08化本(1)班05号黄榕我国绿色化学学科发展要点

1、我国绿色化学学科发展现状黄榕（琼州学院理工学院海南五指山 572200摘要:绿色化学是知识经济时代化学工业发展的必然趋势，是我国化学研究的前 沿领域。本文介绍了近年来我国绿色化学学科在可再生资源、原子经济反应、环境 友好或可循环使用的新材料、环保新汽油等方面的发展。关键字:绿色化学;研究;发展现状1. 引言化学是中心科学，它联系自然科学的方方面面，包括数学、物理、生物与生命、 能源和环境、地质和矿产等；一些重大的工业生产过程（如冶金、陶瓷、聚合物、化 肥、医药、化妆品等，甚至是火箭和卫星的发射，都是基于化学反应的过程。全球化 学工业每年有18410亿欧元的交易额，占全球贸易额的9%,创造着全球

2、收入的 4%5%。化学为整个自然科学和社会科学的进步、全球经济发展、社会进步和人 类生活水平的提高作出了重大贡献1。目前，化学已经渗透到人类生产、生活和国民经济的各个领域。在化学科学和 化学知识为人类带来无数便利和希望的同时，它也带给了人类浓浓的烟尘、形形色 色的废弃物，还有看不见的毒物。人类正面临有史以来最严重的环境危机，环保问题成为影响经济与社会发展的 重要问题之一。发达国家对环境的治理，已开始从治标，即从末端治理污染转向治本， 即开发清洁工业技术，消减污染源头，生产环境友好产品。绿色技术”已成为21世纪化工技术与化学研究的热点和重要科技前沿。绿色化学概念及意义绿色化学设计研究没有或尽可能

3、小的环境副作用，并在技术上、经济上可行的 化学品和化学过程。它是实现污染预防的基本和重要的科学手段。绿色化学研究的 内容显然要包括化学反应（化工生产过程的三个基本要素：一是研究、变换、设计、 选择对人类健康和环境友好的原材料或起始物；二是研究最好的转换反应和催化剂； 三是设计或重新设计对人类健康和环境更安全的目标化合物（产品。目前绿色化学的研究重点是：（1设计或重新设计对人类健康和环境更安全的化合物，这是绿色化学的关键部分；（2探求新的、更安全的、对环境更友好的化学合成路线和生产工艺，这可从研究、变换基本原料和起始化合物以及引入新试剂入手 ；（3改善化学反应条件， 降低对人类健康和环境的危害,

4、减少废弃物的产生和排放2。2. 我国绿色化学的研究重点近年来我国在绿色化学方面的活动也逐渐活跃。1995年,中国科学院化学部确定了绿色化学与技术一推进化工生产可持续发展的途径的院士咨询课题，并建议"国家科技部组织调研，将绿色化学与技术研究工作列入 九五'基础研究规划 "；1996年，召开了 "工业生产中绿色化学与技术"研讨会,并出版"绿色化学与技术研讨 会学术报告汇编"。1997年国家自然科学基金委员会与中国石油化工集团联合资助 了"九五"重大基础研究项目"环境友好石油化工催化化学与化学反应工程&

5、quot;中国科技 大学绿色科技与开发中心在该校举行了主题讨论会，并出版了 "当前绿色科技中的一些重大问题"论文集；香山科学会议以"可持续发展问题对科学的挑战-绿色化学"为 主题召开了第72次学术讨论会。1998年,在合肥举办了首届国际绿色化学高级研讨 会；化学进展杂志出版"绿色化学与技术"专集;四川联合大学也成立了绿色化学 与技术研究中心，1999年,国家自然科学基金委设立了 "用金属有机化学研究绿色化 学中的基本问题"的重点项目。5月，在成都举办了第二届国际绿色化学高级研讨会， 出版了绿色化学与技术专著。12月

6、，在北京九华山庄举行了第16次九华科学论 坛，会议从科学发展和国家长远需求的战略高度，对绿色化学的基本科学问题进行了 充分的研讨和论证，初步提出了绿色化学近期研究工作重点，即:（1绿色合成技术、方 法学和过程的研究，主要包括反应方法学特别是原子经济反应和高选择性、高转化率反应;高效均相和多相的不对称催化反应；酶催化和仿生催化；环境友好介质和原料 等;（2可再生资源的利用和转化中的基本科学问题，包括生物质和酶分子"手性"和类 似手性的空间构型选择性的化学物理本质；主要生物质和酶分子在酶催化转化过程 中"构一效关系"；生物质各种成分的分级多层次转化机理、途径

7、及其高效综合利用；天然高分子的化学与物理改性，制备与环境相容的可生物降解新材料等。（3绿色化 学在矿物资源高效利用中的关键科学问题。包括复杂矿物的相结构、性能及多组元 间相互作用与自催化特性侈元素拟均相"原子经济"反应及高选择性分离；生物分离 提取矿物的选择性催化与生物转化机制；介质和工业代谢产物的循环再生及零排放 系统设计等3。3. 我国绿色化学发展现状绿色化学化工研究所追求的目标是：淘汰有毒原材料,探求新的合成路线，采用 无污染的反应途径和工艺，能最大限度地减少三废”并实行原材料遴选一一产品生 成一一产品使用一一循环再利用”全过程控制。绿色化学技术的发展和应用不但能 提

8、高生产效率和优化产品，而且能提高资源和能源的利用率，减轻污染负荷，从而大幅 度提高生产的社会和经济效益。因此，绿色化学与技术的推广应用使环境一经济性 （而不再仅是经济性成为技术创新的主要推动力。近十多年来，绿色化学在生物质的 利用、原子经济性工艺设计等诸多领域取得了一系列研究成果 4。4.1可再生资源一一生物质的利用地球上的植物通过光合作用每年生产 2000亿吨的生物质，其中被人类利用的仅 占3%4%。生物质的利用对可持续发展和降低全球温室效应起着重要的作用。它 的两个主要的开发领域是：生物质直接或间接地用作能源：生物质用作化学品、 材料或产品的资源。对化学工业来说，目前集中在三个研究、开发领

9、域:取代石化 原料用作可再生的原料；生物过程取代传统的化学过程制备有机物和其他化学 品;开发新的生物产品。以生物质为原料、酶为催化剂，生产有机化合物，因其条件温和、设备简单、选择性好、无污染，已成为绿色化学研究的重点之一 5。液体生物燃料，例如由菜油生产的生物柴油、由植物糖类生产的生物乙醇及其衍生物ETBE以及从木质纤维素生产的生物甲醇及其衍生物MTBE,是可再生的燃料，所占比重逐年增加。4.2原子经济反应我国石油化工科学院采用空心结构的HTS型钛硅分子筛催化剂和单釜连续 淤浆床反应器一一无机膜过滤”新工艺，由环己酮一步合成环己酮肟，实现了原子经济 反应,70ktpa的工业装置已经投产。山东鲁

10、北化工厂堪称全国实施绿色化学、清洁 生产的典范，例如，该厂由磷矿石与硫酸反应制成磷酸和硫酸钙，磷酸与氨反应制成 磷酸氢铵复合肥，而硫酸钙经加热分解成二氧化硫和氧化钙，前者经催化氧化、水合 制成硫酸,后者与采用劣质煤的发电厂产生的炉渣混合制成水泥，现已形成30万t/a 复合肥、40万t/a硫酸（厂内自用、60万t/a水泥的产能,原材料中的每种元素都得 到合理利用，除电厂排出的CO2夕卜,再无废渣废气排放。4.3环境友好或可循环使用的新材料过去的10年里，由难降解塑料制品造成的 白色污染”已殃及土壤、水面和城市 环境,光降解塑料、生物降解塑料或光一生物降解塑料的推广应用已迫在眉睫。废 旧塑料的回收

11、、催化裂解、再利用，既保护了环境，又合理利用了资源。应用广泛的 洗涤剂也要逐渐向水质保护型发展。自四聚丙烯烷基苯磺酸钠被淘汰后，大量洗涤剂改用三聚磷酸钠作表面活性剂，结果造成我国水质磷污染，富营养化，80%以上河段 不能饮用，也不能养鱼。而中国的无磷洗衣粉进入市场不久，仅占洗衣粉总产量的 3%，实现绿色洗涤在中国还任重而道远。4.4环保新汽油为实现新汽油的限制要求，在炼油技术中要做以下工艺改进和更新：催化裂化由 单一生产高辛烷值汽油，转向既生产高辛烷值汽油，又生产异丁烯、异戊烯等醚化原 料。催化裂化汽油是我国催化裂化领域生产规模最大的燃料油品，在我国成品油市 场占80%以上。催化裂化汽油烯烃含

12、量一般在 40%50%之间，加工石蜡基油和掺炼 渣油比例高的装置，烯烃含量超过60%，远远超过质量指标。为了提高我国汽油质 量，一要降低汽油的烯烃含量，二是确保汽油原有的辛烷值不降低。为此较好的方法 是将汽油中的直链烯烃转化为异构烷烃和部分芳烃 ，以弥补大量降低烯烃引起的辛 烷值损失，增加汽油稳定性。降烯烃目前主要有两个发展方向，一是催化裂化生产中 开发降烯烃技术，但由于受催化裂化反应本质的限制，虽然取得了一定效果，但不能从 根本上解决问题；二是催化裂化汽油降烯烃改质技术。探索低烯烃催化裂化汽油生 产技术与催化裂化汽油降烯烃改质技术成为炼油企业可持续发展的关键。大连理工 大学王祥生7等用新合成

13、方法合成的2050nm的ZSM-5分子筛为活性组分，采用 水热处理、负载金属活性组分改性的组合改性方法制备的催化汽油改质催化剂使催 化汽油的烯烃降低到20%左右,除少量的烯烃裂解为C2、C3外,大部分烯烃通过异 构化、芳构化以及烷基化等反应途径转化为高辛烷值的汽油组分，催化剂同时具有 降烯、除苯和部分脱硫的综合性能，有效地改善了催化汽油的品质。4.5造纸工业中的绿色化学问题造纸工业是我国污染最严重的产业之一，每年有害废水排放量高达50亿吨,约占 全国废水的1/6,其中主要是制浆黑液和漂白废水。开发无污染的制浆技术是解决制 浆黑液污染的关键，其中包括生化法、催化氧化降解法和机械制浆法。生化法制浆

14、 是从众多的微生物中筛选出能高效、专一地分解纤维的菌种，经生物技术处理使之适应大规模生产，目前尚在实验阶段，缺点是占地面积较大1。4. 结语绿色化学已成为当今化学发展的主要方向。在绿色化学研究中，应充分利用可 再生资源一一生物质，其中以生物质为原料、酶为催化剂，生产有机化合物，因其条件 温和、设备简单、选择性好、无污染，已成为绿色化学研究的重点之一，有良好的开 发前景。利用原子经济反应进行绿色设计，采用无毒、无害的原料和环境友好或可 循环使用的新材料等研究，以及对能源工业中汽油的催化降烯烃和造纸工业中的催化氧化降解法研究，均取得了可喜的进展，并对环境保护将产生有益的、深远的影 响。参考文献：1 余红霞，李攀绿色化学的研究进展J.湖南理工学院学报(自然科学版2009,22(4:77-812 尤珊妮.绿色化学新进展J.大众科技2009,(9:104-1053 张琰图，秦振平,陈雪英,马润宝.绿色化学的兴起及在中国的发展概况4 安立敦，张培青.绿色化学新进展J.精细化工原料及中间体2005,(8:6-105 朱清时.朱清时院士文集C.北京:北京出版社,