1、绿色化学绿色化学1一、环境治理的历史回顾一、环境治理的历史回顾二、绿色化学二、绿色化学 绿色化学发展简史绿色化学发展简史 各国政府推动绿色化学的措施各国政府推动绿色化学的措施 绿色化学的绿色化学的1212条原则条原则 绿色化学研究的典型原理及其效果绿色化学研究的典型原理及其效果三、中国三、中国2121世纪的绿色科技发展世纪的绿色科技发展绿色科技的含义及其发展绿色科技的含义及其发展环保事业对绿色科技的需求环保事业对绿色科技的需求绿色化学成果举例绿色化学成果举例四、前景和展望四、前景和展望2伦敦烟雾伦敦烟雾319841984年年1212月印度博帕尔毒气泄月印度博帕尔毒气泄露，造成露，造成20002
2、000人死亡人死亡,受害人数受害人数达达1010余万人余万人,一些人双目失明一些人双目失明,终身残废终身残废 19861986年年4 4月月,乌克兰基辅北部乌克兰基辅北部切尔诺贝利核电站切尔诺贝利核电站4 4号反应堆爆号反应堆爆炸炸,放射性物质大量外泻放射性物质大量外泻,造成造成3131人死亡人死亡,237,237人受放射性伤害人受放射性伤害.世界各国发生的关于有毒化学品的环境事故世界各国发生的关于有毒化学品的环境事故419991999年以来，西堤头村和刘年以来，西堤头村和刘快庄村各种癌症患者有快庄村各种癌症患者有232232人，平均年龄人，平均年龄5151岁，最小的岁，最小的才才7 7岁，已
3、经死亡岁，已经死亡172172人，其人，其中肺癌、肝癌和肠癌的患病中肺癌、肝癌和肠癌的患病比例最高。比例最高。两个村的总人口大约是两个村的总人口大约是1.31.3万，癌症发病率达到了万，癌症发病率达到了178/178/万，是全国癌症平均发病率万，是全国癌症平均发病率7/7/万的万的2525倍多。倍多。在村庄周围，道路两旁，生产化学制在村庄周围，道路两旁，生产化学制剂、染料中间体、油漆涂料、农药兽药、剂、染料中间体、油漆涂料、农药兽药、香精香料等各类化工产品的化工企业一香精香料等各类化工产品的化工企业一个挨着一个，数量超过了个挨着一个，数量超过了9090多个。多个。央视央视东方时空东方时空：毒患
4、笼罩下的天津癌症村：毒患笼罩下的天津癌症村5 全世界每年消耗的全世界每年消耗的化石燃料，世纪化石燃料，世纪初不足亿吨，初不足亿吨，年代初达年代初达亿吨亿吨能源消耗能源消耗6大量工业污染物的排放使人们大量工业污染物的排放使人们面临有害物质、元素的威胁面临有害物质、元素的威胁污染物累计污染物累计7CCl3ClClDDT DDTDDT是人所共知的曾是应用广泛的杀虫剂。是人所共知的曾是应用广泛的杀虫剂。然而，它在鸟类体内累积后，造成蛋壳变薄，使很多鸟然而，它在鸟类体内累积后，造成蛋壳变薄，使很多鸟类种群显著减少，如猎鹰，秃鹰，鹗和棕色鹈鹕等。类种群显著减少，如猎鹰，秃鹰，鹗和棕色鹈鹕等。其它一些持久性
5、多氯代化合物，如其它一些持久性多氯代化合物，如PCBs，二恶英，已知是具有雌激素性，二恶英，已知是具有雌激素性质，成为环境内分泌干扰物。质，成为环境内分泌干扰物。南极企鹅体内也检验出南极企鹅体内也检验出DDTDDT，持久有机污染物之一，持久有机污染物之一8沙利度胺沙利度胺在在19501950年代后期到年代后期到19621962年曾用作处理孕年曾用作处理孕妇作呕的药剂，然而后来发现在妇作呕的药剂，然而后来发现在4646个国家中有个国家中有80008000个儿童具有出生缺陷。个儿童具有出生缺陷。在巴西，曾用此种药治疗麻疯病，导致数十个生育在巴西，曾用此种药治疗麻疯病，导致数十个生育畸形畸形。NNH
6、OOOOthalidomide9 20世纪世纪4050年代年代 稀释废物稀释废物 20世纪世纪6070年代年代 废物后处理废物后处理 20世纪世纪90年代年代 从源头消除污染源从源头消除污染源一、环境治理的历史回顾一、环境治理的历史回顾10 19921992年，美国化学工业用于环保的费用为年，美国化学工业用于环保的费用为11501150亿亿美美元，清理已污染地区花去元，清理已污染地区花去70007000亿亿美元；美元；19961996年美国年美国DupontDupont公司的化学品销售总额为公司的化学品销售总额为180180亿亿美元，环保费用为美元，环保费用为1010亿亿美元。美元。化学工业的
7、发展不能再走先污染后治理之路。化学工业的发展不能再走先污染后治理之路。11 从源头消除污染的途径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新设计化学合成方法和化工产品来根除污染源环境无害化学环境无害化学环境友好化学环境友好化学 清洁化学清洁化学环境保护的推动环境保护的推动合理利用资源合理利用资源降低成本降低成本12绿色化学又称环境无害化学绿色化学又称环境无害化学(Environmentally Benign Chemistry)、环境友好化学、清洁化学、环境友好化学、清洁化学(Clean chemistry)即：用化学的技术和方法去即：用化学的技术和方法去减少或消灭对人类健
8、康、社减少或消灭对人类健康、社区安全、生态环境有害的区安全、生态环境有害的原原料、催化剂、溶剂和试剂料、催化剂、溶剂和试剂等等的使用和产生。的使用和产生。13无毒无害原料无毒无害原料可再生资源可再生资源环境友好产品环境友好产品 回归自然回归自然废物回收利用废物回收利用无毒无害无毒无害催化剂催化剂 无毒无害无毒无害溶剂溶剂原子经济反应原子经济反应14D 19871987年联合国提出关于年联合国提出关于“Our Common FutureOur Common Future”的报的报告，率先提出了告，率先提出了可持续发展可持续发展的概念。的概念。D 美 国美 国 1 9 9 01 9 9 0 年 通
9、 过 了年 通 过 了 污 染 预 防 法污 染 预 防 法（P o l l u t i o n P o l l u t i o n Prevention Act of 1990Prevention Act of 1990）。这是关于）。这是关于着眼源头污染着眼源头污染预防预防的第一个环境法规。的第一个环境法规。各国政府推动绿色化学的措施各国政府推动绿色化学的措施15 日本日本 制订制订“2121世纪重建绿色地球世纪重建绿色地球”的新阳光计划，提出的新阳光计划，提出了了“简单化学简单化学”的概念，为了地球环境而变革现有技术的概念，为了地球环境而变革现有技术 设立设立“为地球创新技术的研究院为地
10、球创新技术的研究院”欧盟各国欧盟各国 德国德国19911991年制订年制订“为环境而研究为环境而研究”的计划的计划 英国英国20002000年设立年设立“Jerwood SaltersJerwood Salters环境奖环境奖”荷兰制订荷兰制订“清洁生产手册清洁生产手册”联合国环境规划署和世界银联合国环境规划署和世界银行将其译成英文向世界各国推广。行将其译成英文向世界各国推广。各国政府推动绿色化学的措施各国政府推动绿色化学的措施16 1995年，美国前总统克林顿设立了年，美国前总统克林顿设立了“总统绿色化学挑战总统绿色化学挑战奖奖”。1996年开始在华盛顿国家科学院每年颁发一次，这是化年开始在
11、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。学领域唯一的总统级科学奖。1999年，世界上第一本年，世界上第一本绿色化学绿色化学杂志诞生。杂志诞生。2000年，美国化学会出版了第一本绿色化学教科书。年，美国化学会出版了第一本绿色化学教科书。各国政府推动绿色化学的措施各国政府推动绿色化学的措施17 中国中国 制订了制订了“科教兴国科教兴国”和可持续发展策略，并于和可持续发展策略，并于19931993年世界环境和发展大会之后，编制了年世界环境和发展大会之后，编制了中国中国2121世纪议程世纪议程郑重声明走郑重声明走可持续发展道路可持续发展道路的决心。的决心。各国政府推动绿色化学的措
12、施各国政府推动绿色化学的措施18（1 1）预防）预防(Prevention)(Prevention)。防止产生废物比在它产生后再处防止产生废物比在它产生后再处理或清除更好理或清除更好。（2 2）原子经济）原子经济(Atom Economy)(Atom Economy)。设计合成方法时，应尽设计合成方法时，应尽可能使用于生产加工过程的材料都进入最后的产品可能使用于生产加工过程的材料都进入最后的产品中中。（3 3）无害（或少害）的化学合成）无害（或少害）的化学合成(Less Hazardous(Less Hazardous Chemical Syntheses)Chemical Syntheses
13、)。无论在哪里，所设计的合成无论在哪里，所设计的合成方法应该对人类健康和环境具有小的或没有毒性。方法应该对人类健康和环境具有小的或没有毒性。绿色化学的绿色化学的12条原则条原则19（4 4）设计无危险的化学品）设计无危险的化学品(Design Safer Chemicals)(Design Safer Chemicals)。化学化学产品应该设计的使其有效地显示受期望的功能而毒性产品应该设计的使其有效地显示受期望的功能而毒性最小最小。（5 5）安全的溶剂和助剂。）安全的溶剂和助剂。所使用的辅助物质包括溶剂，分所使用的辅助物质包括溶剂，分离试剂，和其它物品当使用时都应是无害的。离试剂，和其它物品当
14、使用时都应是无害的。（6 6）设计要有能效。）设计要有能效。化学加工过程的能源要求应该考虑它化学加工过程的能源要求应该考虑它们的环境的和经济的影响并应该尽量节省。如果可能们的环境的和经济的影响并应该尽量节省。如果可能，合成方法应在室温和常压下进行。，合成方法应在室温和常压下进行。绿色化学的绿色化学的12条原则条原则20（7 7）使用可再生的原料。）使用可再生的原料。当技术上和经济上可行，原料和当技术上和经济上可行，原料和加工厂粗料都应可再生。加工厂粗料都应可再生。（8 8）减少衍生物。）减少衍生物。如果可能，尽量减少和避免利用衍生化如果可能，尽量减少和避免利用衍生化反应，因为，此种步骤需要添加
15、额外的试剂并且可能反应，因为，此种步骤需要添加额外的试剂并且可能产生废物。产生废物。（9 9）催化作用）催化作用(Catalysis)(Catalysis)。具有高选择性的催化剂比化学具有高选择性的催化剂比化学计量学的试剂优越的多计量学的试剂优越的多。绿色化学的绿色化学的12条原则条原则21（1010）设计要考虑降解。）设计要考虑降解。化学产品的设计应使它们在功能终化学产品的设计应使它们在功能终了时分解为无害的降解产物并不在环境中长期存在了时分解为无害的降解产物并不在环境中长期存在。（1111）为了预防污染进行实时分析。）为了预防污染进行实时分析。需要进一步开发新的分需要进一步开发新的分析方法
16、使可进行实时的生产过程监测并在有害物质形析方法使可进行实时的生产过程监测并在有害物质形成之前给予控制。成之前给予控制。（1212）防止事故发生的固有安全化学。）防止事故发生的固有安全化学。在化学过程中使用的在化学过程中使用的物质和物质形态的选择应使其尽可能地减少发生化学物质和物质形态的选择应使其尽可能地减少发生化学事故的潜在可能性，包括释放，爆炸以及着火等事故的潜在可能性，包括释放，爆炸以及着火等绿色化学的绿色化学的12条原则条原则22D探索利用化学反应的选择性（包括位置选择性，化学选探索利用化学反应的选择性（包括位置选择性，化学选择性和立体选择性），择性和立体选择性），这不仅与合成产品的效率
17、有关，这不仅与合成产品的效率有关，且可能影响产品的生态效应和对环境的友好程度。且可能影响产品的生态效应和对环境的友好程度。D发展和应用对人和环境无毒、无危险性的试剂和溶剂发展和应用对人和环境无毒、无危险性的试剂和溶剂，特别是开发以水或超临界流体为反应介质的化学反应。特别是开发以水或超临界流体为反应介质的化学反应。D大力开发新型环境友好催化剂。大力开发新型环境友好催化剂。D新型分离技术新型分离技术。主要研究发展趋势主要研究发展趋势23（一）绿色科技的含义（一）绿色科技的含义 绿色科技是以绿色科技是以保护人体健康和人类赖以生存的环境保护人体健康和人类赖以生存的环境，促进经济可持续发展为核心内容，促
18、进经济可持续发展为核心内容的所有科技活动的总的所有科技活动的总称。称。无论从内涵和外延都超越了环境科技，然而，它将无论从内涵和外延都超越了环境科技，然而，它将保护自然资源和生态环境作为主要价值目标之一，对我保护自然资源和生态环境作为主要价值目标之一，对我国环保事业发展将提供全方位和系统的技术支持，对全国环保事业发展将提供全方位和系统的技术支持，对全国科技发展具有重要指导意义国科技发展具有重要指导意义。中国中国2121世纪的绿色科技发展世纪的绿色科技发展24绿色科技为开发绿色产品，引导绿色消费、开拓未绿色科技为开发绿色产品，引导绿色消费、开拓未来市场和发展绿色产业创造机遇，已成为实施可持来市场和
19、发展绿色产业创造机遇，已成为实施可持续发展战略的重要内容。续发展战略的重要内容。自自2020世纪世纪9090年代初，工业发达国家相继采取措施，年代初，工业发达国家相继采取措施，使环保工作由污染治理向污染预防转变。使环保工作由污染治理向污染预防转变。国外绿色科技发展现状国外绿色科技发展现状2519941994年年7 7月，美国政府发布了月，美国政府发布了“面向可持续发展的未来技术面向可持续发展的未来技术”报告，强调指出环境技术发展的报告，强调指出环境技术发展的重心是预防重心是预防而不是治理已而不是治理已经发生的污染。经发生的污染。德国也努力致力于以绿色科技推动社会经济朝向良性循环方德国也努力致力
20、于以绿色科技推动社会经济朝向良性循环方向发展，并使其成为现代化发展的重要组成部分。一个成功向发展，并使其成为现代化发展的重要组成部分。一个成功的例子就是制成的例子就是制成“绿色电视绿色电视”，它具有耗电省、电磁辐射低，它具有耗电省、电磁辐射低、使用材料种类少且便于回收利用、避免过早淘汰等特点。、使用材料种类少且便于回收利用、避免过早淘汰等特点。加拿大联邦政府早在加拿大联邦政府早在19931993年就已制定年就已制定绿色计划绿色计划。日本政府非常重视日本政府非常重视节约资源和能源节约资源和能源，倡导和推广绿色技术，倡导和推广绿色技术，已把环境技术、电子技术和汽车技术并列为三大领先绿色技已把环境技
21、术、电子技术和汽车技术并列为三大领先绿色技术。术。国外绿色科技发展现状国外绿色科技发展现状26（二）环保事业对绿色科技的需求2121世纪初，我国国民经济的稳步增长和环境保护事世纪初，我国国民经济的稳步增长和环境保护事业的飞速发展，要求环境科技不仅要为污染治理提业的飞速发展，要求环境科技不仅要为污染治理提供技术支持，为管理提供决策依据，还要为预防可供技术支持，为管理提供决策依据，还要为预防可能出现的新污染问题提供可行的方案和措施。能出现的新污染问题提供可行的方案和措施。为什么要发展绿色化学为什么要发展绿色化学中国中国2121世纪的绿色科技发展世纪的绿色科技发展27 大力开发医药等精细化工产品的大
22、力开发医药等精细化工产品的 “原子经济原子经济”反应，反应，力争实现废物力争实现废物“零排放零排放”超临界超临界COCO2 2代替有毒、有害溶剂代替有毒、有害溶剂 利用可再生资源生产大宗有机化工产品利用可再生资源生产大宗有机化工产品 工农结合工农结合,生产超清洁生物柴油生产超清洁生物柴油 永恒的主题永恒的主题设计、生产和使用环境友好产品设计、生产和使用环境友好产品 回收废塑料、纤维等材料，走上回收废塑料、纤维等材料，走上“闭路循环闭路循环”之路之路绿色化学科技成果举例绿色化学科技成果举例28 Barry Trost：原子经济性：原子经济性(Atom Economy)概念概念 A B C D A
23、 B C 产物产物废物或副产物废物或副产物废物废物为零为零大力开发医药等精细化工产品大力开发医药等精细化工产品“原子经济原子经济”反反应，力争实现废物应，力争实现废物“零排放零排放”29工业部门工业部门每吨产品排放的废物（吨每吨产品排放的废物（吨/吨）吨）炼油炼油0.1大宗化学品大宗化学品15精细化工精细化工520制药制药25100不同工业部门生产中的废物排放量不同工业部门生产中的废物排放量制药、精细化工制药、精细化工更需开发原子经济反应更需开发原子经济反应大力开发医药等精细化工产品大力开发医药等精细化工产品“原子经济原子经济”反反应，力争实现废物应，力争实现废物“零排放零排放”30第一步第一
24、步第二步第二步第三步第三步第四步第四步第五步第五步第六步第六步布洛芬布洛芬Boots公司的公司的Brown方法方法原子经济性原子经济性 40%布洛芬布洛芬镇静、镇静、止痛药的生产止痛药的生产31第一步第一步第二步第二步第三步第三步BHC公司新公司新发明的绿色发明的绿色方法方法简单简单多了！多了！原子经济性原子经济性99%(包括醋酸包括醋酸)获获1997年美国总统年美国总统“绿色化学挑战奖绿色化学挑战奖”32 传统工艺传统工艺3-3-氯过苯甲酸氧化剂，原子经济性氯过苯甲酸氧化剂，原子经济性42%42%，产生，产生3-3-氯苯甲酸废物氯苯甲酸废物 绿色工艺绿色工艺负载锡的负载锡的 沸石催化剂，过氧
25、化氢氧化剂，沸石催化剂，过氧化氢氧化剂，原子经济性原子经济性86%86%，副产物只有水副产物只有水Baeyer-Villiger反应反应用于生产医药、塑料添加剂用于生产医药、塑料添加剂O+ClOOOHOO+ClOHO锡/沸石OClOOOH+OOClOOH+O+OO+H2O2H2O33医药、农药、功能化学品的研究医药、农药、功能化学品的研究绿色化学最活跃的前沿领域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，需要配套开发技结构，生产往往经过
26、多步反应，需要配套开发技术，才能推向工业化术，才能推向工业化34烃类氧化的烃类氧化的“原子经济原子经济”反应正在改进反应正在改进替代剧毒光气等原料的绿色技术，研究降低成替代剧毒光气等原料的绿色技术，研究降低成本本开发新一代苯与烯烃烷基化无毒无害固体酸催开发新一代苯与烯烃烷基化无毒无害固体酸催化剂化剂大宗有机化工产品的绿色生产技术大宗有机化工产品的绿色生产技术352020世纪世纪8080年代发明钛硅分子筛作为催化剂年代发明钛硅分子筛作为催化剂 采用采用H H2 2OO2 2为氧化剂为氧化剂 实现下列实现下列“原子经济原子经济”反应反应丙烯环氧化制丙烯环氧化制环氧丙烷环氧丙烷环己酮氨氧化制环己酮氨
27、氧化制环己酮肟环己酮肟苯酚氧化制苯酚氧化制对苯二酚对苯二酚烃类氧化的烃类氧化的“原子经济原子经济”反应正在改进反应正在改进362CH3CHCH2 2HOClCH3CHCH2OH Cl+ClOHCH3CHCH2+CH3CHCH2OHClClOHCH3CHCH2+Ca(OH)2CH3CHCH22O+CaCl22H2OH2O2CH3CHCH2H2OCH3CHCH2OTS-1次氯酸次氯酸石灰石灰废渣废渣 污水污水传统工艺传统工艺氯醇法氯醇法：原子经济性原子经济性=31%绿色工艺绿色工艺钛硅分子筛催化钛硅分子筛催化：原子经济性原子经济性=76%1-氯丙醇氯丙醇2-氯丙醇氯丙醇丙烯环氧化制环氧丙烷丙烯环氧
28、化制环氧丙烷37传统工艺传统工艺绿色工艺绿色工艺47%47%原子经济原子经济性性100%100%原子经济性原子经济性投资、成本低投资、成本低甲基丙烯酸甲酯的生产工艺甲基丙烯酸甲酯的生产工艺38挥发性有机溶剂有广泛用途挥发性有机溶剂有广泛用途涂料和油漆的溶剂涂料和油漆的溶剂泡沫塑料的发泡剂泡沫塑料的发泡剂微电子器件等的精密清洗微电子器件等的精密清洗服装干洗的清洗剂服装干洗的清洗剂化工生产过程中作为溶剂化工生产过程中作为溶剂2.超临界二氧化碳代替有毒、有害溶剂超临界二氧化碳代替有毒、有害溶剂39挥发性有机溶剂对环境的危害挥发性有机溶剂对环境的危害形成光化学烟雾形成光化学烟雾引起和加剧多种呼吸系统疾
29、病，增加癌症发病率引起和加剧多种呼吸系统疾病，增加癌症发病率导致谷物减产、橡胶硬化等，每年造成大量损失导致谷物减产、橡胶硬化等，每年造成大量损失二氟二氯甲烷等破坏地球大气中的臭氧层二氟二氯甲烷等破坏地球大气中的臭氧层2.超临界二氧化碳代替有毒、有害溶剂超临界二氧化碳代替有毒、有害溶剂40二氧化碳在常温下是气体，无色、无味、不燃二氧化碳在常温下是气体，无色、无味、不燃烧、化学性质稳定烧、化学性质稳定不会形成光化学烟雾，也不会破坏臭氧层不会形成光化学烟雾，也不会破坏臭氧层来源丰富，价格低廉来源丰富，价格低廉超临界二氧化碳可很好地溶解一般有机化合物超临界二氧化碳可很好地溶解一般有机化合物超临界二氧化
30、碳溶剂的优点超临界二氧化碳溶剂的优点41替代机械、电子、医药和干洗等行业中普遍采替代机械、电子、医药和干洗等行业中普遍采用的挥发性有机清洗剂用的挥发性有机清洗剂代替氟氯烃作泡沫塑料的发泡剂代替氟氯烃作泡沫塑料的发泡剂超临界超临界COCO2 2为溶剂，生产氟化物单体和聚合物为溶剂，生产氟化物单体和聚合物用超临界二氧化碳代替挥发性有机溶剂的应用用超临界二氧化碳代替挥发性有机溶剂的应用42 利用我国合成氨厂、炼油厂中制氢装置大利用我国合成氨厂、炼油厂中制氢装置大量排放的量排放的COCO2 2，开发（或引进），开发（或引进）超临界超临界COCO2 2技技术在房屋装修、泡沫塑料生产、服装干洗等中术在房屋
31、装修、泡沫塑料生产、服装干洗等中应用，形成新兴产业。应用，形成新兴产业。超临界二氧化碳代替有毒、有害溶剂的发展超临界二氧化碳代替有毒、有害溶剂的发展43主要的绿色水处理技术超临界水氧化法()高级氧化技术()电催化氧化法超声波降解技术膜处理技术44超临界流体当把处于气液平衡的物质升温升压时,热膨胀引起液体密度减少,而压力的升高使气、液两相的相界面消失成为一均相体系,这一点就是物质的临界点。当物质的温度、压力分别高于临界温度和临界压力时就处于超临界状态。45超临界水的原理及特征水的临界点为:374.3,22.05MPa46超临界状态下水的特异性质(1)与密度和溶解特性有关的重要因子介电常数的值,在
32、标准状态下大约为78.5,而温度在500的超临界状态下,水的介电常数急剧下降到2左右。(2)氧气等气体在通常状态下在水中的溶解度较低,但在超临界水中氧气、氮气等气体的溶解度空前提高,以至于可以任意比例与超临界水混合,而成为单一相。47超临界状态下水的特异性质（续）(3)气液相界面消失,流体的传输性能改善,具有低粘性和高扩散性,表面张力为零,向固体内部的细孔中的浸透能力非常强。48超临界水与普通水溶解度的对比49超临界水氧化法的定义超临界水氧化法正是利用超临界水的特性,使本来发生在液相或固相有机废料和气相氧气之间的多相反应转化为在超临界水中的均相氧化反应。废水中的有机污染物与氧化剂在超临界水中充
33、分反应,生成无毒无害的二氧化碳、水和其它简单小分子化合物,达到净化废水的目的。50超临界水氧化法原理有机化合物+2二氧化碳+水有机化合物中的杂原子+2 酸、盐、氧化物酸+无机盐51超临界水氧化法的优点(1)几乎所有的有机物,只要几秒至几分钟,就可以完全分解,分解率在99.99%以上,几乎全部被转化成二氧化碳、水、氮、无机盐等。52超临界水氧化法的优点（续）(2)盐类及金属等无机物以固体形式被分离回收,其他排到体系外的物质只是气体状物质CO2、N2、O2等以及处理干净的水。不产生二次污染。53超临界水氧化法的优点（续）(3)只要被处理废水中的有机物浓度在1%2%,就可以依靠反应过程中自身的氧化放
34、热来维持反应所需的温度。如果浓度更高,则放出更多的氧化热,这部分热能可以回收。54超临界水氧化法的优点（续）(4)处理装置可以设计成可移动式的、小型化的方便应用型设备。55超临界水氧化法的优点（续）(5)从经济上来考虑,有资料显示,与坑填法和焚烧法相比,超临界水氧化法处理废物年操作维修费较低,单位成本较低,具有一定的工业应用价值。56超临界水氧化法的处理效果57超临界水氧化法的适用范围化工、医药、食品、军事工业和核工业废水以及城市污水的处理。58需要解决的问题研究开发广谱性催化剂；有效控制高温高压；解决固体颗粒对设备的堵塞问题和抑制结垢；以最大效率回收热能；深入研究其热力学和动力学,使工程设计
35、和过程开发得以进行。59以植物为主的生物质资源是一个可再生的巨大以植物为主的生物质资源是一个可再生的巨大资源宝库，利用可再生资源可以消除污染，用资源宝库，利用可再生资源可以消除污染，用之不竭，实现可持续发展之不竭，实现可持续发展开发生物催化技术是关键开发生物催化技术是关键3.利用可再生资源生产大宗有机化工产品利用可再生资源生产大宗有机化工产品60绿色化学工艺绿色化学工艺绿色技术绿色技术 生物质（biomass)定义 利用太阳能通过光合作用（photosynthesis)生成的任何有机物质 2222)nOOCHOnHnCOn（绿色植物光61绿色化学工艺绿色化学工艺绿色技术绿色技术1.全球生物质储
36、量 生物质（Biomass）主要指木素纤维材料，纤维质生物是世界上生产和储存得最多的碳水化合物，据估计，每年陆地上会产生11.251011t生物质，海洋中则有0.440.551011t生物质。但利用率只有0.5左右。合计：1690亿吨 换算成能量约为石油年产量的15 20倍62绿色化学工艺绿色化学工艺绿色技术绿色技术生物质包括 林产物：树木（灌木、乔木）草类 农作物：粮食 秸秆麦草、稻草、玉米秆 海产物：各类海草 城市废弃物：报纸、天然纤维 63绿色化学工艺绿色化学工艺绿色技术绿色技术直接燃烧直接燃烧发酵产生沼气发酵产生沼气干馏制备甲醇干馏制备甲醇人造汽油人造汽油乙醇乙醇利用方法利用方法64绿
37、色化学工艺绿色化学工艺绿色技术绿色技术生物质生产酒精：谷物发酵制酒精有4000多年历史酒精作机动车燃料：l 福特公司早期汽车l 印地氨纳波利斯公交车至今用酒精l 巴西酒精占燃油消耗的一半65Du Pont和和 Genecor International等合作建等合作建成由玉米生产成由玉米生产1，3丙二醇丙二醇(PDO)装置，成装置，成本比化学法低本比化学法低15 Cargill DOW公司正在建设一个公司正在建设一个14万万t/a的聚的聚乳酸工厂，用于生产塑料、纤维乳酸工厂，用于生产塑料、纤维 国外生物技术生产大宗化工产品已取得突破国外生物技术生产大宗化工产品已取得突破66从生物质原料所制产品
38、的目标从生物质原料所制产品的目标产品种类产品种类生物质原料产品所占比例，生物质原料产品所占比例，%当前当前2020年年2090年年液体燃料液体燃料121050有机化学品有机化学品102590美国国家研究委员会美国国家研究委员会67可再生植物原料中现在使用的葡萄糖，正在开发可再生植物原料中现在使用的葡萄糖，正在开发低成本的蔗糖，最后使用木质素纤维低成本的蔗糖，最后使用木质素纤维生物催化、化学法的组合生物催化、化学法的组合组织多学科合作，加强研究组织多学科合作，加强研究利用可再生资源生产大宗有机化工产品的研究利用可再生资源生产大宗有机化工产品的研究68生物柴油的特点生物柴油的特点减少汽车尾气中减少
39、汽车尾气中SOxSOx和颗粒物排放和颗粒物排放整个过程少排放整个过程少排放COCO2 2，减少温室效应，减少温室效应 本身无毒、无害，能自行分解回归自然本身无毒、无害，能自行分解回归自然具有一定的润滑性，从而延长机动车的寿命具有一定的润滑性，从而延长机动车的寿命燃烧热值稍低，倾点较高，影响低温启动燃烧热值稍低，倾点较高，影响低温启动 4、工农结合、工农结合,生产超清洁生物柴油生产超清洁生物柴油69植物油与甲醇（乙醇）酯交换制得植物油与甲醇（乙醇）酯交换制得 棉籽油、棕榈油、椰子油、菜籽油、野生植物油棉籽油、棕榈油、椰子油、菜籽油、野生植物油以及海藻等以及海藻等化学法化学法液碱催化液碱催化固体碱
40、催化固体碱催化二段催化二段催化酶催化酶催化生物柴油的制造生物柴油的制造70目前欧共体年产生物柴油目前欧共体年产生物柴油7070万吨，万吨，20032003年规划达到年规划达到230230万吨，万吨，20102010年达到年达到830830万吨。万吨。德国生物柴油的年产量已达德国生物柴油的年产量已达4040万吨，已有万吨，已有700700多个多个加油站销售生物柴油。加油站销售生物柴油。法国许多石油柴油中已调配有生物柴油，哥本哈根法国许多石油柴油中已调配有生物柴油，哥本哈根、里斯本等欧洲城市的公共汽车已经使用生物柴油、里斯本等欧洲城市的公共汽车已经使用生物柴油 美国美国3030万吨万吨/年，日本年
41、，日本4040万吨万吨/年生物柴油生产能力年生物柴油生产能力生物柴油在国外已经销售使用生物柴油在国外已经销售使用71超清洁柴油超清洁柴油有利于增产柴油、调整柴汽比有利于增产柴油、调整柴汽比减少原油进口，多一条运输能源安全保障的途减少原油进口，多一条运输能源安全保障的途径径多一条农林业增产、增收途径多一条农林业增产、增收途径关键是植物油成本高，难与石油柴油竞争关键是植物油成本高，难与石油柴油竞争我国发展生物柴油的意义、问题及对策我国发展生物柴油的意义、问题及对策72对策：对策：政府支持政府支持与农业生产结合（农业加工工业）与农业生产结合（农业加工工业）种植低成本油料作物种植低成本油料作物 改进工
42、艺，利用副产品（甘油、润滑剂、清洁改进工艺，利用副产品（甘油、润滑剂、清洁溶剂等）降低成本溶剂等）降低成本我国发展生物柴油的意义、问题及对策我国发展生物柴油的意义、问题及对策73 环境友好产品环境友好产品在加工和应用过程中及在加工和应用过程中及功能消失之后均不会对人类健康和生态环境功能消失之后均不会对人类健康和生态环境产生危害产生危害 永恒的主题永恒的主题设计、生产和使用环境友好产品设计、生产和使用环境友好产品7419961996年至年至20012001年获奖项目年获奖项目Rohm&HaasRohm&Haas公司的公司的Sea-NineSea-NineTMTM海洋生物防垢剂海洋生物防垢剂Alb
43、right&WilsonAlbright&Wilson公司的低毒性、能快速降解的公司的低毒性、能快速降解的THPSTHPS杀杀菌剂菌剂Rohm&HaasRohm&Haas公司对一类安全高效、具有选择性杀虫效公司对一类安全高效、具有选择性杀虫效果的果的ConfirmConfirmTMTM杀虫剂家族的发明和应用杀虫剂家族的发明和应用Dow AgroSciences LLCDow AgroSciences LLC公司发明的新型天然杀虫剂产品公司发明的新型天然杀虫剂产品SpinosadSpinosadDow AgroSciencesDow AgroSciences公司的公司的SentriconSent
44、ricon白蚁巢穴杀灭系统白蚁巢穴杀灭系统 PPGPPG公司的公司的Enviro-Prime 2000Enviro-Prime 2000无铅无铅凃凃层层美国美国“总统绿色化学挑战奖总统绿色化学挑战奖”的的设计更安全化学品奖设计更安全化学品奖75“闭路循环闭路循环”回收的实例：从尼龙地毯中回收己内回收的实例：从尼龙地毯中回收己内酰胺酰胺 Du PontDu Pont公司旧地毯送回工厂，从底层除去地毯纤公司旧地毯送回工厂，从底层除去地毯纤维，碾碎成尼龙细绒，再混合成型利用维，碾碎成尼龙细绒，再混合成型利用Allied SignalAllied Signal和和DSMDSM公司，化学反应除去聚丙烯和
45、公司，化学反应除去聚丙烯和衬里、填充物，再回收己内酰胺衬里、填充物，再回收己内酰胺5、废塑料、纤维等材料的回收，走上、废塑料、纤维等材料的回收，走上“闭路循闭路循环环”之路之路76 废塑料、纤维等的回收，关键是建立起垃圾的分类废塑料、纤维等的回收，关键是建立起垃圾的分类回收系统回收系统从易回收的废塑料入手，与销售部门联合回收电冰从易回收的废塑料入手，与销售部门联合回收电冰箱、洗衣机、电视机等家电产品的聚苯乙烯塑料，箱、洗衣机、电视机等家电产品的聚苯乙烯塑料，与饮料工厂合作，回收废聚酯瓶与饮料工厂合作，回收废聚酯瓶组织多学科合作开发技术，包括引进个别新技术组织多学科合作开发技术，包括引进个别新技
46、术废塑料、纤维等材料的回收，走上废塑料、纤维等材料的回收，走上“闭路循环闭路循环”之路的对策之路的对策77绿色化学绿色化学 从科学观点看从科学观点看化学科学基础的创新化学科学基础的创新 从环境观点看从环境观点看从源头上消除污染从源头上消除污染 从经济观点看从经济观点看合理利用资源和能源，合理利用资源和能源，降低生产成本降低生产成本 符合经济和社会可持续发展的要求符合经济和社会可持续发展的要求绿色化学的前景与展望绿色化学的前景与展望78推动绿色化学的进展推动绿色化学的进展加强宣传、教育，特别是中学、大学的教育中加强宣传、教育，特别是中学、大学的教育中引入绿色化学的内容引入绿色化学的内容政府制订政策、立法，推动绿色化学技术的开政府制订政策、立法，推动绿色化学技术的开发和利用，从企业效益和社会效益来整体考虑发和利用，从企业效益和社会效益来整体考虑绿色技术的开发利用绿色技术的开发利用化学、化工、机械、生物、材料、信息多学科化学、化工、机械、生物、材料、信息多学科与各种专业合作来开发绿色技术，推动应用与各种专业合作来开发绿色技术，推动应用7980
