳米孔道的基质材料中的空隙作为模板，导入原料于模板孔隙中反应，通过模板材料的限制作用，达到物理和化学反应的控制，最终得到微观和宏观结构可控的新颖材料的方法。离子液体（ionic liquid）：由有机阳离子和无机阴离子构成的、在室温或近室温下呈液态的盐类化合物，亦称室温熔融盐和室温离子液体。凝胶效应（英文）：Trommsdorff效应 随转化率的提高，乳胶粒中单体浓度减低，反应速率本应下降，但在阶段中由于链终止反应速率急剧下降，反应速率随转化率增加而大大加速的现象。高分子辐射交联技术：就是利用高能或电离辐射引发聚合物电离与激发，产生一些次级反应，进而引起化学反应，在大分子间实现化学交联，促使大分子间交联网络的形成，是聚合物改性制备新型材料的有效手段之一。绿色农药：是用无公害的原材料和不生成有害副产物的工艺制备的生物效率高、药效稳定、易于使用、对环境有好的农药产品。生物柴油：是指以油料作物（大豆、棉子和油菜籽等）、油料林木果实（油棕和黄连木等）、油料水生植物（工程微藻等）、动物油脂、废餐饮油等为原料与醇类进行酯交换制成的脂肪酸酯。是一种洁净、可再生的生物燃料。是一种优质的传统柴油代替品。简答题绿色化学的研究内容： 清洁合成工艺和技术，减少废物排放，目标是“零排放”。 改革现有工艺过程，实施清洁生产。 安全化学品和绿色新材料的设计和开发。 提高原材料和能源的利用率，大量使用可再生资源 生物技术和生物质的利用。 新的分离技术。 绿色技术和工艺过程的评价。 绿色化学的教育，用绿色化学变革社会生活，促进社会经济和环境的协调发展。绿色化学与环境治理的区别： 绿色化学的方法污染预防： 传统环境污染的治理方法末端治理：设计安全化学品的一般原则与途径： 原则：利用构效关系和分子改造的手段保持和发挥化学品的优异使用功能，并将它的毒性作用降到最低，寻求两者最适当的平衡。 途径：对于了解作用机制的，确保该分子功能的前提下，使毒性反应不再发生。 对于毒性机理不明确的，应分析结构与毒性的关系，避免引入毒性基团。 对于有毒物质，还可降低有毒物质的生物利用率。局部化学反应法： 是通过局部化学反应或局部规整反应制备固体材料的方法。 通过反应物结构来控制反应性，反应前后主体结构不变。 可在温和条件（如低温）下发生。 可合成其他方法不能或难以得到的固体材料，并具有独特的物理化学性质和结构。类型：脱水反应、嵌入反应、离子交换反应、同晶置换反应、分解反应和氧化还原反应。什么是聚合物模板法，例举三种： 模板法是选用一种价廉易得、形状容易控制、具有纳米孔道的基质材料中的空隙作为模板，导入原料于模板孔隙中反应，通过模板材料的限制作用，达到物理和化学反应的控制，最终得到微观和宏观结构可控的新颖材料的方法。 例举：羟基磷灰石（HAP）的合成 氯化锌纳米结构材料的合成 明胶多空微球的制备固体超强酸及其特点： 固体超强酸：指比100%硫酸的酸强度还高的固体酸。H0-11.93，H0越小，酸度越大。 特点： 金属氧化物负载硫酸根型SO42-/MxOy：催化活性高、不腐蚀设备、耐高温且可重 复使用，适用于所有强酸催化反应。 强Lewis酸负载型，如BF3/石墨：通过物理化学吸附作用结合，存在活性组分溶脱和卤离子腐蚀设备问题，且不适合较高温度使用。沸石分子筛的主要特点： 沸石分子晒的特征孔尺寸使得它对反应物能选择性地吸收。 沸石分子筛的特定的孔道结构直接影响着反应系统物质的扩散行为。 沸石分子筛具有酸性。 沸石分子筛具有高的热稳定性和水热稳定性。 催化剂无毒，对环境无害，对设备无腐蚀。氟两相系统反应原理（举例）： 1、Friedel-Crafts反应： 2、Diels-Alder反应：离子液制备方法（两步法）： 先通过季铵化制得目标阳离子的卤盐(阳离子X)，再用目标阴离子Y-置换出X-，得目标离子液体(阳离子Y)。以水为分散介质的优缺点： 乳液聚合的优点 解决了热交换工程问题。 实现了高相对分子质量和高聚合反应速率的统一。 代表了聚合反应过程的发展方向。 聚合物产品可直接应用。 乳液聚合的缺点 当需从乳液中得到固体聚合物时，要经过凝聚、洗涤、脱水、干燥等一系列后处理工序，增加了成本。 反应中使用的乳化剂难以除尽，会影响最终产品的电性能、透明度、耐水性及表面光泽。 反应器的有效利用空间小，设备利用率较低。玻璃化效应解释产生的原因： 玻璃化效应：单体的聚合过程在阶段的后期转化率增至某一值时，转化速率突然降至零的现象。 原因：阶段的特征为胶束粒子和单体珠滴均消失，系统内只存在乳胶粒和水两相，单体在自由基作用下全部转变成聚合物，又称聚合反应完成阶段。随着乳胶粒中单体浓度逐渐减少，聚合物浓度逐渐升高，大分子链彼此缠结在一起，乳胶粒内部黏度逐渐增大使自由基在乳胶粒中反应速率急剧下降。银杏黄酮的提取（以此说明超临界流体的特点 把溶剂的优缺点说出来）： 溶剂提取法：以60%的丙酮为提取剂，经提取、分离和纯化得到银杏黄酮等。 缺点： 提取时间长； 工艺路线长：多次洗涤、过滤和萃取； 消耗大量有机溶剂，生产成本高； 收率低，产品质量差； 产生大量废液、废渣，环境污染大； 产品中含重金属和残余有机溶剂，对人有毒副作用。 超临界流体萃取法：取银杏叶干燥粉碎，放入萃取器中，系统预热，设定温度；通入CO2气体，到指定温度和压力后保持一定时间；进行杂质去除和产物分离收集。 优点： 采用CO2为介质，安全无毒； 在35-40操作，保持银杏叶有效成分的天然品质； 无重金属和有毒溶剂残留； 与溶剂法相比，属绿色化提取工艺。绿色化学工艺特征及核心： 核心：构筑能量和物质的闭路循环。 特征：使用清洁的原辅材料和能源 采用合理的技术工艺 采用绿色化工技术 产品的绿色化论述题论述绿色化学的兴起与发展： 1-生态环境的危机呼唤绿色化学（典型环境问题 全球气候变暖 臭氧层破环 大气污染 酸雨 森林锐减及沙漠化 水污染 有毒有害化学物质及固体废弃物污染) 2-环境保护的宣传和法规推动绿色化学 3-化学工业的发展催发绿色化学（八大公害事件 六大污染事故） 4-可持续发展促进绿色化学（“资源-经济-环境-社会”相互协调的发展模式经济的可持续生态的可持续社会的可持续绿色化学是可持续发展的重要组成部分）绿色化学十二条原则： 防止污染优于污染治理 原子经济性 绿色化学合成 设计安全化学品 采用安全的溶剂和助剂 合理使用和节省能源 利用可再生资源合成化学品 减少不必要的衍射化步骤 采用高选择性的催化剂 设计可降解化学品 进行预防污染的现场实时分析 使用安全工艺己二酸的三种绿色合成工艺 （1）改变氧化剂 以O2为氧化剂 来源丰富、腐蚀性小、不产生环境污染物。 氧化能力强，爆炸极限宽，控制困难，产物复杂。 所以，尚不具备工业化生产。 以H2O2为氧化剂 一种理想的清洁氧化剂，副产物只有水，消除污染 活性氧的质量分数47%，比其他氧化剂高的多。 条件温和，易于控制。 以沸石分子筛或高硅沸石为催化剂。 （2）开发新工艺 以钨酸盐为催化剂，氧化环己烯制备己二酸的绿色合成路线。己二酸收率可达93%。 （3）采用生物合成法 利用可再生的生物质代替石油是可持续发展的方向。Frost和Draths等提出了利用生物技术生产己二酸的清洁路线。 优点： 原料D-葡萄糖可取自植物淀粉或纤维素等生物质，属可再生资源。 采用酶催化法，条件温和，不产生对有危害的化学污染物。低热固相反应及其机理+反应规律和总结： 反应机理：扩散 反应 成核 生长 反应规律：1、潜伏期 固体反应物间扩散和成核过程构成潜伏期 温度影响显著：温度越高，扩散越快，成核越快，潜伏期越短 2、无化学平衡 G 0，反应自发进行。 对于纯凝聚态和气体参与的反应，无论气体是反应物、产物或两者都有，反应G 0，即自发进行，不存在化学平衡。 3、拓扑化学控制原理 固相反应，反应物晶格高度有序排列，晶格分子移动困难，只有合适取向的晶面上分子足够靠近，反应才能进行。 4、分步反应 固相反应不存在化学平衡，可精确控制，实现分步反应，得到产物 5、嵌入反应 层状或夹层状固体可发生嵌入反应论述催化剂在绿色化学合成和制药中的作用： 合成中： 提高反应速率 本身不被消耗 提高选择性 简化反应步骤，提高原子经济性 减低反应活化能，降低反应温度 制药中：催化技术是推动“绿色化学”不断发展的核心力量；是实现高原子经济性反应的重要途径。填空题绿色溶剂：水、CO2、离子液体、固定化溶剂、无溶剂低热固相反应的阶段：扩散 反应 成核 生长固体超强酸的定义：指比100%硫酸的酸强度还高的固体酸。高分子酸性催化剂定义及举