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绿色化学简介
2009-10-21 | 编辑: | 【 】【打印】【关闭

1、什么是绿色化学?

  绿色化学是一门新兴的化学分支,以“原子经济性”为原则,研究如何在产生目的产物的过程中充分利用原料,减少有害物质的释放。绿色化学旨在从物质产生的源头控制废物的产生,减少对环境的污染。

2、绿色化学十二条原则

 Paul Anastas和John C Warner提出绿色化学的12项原则[1]:

  1.防止废物:设计化学合成方法防止废物的产生,从而无需进行废物的处理。

  2. 设计更安全的化合物和产物:设计更有效,而且低毒或无毒的化合物。

  3.降低化学合成方法的危险性:降低或消除生成产物的合成方法对人类及环境的毒性。

  4.使用可再生的原料:使用可再生的原料而非消耗型原料;可再生的原料一般来源于农产品或是其他过程产生的废物;消耗型原料一般来源于,石油天然气煤矿物等。

  5.使用催化剂而非当量试剂:通过催化反应将废物的量降到最低。催化剂是指少量而可以多次催化反应进行的试剂,而当量试剂一般过量且只能反应一次。

  6.避免化合物的衍生物:避免使用保护基团或其他暂时的修饰,衍生物的产生将使用额外的试剂,并产生废物。

  7.使原子经济最大化:最大比例的利用起始反应物的原子。

  8.使用更安全的溶剂和反应条件:避免使用溶剂,混合物分离试剂,和其他的辅助化合物。如果必须使用这些化合物,选择无害的物质。如果需要使用溶剂,尽量选择水。

  9.提高能源效率:可能的话,在常温常压下进行反应。

  10.设计可降解的产物:产物在使用后,应可降解,而不会在环境累积。

  11.全程分析并防止污染:再生产过程中进行全程监控,以减少或消除副产物的生成。

  12.使事故的可能性降到最低:设计化合物及其状态(固态,液态,气态),以降低爆炸,火灾,泄漏发生的可能性。

3、原子经济性

 在过去化工生产所用的公式为:

  产率或收率(%) = (目前产品的质量/理论上原料变成目的产品所应得的产品质量) × 100%

 现在化工生产所用的公式为:

  原子经济性或原子利用率(%) = (被利用原子质量/反应中所使用全部反应物分子的质量) × 100%

  提高原子经济性的主要方式有三种:

  开发新催化材料

  寻找新反应加工途径

  采用新合成原料

  2005年,野一良治(Ryoji Noyori)指出绿色化学中三个重大的发展:使用超临界二氧化碳作为绿色溶剂;水相过氧化氢的清洁氧化反应;在不对称合成中使用氢气。[2]

参考资料:

  [1]Pursuing practical elegance in chemical synthesis Ryoji Noyori Chemical Communications, 2005, (14), 1807 - 1811 Abstract

  [2]闵恩泽、吴魏编著(2003年2月).《绿色化学与化工》.五南出版.ISBN 957-11-3191-1.

(引自:维基百科网)

   

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