新《绿色化学》课程教学大纲

绿色化学课程教学大纲学科课程编号：学习点：2学习时间：36第一个过程：无机化学、有机化学开江大学：物理、科学、技术大学材料、科学、工程系一、课程介绍绿色化学(Green Chemistry)是具有明确的社会要求和科学目标的新学制，它直到20世纪90年代才出现，成为当今国际化学研究的前沿，是21世纪化学科学发展的重要方向之一。绿色化学研究的目标是使用现代科学技术的原理和方法，减少或消除化学产业对环境的污染，从根本上实现化学产业的“绿色”，走经济和社会的可持续发展道路，10多年来化学产业开始的绿色化学带来了化学化学化学化学化学、材料、能源、环境、食品、医学、农业等现代产业的革命性变化。环境危险化学、环境友好化学、清洁化学、绿色产品设计、制造和生产制造技术、清洁生产等绿色化学和技术相关概念受到各国政府、企业和学术界的高度关注。近年来，人们把化学化学的观念进一步发展为“绿色和可持续化学”，强调化学化学不仅与环境有关，而且与可持续发展的许多方面直接相关。可持续发展的概念以经济、资源、环境、社会等因素的整合为特征的绿色和可持续化学是可持续发展的重要工具，在可持续发展的大框架下，对构建经济、资源、环境甚至循环经济的积极经济发展模式无疑具有重要意义。综上所述，绿色化学将从根本上切断环境污染的化学，从根本上保障清洁生产，将对环境的统治权从治疗转换为根本，这将成为解决2l世纪环境和资源问题的根本方法之一，必将成为21世纪科学发展的主流。二、教育目的和基本要求绿色化学是利用化学的技术和方法设计和开发对人体健康、社会安全、生态环境无害的化学物质及其工艺，这是化学在面对人类可持续发展要求的巨大挑战的背景下提出的新概念“绿色化学”的建议，是人类对生态环境关注的必然产物。人类与环境协调发展的更高水平化学，其主要特征是原子经济，其根本目的是从节约资源和防止污染的角度重新审视和改革传统化学。本课程旨在让学生了解和掌握绿色化学的基本概念、原理、技术、应用等方面的基本知识，在此基础上，了解与绿色化学密切相关的化学化学、材料、能源、环境、食品、医药、农业等领域相关研究的前沿和发展趋势，扩大学生的知识面。教育的重点和难点是绿色化学的基本知识。三、主要教学方法：讲座、讨论、文献复习四、考试方法：笔试或小论文写作五、课程的基本内容和要求(包括节点和难点)第一章，绿色化学简介(4小时)目的要求1.了解与绿色化学密切相关的环境、环境污染相关的知识。理解和把握绿色和绿色化学的基本概念掌握绿色化学研究内容。理解绿色化学的历史和发展趋势。教育重点和难点：绿色化学的基本知识。讲座内容1.全球环境问题：环境、环境保护的需要、环境问题和原因，以及全球的主要环境问题2.绿色化学的出现和发展：外国绿色化学奖、美国总统绿色化学挑战奖、我国绿色化学的进步绿色化学的定义4.绿色化学相关术语和主要网站绿色化学的目标和特征绿色化学研究内容绿色化学的12个原则如何学习绿色化学第二章，绿色化学原理(4小时)目的要求1.理解和把握绿色化学的基本原理2.掌握原子经济性原子经济性、电子1因子等概念3.课程重点和难点：绿色化学的12项基本原则，化学反应的原子经济性。讲座内容1.绿色化学的12项基本原则2.防止污染比控制污染好：绿色化学与环境管理、污染预防是解决环境污染与社会可持续发展矛盾的途径3.提高原子经济性：原子经济性、e因子、反应类型和原子经济性4.无害的化学合成：理想的绿色合成，无毒无害的原料5.安全化学品设计：安全化学品的概念，安全化学品的设计方法6.安全溶剂和助剂：溶剂和添加剂的应用，对环境的危害，绿色溶剂和添加剂(超临界流体、无溶剂系统、以水为溶剂的反应、固定化溶剂、离子液体)7.提高能源经济性：优化化工行业使用的能源、可用能源和反应的能源需求8.利用可再生资源合成化学物质：传统资源利用对环境的影响、可再生原料的定义、有限资源带来的压力、重要的可再生原料9.衍生物和衍生物减少：保护和保护消除，替代作用器，盐形成10.使用高选择性催化剂：催化剂是实现高原子经济反应的重要方法，绿色催化技术11.可降解化学物质设计：以当前情况、可降解性为起点设计化合物12.现场实时分析污染预防：快速检测和控制防止污染13.预防生产事故的安全流程：减少或消除准备和使用过程中事故的隐患第三章，绿色原料(4小时)目的要求1.掌握原料的绿色化学评价方法。了解绿色原料碳酸二甲酯和二氧化碳的应用。了解绿色氧化剂过氧化氢的使用及相关反应4.了解生物质资源的使用5.教研室及难点：原料的绿色化学评价方法，绿色原料的应用。讲座内容1.原料的绿色化学评价方法：起源、可更新性、危害性、对下游的影响；2.绿色原料碳酸二甲酯的合成及应用：碳酸二甲酯特性、合成方法、碳酸二甲酯的应用；二氧化碳利用：配位活化反应，催化有机合成4.使用绿色氧化剂过氧化氢：苯酚氧化，丙烯环氧化5.生物质资源利用：微生物发酵、可再生资源、甲壳素/壳聚糖第四章，绿色溶剂(4小时)目的要求1.溶剂和添加剂的应用及风险认识了解绿色溶剂的类型3.了解超临界流体、离子液体、水用作溶剂的反应、固定化溶剂、无溶剂系统等的应用4.教学重点和难点：超临界流体、离子液体等绿色溶剂的应用。讲座内容1.溶剂和添加剂的应用及危害2.超临界流体：特性，超临界流体中的反应，超临界二氧化碳的应用离子液体：概念、机制和性能、应用4.以水为溶剂的反应5.固定化溶剂无用制系统第五章，绿色催化剂(4小时)目的要求讲座内容1.绿色固体酸碱催化剂：固体酸，固体碱分子筛催化剂：结构、命名、沸石的酸性、沸石的催化反应杂多酸催化剂：概述、物性、酸性、催化反应选择性催化氧化：概念，是5.生物酶催化：酶的特性、酶催化特性、酶分类和命名、酶的固化、酶的应用第六章，原子经济反应(4小时)目的要求讲座内容1.原子经济：原子经济的定义，E因素2.有机合成中各种反应的原子经济分析：重排反应、加成反应、替代反应、消除反应原子经济反应示例4.提高化学反应原子经济性的方法：新原料、新催化剂、新反应路径化学生产的“零排放”原子经济反应的发展和未来第七章，绿色化学品(4小时)目的要求讲座内容1.氟利昂和哈龙制冷剂替代品：氟利昂和哈龙对臭氧层的危害，开发替代品2.无磷洗涤剂：洗涤剂的成分和作用，含磷洗涤剂的环境风险，取代三聚磷酸钠；3.生物农药：微生物农药、植物园农药、动物园农药、天敌生物农药、转基因农药、绿色农药的发展趋势；4.微胶囊绿色农药制剂：特性和功能、制备方法、释放机制和释放速度、微胶囊制剂第8章，绿色能源(4小时)目的要求讲座内容1.清洁燃料：清洁汽油、清洁汽油生产技术、天然气和液化石油气、二甲醚绿色化学电源：燃料电池、锂离子电池氢能4.太阳能5.风能生物质能：沼气、燃料乙醇、生物柴油7.洁净煤技术：煤炭加工技术、煤炭转换技术、洁净煤发电技术第九章，环境材料(4小时)目标要求讲座内容1.环境材料的概念：环境材料、环境材料科学2.环境数据评估系统：LCA的分析程序、LCA的泛数评估、LCA评估示例3.典型环境材料：纯天然材料的开发、利用、回收和再生材料、净化材料、绿色建筑材料4.高分子废物回收：回收、改性回收、资源回收5.环保高分子材料：可降解塑料的种类和用途、可生物降解塑料、光降解塑料、光降解塑料、光生双降解塑料六、教材和参考资料培训资料：绿色化学、沈玉龙、魏李斌、曹文华、金行松。中国环境科学出版社，2004年2月第一版，ISBN 7-8063-786-0应试图书：1，绿色化学工艺周宪。化学工业出版社，2001年5月第一版，ISBN 7-5025-3211-02，绿色化学与技术羊槽环。北京邮局大学出版社，2001年11月第一版，ISBN 7-5635-0517-23，绿色化学化工实用技术共生，张克丽。北京邮电大学出版社，2002年4月第一版，ISBN 7-5025-3542-X4、绿色化工技术与产品开发歌曲小兰，詹一兴。化学工业出版社，2005年4月第一版，IS