绿色化学的研究成果

① 绿色化学的可研究内容

（1）从源头制止污染，而不是在末端治理污染。

（2）合成方法应具备“原子专经济性”原则，属即尽量使参加反应过程的原子都进入最终产物。

（3）在合成方法中尽量不使用和不产生对人类健康和环境有毒有害的物质。

（4）设计具有高使用效益低环境毒性的化学产品。

（5）尽量不用溶剂等辅助物质，不得已使用时它们必须是无害的。

（6）生产过程应该在温和的温度和压力下进行，而且能耗最低。

（7）尽量采用可再生的原料，特别是用生物质代替石油和煤等矿物原料。

（8）尽量减少副产品。

（9）使用高选择性的催化剂。

（10）化学产品在使用完后能降解成无害的物质并且能进入自然生态循环。

（11）发展适时分析技术以便监控有害物质的形成。

（12）选择参加化学过程的物质，尽量减少发生意外事故的风险。

② 什么是绿色化学

20世纪90年代初，化学家提出与传统的“治理污染”观念不同的“绿色化学”的观念，它要求任何一个化学有关的活动（包括化学原料的使用、化学和化学工程以及最终产品）对人类的健康和环境都应该是友好的。绿色化学的理想在于不再使用有毒、有害的物质，不再产生废物。从科学观点看，绿色化学是化学科学基础内容的更新；从环境观点看，它强调从源头上消除污染；从经济观点看，它提倡合理利用资源和能源，降低生产成本，这是符合可持续发展要求的。 绿色化学的基本原则： ①防治污染的产生优于治理产生的污染； ②原子经济性（设计的合成方法应将反应过程中所用的材料，尽可能全部地转化到最终产品中）； ③只要可行，应尽量采用对人类和环境低毒或无毒的合成路线； ④设计的化学品应能保留其功效，降低其毒性； ⑤应尽可能避免使用辅助物质（如溶剂、分离试剂等），如使用也应是无毒的； ⑥应考虑到能源消耗对环境和经济的影响，并应尽量少地使用能源（在常温、常压下进行）； ⑦只要技术和经济上可行，原料应是可再生的，而不是即将耗竭的； ⑧尽量避免不必要的衍生步骤（阻断基团、保护和脱保护等）； ⑨催化剂（尽可能好的选择性）优于化学计量性试剂； ⑩化工产品在完成其使命后，应能降解为无害的物质，而不应残留在环境中； 应进一步发展分析方法，使有害物质在生成前能够进行即时在线跟踪和控制； 在化学转换过程中，所选用的物质和物质的形态尽可能地降低发生化学事故的可能性（包括泄漏、爆炸、火灾等）。 上述12项绿色化学的原则，反映了近年来在绿色化学领域中所开展的多方面的研究工作内容，也指明了未来发展绿色化学的方向，目前逐渐为国际化学界所接受。 化学反应的“原子经济性”（Atom economy）概念是绿色化学的核心内容之一，最早由美国斯坦福大学的B．M．Trost教授提出，他针对传统上一般仅用经济性来衡量化学工艺是否可行的做法，明确指出应该用一种新的标准来评估化学工艺过程，即选择性和原子经济性，原子经济性考虑的是在化学反应中究竟有多少原料的原子进入到了产品之中，这一标准既要求尽可能地节约不可再生资源，又要求最大限度地减少废弃物排放。理想的原子经济反应是原料分子中的原子百分之百地转变成产物，不产生副产物或废物，实现废物的“零排放”（Zero emission）。“原子经济性”的概念目前也被普遍承认。B．M．Trost获得1998年美国“总统绿色化学挑战奖”的学术奖。 （2）绿色化学在行动 绿色化学作为未来化学工业发展的方向和基础，越来越受到各国政府、企业和学术界的关注。例如，1995年在美国设立了“总统绿色化学挑战奖”，旨在奖励在创造性研究、开发和应用绿色化学基本原理方面取得杰出成就的个人、集体或组织。它共包括5个奖项：学术奖、中小企业奖、新合成路线奖、新工艺奖和安全化学品设计奖。 在1998年出版的《绿色化学的理论与实践》一书是绿色化学的经典之作，其中详细阐述了绿色化学的定义、原则、评估方法及发展趋势。由英国皇家化学会主办的国际性杂志《绿色化学》于1999年创刊，其内容涉及清洁化工生产技术的多方面研究成果、综述和其他信息，并涵盖了国际上通过化学品的应用或加工来减轻对环境影响的学术研究活动。 沿着一些美国绿色化学奖的颁奖轨迹，我们可以看出目前绿色化学工艺与技术研究的主要成果和趋势： ①开发“原子经济性”反应 近年来，开发原子经济性反应已成为绿色化学研究的热点之一。例如，环氧丙烷是生产聚氨酯塑料的重要原料，传统上主要采用二步反应的氯醇法，不仅使用可能带来危险的氯气，而且还产生大量污染环境的含氯化钙废水，国内外均在开发催化氧化丙烯制环氧丙烷的原子经济反应新方法。再如，EniChem公司采用钛硅分子筛催化剂，将环己酮、氨、过氧化氢反应，可直接合成环己酮肟。对于已在工业上应用的原子经济反应，也还需要从环境保护和技术经济等方面继续研究和改进。实现反应的高原子经济性，就要通过开发新的反应途径、用催化反应代替化学计量反应等手段，1997年的新合成路线奖的获得者BCH公司的工作即是一个很好的例证。该公司开发了一种合成布洛芬的新工艺（布洛芬是一种广泛使用的非类固醇类的镇静、止痛药物），传统生产工艺包括6步化学计量反应，原子的有效利用率低于40%，新工艺采用3步催化反应，原子的有效利用率达80%，如果再考虑副产物乙酸的回收利用，则原子利用率达到99%。 ②采用无毒、无害的原料 为了人类健康和环境安全，需要用无毒无害的原料代替有毒有害的原料生产所需的化工产品。例如，Monsanto公司以无毒无害的二乙醇胺为原料，经过催化脱氢，开发了安全生产氨基二乙酸钠的工艺，改变了过去的以氨、甲醛和氢氰酸为原料的二步合成路线，并因此获得了1996年美国总统绿色化学挑战奖中的新合成路线奖。另外，国外还开发了由异丁烯生产甲基丙烯酸甲酯的新合成路线，取代了以丙酮和氢氰酸为原料的丙酮氰醇法。 ③采用无毒、无害的催化剂 目前烃类的烷基化反应一般使用氢氟酸、硫酸、三氯化铝等液体酸性催化剂，这些催化剂的共同缺点，是对设备的严重腐蚀、对人身的危害和产生废渣、污染环境等。目前，国内外正从分子筛、杂多酸、超强酸等新催化材料中大力开发烷基化的固体酸催化剂。例如，异丁烷与丁烯的烷基化是炼油工业中提供高辛烷值组分的一项重要工艺，目前主要使用氢氟酸或硫酸为催化剂，有些公司开发了一种负载型磺酸盐/SiO2催化剂和固体酸催化的异丁烷/丁烯烷基化新工艺。 ④采用无毒、无害的溶剂、助剂 大量与化工生产相关的污染问题，不仅来源于原料和产品，而且来源于制造过程中使用的物质，最常见的是反应介质、配方和分离中所用的溶剂。当前广泛使用的溶剂是挥发性有机化合物，使用过程中有的会破坏臭氧层，有的会危害人体健康，因此，需要限制这类溶剂的使用。采用无毒无害的溶剂代替挥发性有机化合物溶剂已成为绿色化学的重要研究方向。目前，最活跃的研究项目是开发超临界流体，特别是超临界二氧化碳作溶剂。1997年的学术奖授予North Carolina大学的J．M．DeSimone教授，奖励他设计了一类表面活性剂，这种表面活性剂是亲二氧化碳的物质，可以产生亲二氧化碳和亲溶质的两性作用，从而使得二氧化碳可广泛地作为溶剂使用以代替含卤素的常规有机溶剂。 除采用超临界溶剂外，还有研究水或近临界水作为溶剂以及有机溶剂/水相界面反应。以水为介质的有机合成反应是环境友好合成反应的一个重要组成部分，水相中的有机反应，操作简便、安全，没有有机溶剂的易燃、易爆等问题，资源丰富、成本低、无污染。虽然水是潜在的环境友好的反应介质，但以水为介质必然引出许多新问题，如有机底物在水中的疏水作用，反应底物和试剂在水中的稳定性，水中大量存在的氢键对反应的影响，有可能改变反应的机理等，因此，水相有机合成反应的研究成为有机合成化学一个活跃的研究领域。2001年美国“总统绿色化学挑战奖”的学术奖授予我国在美学者李朝军教授，也表明水相有机反应的研究正在受到越来越多的关注。李朝军教授在设计和发展水中和空气中进行过渡金属介入和催化有机反应方面取得了一系列引人瞩目的创新成果，水相催化反应在药物合成、精细化学品合成以及高聚物的合成等方面都有广阔的应用前景，为传统上只能在惰性气体和有机溶剂中进行的有机合成反应开辟了崭新的领域。 ⑤利用可再生的资源合成化学品 利用可再生的生物量（Biomass、生物原料）代替当前广泛使用的不可再生的石油，是一个具有重大意义的长远发展方向。将生物质转化为动物饲料、工业化学品和燃料的技术是十分活跃的研究领域。美国的M．Holtzapple教授在这方面取得了杰出的成就，获得了1996年的美国“总统绿色化学挑战奖”的学术奖。 虽然，对于某些生物催化剂是否会导致污染还没有明确的结论，但总的来说，生物转化非常符合绿色化学的要求，具有高效、高选择性和清洁生产的特点，反应产物单纯，易分离纯化，可避免使用贵金属和有机溶剂，能源消耗低，可以合成一些化学方法难以合成的化合物。1996年美国总统绿色化学挑战奖中的学术奖授予Taxas A & M大学M．Holtzapple教授，就是由于其开发了一系列技术，把废生物质转化成动物饲料、工业化学品和燃料。著名化学家Chi－Huey Wong以在酶促反应所取得的引人注目的创新成就获得了2000年美国“总统绿色化学挑战奖”。 ⑥环境友好产品 随着环境保护成为现代社会的共识，社会越来越需要环境友好的产品，各国政府制定的标准，对产品在这方面的质量要求也不断提高。例如，机动车燃料，随着环境保护要求的日益严格，为了减小由汽车尾气中一氧化碳以及烃类引发的臭氧破坏和光化学烟雾等空气污染，美国政府逐步推广使用新配方汽油，它要求限制汽油的蒸汽压和苯的含量，还将逐步限制芳烃和烯烃含量，要求在汽油中加入含氧化合物（如甲基叔丁基醚、甲基叔戊基醚）。这种新配方汽油质量要求的提高，已推动了有关炼油技术的发展。再如，从1996年美国总统绿色化学挑战奖的安全化学品设计奖，授予了Rohm&Haas公司，由于其开发成功一种环境友好的海洋生物防垢剂，用于阻止海洋船底污物的形成。中小企业奖授予了Donlar公司，因其开发了两个高效工艺以生产热聚天冬氨酸，它是一种代替丙烯酸的生物可降解产品。 （3）我国绿色化学的活动 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组织了《绿色化学与技术—推进化工生产可持续发展的途径》院士咨询活动，对国内外绿色化学的现状与发展趋势进行了大量调研，并结合国内情况，提出了发展绿色化学与技术、消灭和减少环境污染源的七条建议。1997年由国家自然科学基金委和中国石油化工总公司联合资助的“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》正式启动，项目涉及我国石油化工的一些重要过程，即导向基础性研究、技术可行性的初步探索和技术可行与经济合理性的重点探索三个层次，开展采用无毒无害原料、催化剂和“原子经济”反应等新技术的探索研究，为解决现有生产工艺存在的环境问题奠定基础。同年，为实施科教兴国战略，实现到2010年以及21世纪中叶我国经济、科技和社会发展的宏伟目标，确保科技自身发展能力不断增强，迎接新世纪挑战的迫切需要而制定的《国家重点基础研究发展规划》，也将绿色化学的基础研究项目作为支持的重要方向之一。此外，一些大专院校也纷纷成立了专门的绿色化学研究机构。

③ 绿色化学有哪些主要内容

绿色化学涉及有机合成、催化、生物化学、分析化学等学科，内容广泛。绿色版化学倡导用化权学的技术和方法减少或停止那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂和试剂、产物、副产物等的使用与产生。

绿色化学的定义是在不断地发展和变化的。刚出现时，它更多的是代表一种理念、一种愿望。但随着学科发展，它本身在不断的发展变化中逐步趋于实际应用，且其发展与化学密切相关。

绿色化学倡导用化学的技术和方法减少或停止那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂和试剂、产物、副产物等的使用与产生。

(3)绿色化学的研究成果扩展阅读

绿色化学最初发端于美国。1984年美国环保局(EPA)提出“废物最小化”，基本思想是通过减少产生废物和回收利用废物以达到废物最少，初步体现绿色化学的思想。但废物最小化不能涵盖绿色化学整体概念，它只是一个化学工业术语，没有注重绿色化学生产过程。

1989年美国环保局又提出了“污染预防”的概念，指出最大限度地减少生产场地产生的废物，包括减少使用有害物质和更有效地利用资源，并以此来保护自然资源初步形成绿色化学思想。

④ 什么是绿色化学研究及其发展趋势

什么是绿色化学研究及其发展趋势
绿色化学是一门具有明确的社会需求和科学专目标的新兴交叉学科属.绿色化学具有丰富的内涵,并与生物学、物理学、计算机科学、材料科学和地学等学科有密切的联系.绿色化学的实施,需要上述学科的知识做基础并带动这些学科的发展.从科学观点认识,绿色化学是对传统化学思维方式的更新和发展；从环境观点认识,它是从源头上消除污染；从经济观点认识,它是合理利用资源和能源,降低生产成本,符合经济可持续发展的要求.
绿色化学又称环境无害化学或环境友好化学,它从源头上避免和消除对生态环境有毒有害的原料、催化剂、溶剂和试剂的使用和产物、副产物的产生,力求使化学反应具有“原子经济”性,实现废物的“零排放”.因此,绿色化学是发展生态经济和工业的关键,是实现可持续发展战略的重要组成部分.

⑤ 绿色化学主要研究领域有哪些

“绿色化学”由美国化学会（ACS）提出，目前得到世界广泛的响应。其核心是利用化版学原理从源头上减权少和消除工业生产对环境的污染；反应物的原子全部转化为期望的最终产物。
绿色化学的研究领域
1、室温离子液体研究与应用 2、超临界流体 3、全氟烃 4、水相反应
http://wenku..com/view/6d6a30343968011ca3009167.html

⑥ 绿色化学与化工的研究的主要内容有哪些

①使用无毒无害的原料； ②利用可再生资源； ③新型催化剂的开发研究； ④不同反应介质的研究； ⑤寻找新的转化方法； ⑥设计对人类健康和环境安全的化学产品。

⑦ 绿色化学研究的前沿领域

材料、能源这两个领域现在最前沿了

⑧ 绿色化学研究性学习报告8000字

浅谈食盐和人体健康的关系 食盐，学名氯化钠NACL，是我们人类生存和发展中不可缺少的物质。 盐分在人体当中是不可或缺的，如果我们身体中缺少了盐分，我们就会感到全身乏力、头昏、没有食欲

⑨ 绿色化学的研究成果

1.开发原子经济反应
Trost在1991年首先提出了原子经济性(Atom economy 的概念，即原料分子中究竟有百分之几的原子转化成了产物。理想的原子经济反应是原料分子 中的原子百分之百地转变成、产物，不生副产物或废物。实现废物的零排放(Zeroemission)。对于大宗基本有机原料的生产来说，选择原子经济反应十分重要。
近年来，开发新的原子经济反应已成为绿色化学研究的热点之一。国内外均在开发钛硅分子筛上催化氧化丙烯制环氧丙烷的原子经济新方法。此外， 针对钛硅分子筛催化反应体系，开发降低钛硅分子筛合成成本的技术，开发与反应匹配的工艺和反应器仍是今后努力的方向。
在已有的原于经济反应如烯烃氢甲酰化反应中。虽然反应已经是理想的。但是原用的油溶性均相铑络合催化剂与产品分离比较复杂，或者原用的钴催 化剂运转过程中仍有废催化剂产生，因此对这类原子经济反应的催化剂仍有改进的余地。所以近年来开发水溶性均相络合物催化剂已成为一个重要的研究领域。由于水溶性 均相络合物催化剂与油相产品分离比较容易。再加以水为溶剂，避免了使用挥发性有机溶剂，所拟开发水溶性均相络合催化剂也已成为国际上的研究热点。除水溶性铑-膦 络合物已成功用于丙烯氢甲酰化生产外，近年来水溶性铑-膦、钌-膦、钯-膦络合物在加氢二聚、选择性加氢、C一C键偶联等方面也已获得重大进展，C6以上烯烃氨甲酰化 制备高碳醛、醇的两相催化体系的新技术国外正在积极研究。以上可见，对于已在工业上应用的原子经济反应。也还需要从环境保护和技术经济等方面继续研究。加以改进。
2.采用无毒、无害的原料
为使制得的中间体具有进一步转化所需的官能团和反应性，在现有化工生产中仍使用剧毒的光气和氢氰酸等作为原料。为了人类健康和社区安全。 需要用无毒无害的原料代替它们来生产所需的化工产品。
在代替剧毒的光气作原料生产有机化工原料方面。Riley等报道了工业上已开发成功一种由胺类和二氧比碳生产异氰酸酯的新技术。在特殊的反应体系 中采用一氧化碳直接羰化有机胺生产异氰酸酯的工业化技术也由Manzer，;开发成功。Tundo报道了用二氧化碳代替光气生产碳酸二甲酯的新方法。Komiya研究开发了在固态熔融的状态下。采用双酚A和碳酸二甲酯聚合生产聚碳酸酯的新技术。它取代了常规的光气合成路线。并同时实现了两个绿色化学目标。一是不使用有毒有害的原料，二是 由于反应在熔融状态下进行。不使用作为溶剂的可疑的致癌物一甲基氯化物。
关于代替剧毒氢氰酸原料，Monsanto公司从无毒无害的二乙醇胺原料出发。经过催化脱氢。开发了安全生产氨基二乙酸钠的工艺，改变了过去的拟氨、甲醛和氢氰酸为原料的二步合成路线。并因此获得了1996年美国总统绿色化学挑战奖中的变更合成路线奖。
3.采用无毒、无害的催化剂
目前烃类的烷基化反应一般使用氧氟酸、硫酸、三氯化铝等液体酸催化剂。这些液体催化剂共同缺点是，对设备的腐蚀严重、对人身危害和产生废渣、 污染环境。为了保护环境。多年来国外正从分子筛、杂多酸、超强酸等新催化材料中大力开发固体酸烷基化催化剂。其中采用新型分子筛催化剂的乙苯液相烃他技术引人注 目，这种催化剂选择性很高。乙苯重量收率超过99.6%。而且催化剂寿命长。还有一种生产线性烷基苯的固体酸催化剂替代了氢氟酸催化剂，改善了生产环境，已工业化。在 固体酸烷基化的研究中。还应进一步提高催化剂的选择性。以降低产品中的杂质含量; 提高催化剂的稳定性。以延长运转周期;降低原料中的苯烯比。以提高经济效益。异丁烷与丁烯的烷基化是炼油工业中提供高辛烷值组分的一项重要工艺。近年新配方汽油的出现，限制汽油中芳烃和烯烃含量更增添了该工艺的重要性。目前这种工艺使用氢氟酸或硫酸为催化剂。
4.采用无毒、无害的溶剂
大量与化学品制造相关的污染问题不仅来源于原料和产品，而且源自在其制造过程中使用的物质。最常见的是在反应介质、分离和配方中所用的溶剂。 当前广泛使用的溶剂是挥发性有机化合物(VOC)。其在使用过程中有的会引起地面臭氧的形成。有的会引起水源污染。因此。需要限制这类溶剂的使用。采用无毒无害的溶剂代替挥发性有机化合物作溶剂已成为绿色化学的重要研究方向。
在无毒无害溶剂的研究中。最活跃的研究项目是开发超临界流体（SCF)。特别是超临界二氧化碳作溶剂。超临界二氧化碳是指温度和压力均在其临界点 (3llC、7477.7gkPa)以上的二氧化碳流体。它通常具有液体的密度。因而有常规液态溶剂的溶解度;在相同条件下。它又具有气体的粘度，因而又具有很高的传质速度。而且 由于具有很大的可压缩性。流体的密度、溶剂溶解度和粘度等性能均可由压力和温度的变化来调节。超临界二氧化碳的最大优点是无毒、不可燃、价廉等。
除采用超临界溶剂外。还有研究水或近临界水作为溶剂以及有机溶剂/水相界面反应。采用水作溶剂虽然能避免有机溶剂，但由于其溶解度有限，限制了 它的应用，而且还要注意废水是否会造成污染。在有机溶剂/水相界面反应中。一般采用毒性较小的溶剂(甲苯)代替原有毒性较大的溶剂，如二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、醋酸等。采用无溶剂的固相反应也是避免使用挥发性溶剂的一个研究动向，如用微波来促进固、固相有机反应。
5.利用可再生的资源合成化学品
利用生物量(生物原料)(Biomass)代替当前广泛使用的石油，是保护环境的一个长远的发展方向。1996年美国总统绿色化学挑战奖中的学术奖授予TaxaA大学M. Holtzapp教授，就是在于其开发了一系列技术。把废生物质转化成动物饲料、工业化学品和燃料。
物质主要由淀粉及纡维素等组成。前者易于转化为葡萄糖，而后者则由于结晶及与木质素共生等原因，通过纤维素酶等转比为葡萄糖，难度较大。Frost 报道以葡萄糖为原料，通过酶反应可制得己二酸、邻苯二酚和对苯二酚等。尤其是不需要从传统的苯开始采制运作为尼龙原料的己二酸取得了显著进展。由于苯是已知的致癌物质，以经济和技术上可行的方式，从合成大量的有机原料中去除苯是具有竞争力的绿色化学目标。
另外,Gfoss首创了利用生物或农业废物如多糖类制造新型聚合物的工作。由于其同时解决了多个环保问题，因此引起人们的特别兴趣。其优越性在于聚合物原料单体实现了无害化，生物催化转化方法优于常规的聚合方法，Gross的聚合物还具有生物降解功能。
6.环境友好产品
在环境友好产品方面。从1996年美国总统绿色化学挑战奖看，设计更安全化学品奖授予RohmHaas公司。由于其开发成功一种环境友好的海洋生物防垢剂。 小企业奖授予Donlar公司。 因其开发了两个高效工艺以生产热聚天冬氨酸，它是一种代替丙烯酸的可生物降解产品。
在环境友好机动车燃料方面，随着环境保护要求的日益严格。1990年美国清洁空气法(修正案)规定，逐步惟广使用新配方汽油，减小由汽车尾气中的一氧化碳以及烃类引发的臭氧和光化学烟雾等对空气的污染。新配方汽油要求限制汽油的蒸汽压、苯含量，还将逐步限制芳烃和烯烃含量。还要求在汽油中加入含氧化合物，比如甲基叔丁基醚、甲基叔戊基醚。这种新配方汽油的质量要求已推动了汽油的有关炼油技术的发展。
柴油是另一类重要的石油炼制产品。对环境友好柴油。美国要求硫含量不大于0.05%，芳烃含量不大于20%，同时十六烷值不低于40;瑞典对一些柴油要求更严。为达到上述目的，一是要有性能优异的深度加氢脱硫催化剂;二是要开发低压的深度脱硫/芳烃饱和工艺。国外在这方面的研究已有进展。
此外，保护大气臭氧层的氟氯烃代用品已在开始使用。防止“白色污染”的生物降解塑料也在使用。

⑩ 什么是绿色化学

名称解释
按照美国《绿色化学》(GreenChemistry)杂志的定义，绿色化学是指:在制造和应用化学产品时应有效利用(最好可再生)原料,消除废物和避免使用有毒的和危险的试剂和溶剂。而今天的绿色化学是指能够保护环境的化学技术.它可通过使用自然能源,避免给环境造成负担、避免排放有害物质.利用太阳能为目的的光触媒和氢能源的制造和储藏技术的开发，并考虑节能、节省资源、减少废弃物排放量。 绿色化学又称“环境无害化学”、“环境友好化学”、“清洁化学”，绿色化学是近十年才产生和发展起来的，是一个 “新化学婴儿”。它涉及有机合成、催化、生物化学、分析化学等学科,内容广泛。绿色化学的最大特点是在始端就采用预防污染的科学手段，因而过程和终端均为零排放或零污染。世界上很多国家已把“化学的绿色化”作为新世纪化学进展的主要方向之一。
编辑本段提出背景
化学在为人类创造财富的同时，给人类也带来了危难。而每一门科学的发展史上都充满着探索与进步，由于科学中的不确定性，化学家在研究过程中不可避免地会合成出未知性质的化合物，只有通过经过长期应用和研究才能熟知其性质，这时新物质可能已经对环境或人类生活造成了影响。 传统的化学工业给环境带来的污染已十分严重，目前全世界每年产生的有害废物达3亿吨～4亿吨，给环境造成危害，并威胁着人类的生存。严峻的现实使得各国必须寻找一条不破坏环境，不危害人类生存的可持续发展的道路。化学工业能否生产出对环境无害的化学品？甚至开发出不产生废物的工艺？绿色化学的口号最早产生于化学工业非常发达的美国。1990年，美国通过了一个“防止污染行动”的法令。1991年后在，“绿色化学”由美国化学会（ACS）提出并成为美国环保署（EPA）的中心口号，并立即得到了全世界的积极响应。
编辑本段重要性
传统的化学工业给环境带来的污染已十分严重，目前全世界每年产生的有害废物达3亿吨～4亿吨，给环境造成危害，并威胁着人类的生存。化学工业能否生产出对环境无害的化学品？甚至开发出不产生废物的工艺？有识之士提出了绿色化学的号召，并立即得到了全世界的积极响应。绿色化学的核心就是要利用化学原理从源头消除污染。 绿色化学给化学家提出了一项新的挑战，国际上对此很重视。1996年，美国设立了“绿色化学挑战奖”，以表彰那些在绿色化学领域中做出杰出成就的企业和科学家。绿色化学将使化学工业改变面貌，为子孙后代造福。 迄今为止，化学工业的绝大多数工艺都是20多年前开发的，当时的加工费用主要包括原材料、能耗和劳动力的费用。近年来，由于化学工业向大气、 水和土壤等排放了大量有毒、有害的物质。以1993年为例，美国仅按365种有毒物质排放估算，化学工业的排放量为30亿磅。因此，加工费用又增加了废物控制、处理和埋放。环保监测、达标，事故责任赔偿等费用。1992年，美国化学工业用于环保的费用为1150亿美元，清理已污染地区花去7000亿美元。1996年美国Dupont公司的化学品销售总额为180亿美元，环保费用为10亿美元。所以，从环保、经济和社会的要求看。化学工业不能再承担使用和产生有毒有害物质的费用。需要大力研究与开发从源头上减少和消除污染的绿色化学。 1990年美国颁布了污染防止法案。将污染防止确立为美国的国策。所谓污染防止就是使得废物不再产生。不再有废物处理的问题，绿色化学正是实现污染防止的基础和重要工具。1995年4月美国副总统Gore宣布了国家环境技术战略。其目标为:至2020年地球日时。将废弃物减少40-50%,每套装置消耗原材料减少20一 25%。1996年美国设立了总统绿色化学挑战奖。这些政府行为都极大的促进了绿色化学的蓬勃发展。另外。日本也制定了新阳光计划。在环境技术的研究与开发领域。确 定了环境无害制造技术、减少环境污染技术和二氧化碳固定与利用技术等绿色化学的内容。总之，绿色化学的研究已成为国外企业、政府和学术界的重要研究与开发万向。 这对我国既是严峻的挑战，也是难得的发展机遇。
编辑本段主要特点
绿色化学又称环境友好化学，它的主要特点是： 1.充分利用资源和能源，采用无毒、无害的原料； 2.在无毒、无害的条件下进行反应，以减少废物向环境排放； 3.提高原子的利用率，力图使所有作为原料的原子都被产品所消纳，实现“零排放”； 4.生产出有利于环境保护、社区安全和人体健康的环境友好的产品。
编辑本段研究情况
核心
利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染。 绿色化学国际杂志(green chemistry)
按照绿色化学的原则、最理想的化工生产方式是： 反应物的原子全部转化为期望的最终产物。
性质
(1)充分利用资源和能源，采用无毒、无害的原料； (2)在无毒、无害的条件下进行反应，以减少向环境排放废物； (3)提高原子的利用率，力图使所有作为原料的原子都被产品所消纳，实现“零排放”； (4)生产出有利于环境保护、社区安全和人体健康的环境友好的产品。 绿色化学给化学家提出了一项新的挑战，国际上对此很重视。1996年，美国设立了“绿色化学挑战奖”，以表彰那些在绿色化学领域中做出杰出成就的企业和科学家。绿色化学将使化学工业改变面貌，为子孙后代造福。
原则
绿色化学的研究者们总结出了绿色化学的12条原则，这些原则可作为实验化学家开发和评估一条合成路线、一个生产过程、一个化合物是不是绿色的指导方针和标准。 ●防止污染优于污染形成后处理。 ●设计合成方法时应最大限度地使所用的全部材料均转化到最终产品中。 ●尽可能使反应中使用和生成的物质对人类和环境无毒或毒性很小。 ●设计化学产品时应尽量保持其功效而降低其毒性。 ●尽量不用辅助剂，需要使用时应采用无毒物质。 ●能量使用应最小，并应考虑其对环境和经济的影响，合成方法应在常温、常压下操作。 ●最大限度地使用可更新原料。 ●尽量避免不必要的衍生步骤。 ●催化试剂优于化学计量试剂。 ●化学品应设计成使用后容易降解为无害物质的类型。 ●分析方法应能真正实现在线监测，在有害物质形成前加以控制。 ●化工生产过程中各种物质的选择与使用，应使化学事故的隐患最小。
途径
（1）开发绿色实验。如实验室用H2O2分解制O2代替KClO3分解法，实现了原料和反应过程的绿色化。 （2）防止实验过程中尾气、废物等环境的污染，实验中有危害性气体产生时要加强尾气吸收，对实验产物尽可能再利用等。 （3）在保证实验效果的前提下，尽量减少实验试剂的用量，使实验小型化、微型化。 （4）对于危险或反映条件苛刻，污染严重或仪器、试剂价格昂贵的实验，可采用计算机模拟化学实验或观看实验录像等办法。 （5）妥善处置实验产生的废物，防止环境污染。
编辑本段研究成果
1。开发"原子经济"反应 Trost在l991年首先提出了原子经济性(Atom economy 的概念，即原料分子中究竟有百分之几的原子转化成了产物。理想的原子经济反应是原料分子 中的原子百分之百地转变成、产物，不生副产物或废物。实现废物的"零排放"(Zeroemission)。对于大宗基本有机原料的生产来说，选择原子经济反应十分重要。 近年来，开发新的原子经济反应已成为绿色化学研究的热点之一。国内外均在开发钛硅分子筛上催化氧化丙烯制环氧丙烷的原子经济新方法。此外， 针对钛硅分子筛催化反应体系，开发降低钛硅分子筛合成成本的技术，开发与反应匹配的工艺和反应器仍是今后努力的方向。 在已有的原于经济反应如烯烃氢甲酰化反应中。虽然反应已经是理想的。但是原用的油溶性均相铑络合催化剂与产品分离比较复杂，或者原用的钴催 化剂运转过程中仍有废催化剂产生，因此对这类原子经济反应的催化剂仍有改进的余地。所以近年来开发水溶性均相络合物催化剂已成为一个重要的研 示意图
究领域。由于水溶性 均相络合物催化剂与油相产品分离比较容易。再加以水为溶剂，避免了使用挥发性有机溶剂，所拟开发水溶性均相络合催化剂也已成为国际上的研究热点。除水溶性铑-膦 络合物已成功用于丙烯氢甲酰化生产外，近年来水溶性铑-膦、钌-膦、钯-膦络合物在加氢二聚、选择性加氢、C一C键偶联等方面也已获得重大进展，C6以上烯烃氨甲酰化 制备高碳醛、醇的两相催化体系的新技术国外正在积极研究。以上可见，对于已在工业上应用的原子经济反应。也还需要从环境保护和技术经济等方面继续研究。加以改进。 2.采用无毒、无害的原料 为使制得的中间体具有进一步转化所需的官能团和反应性，在现有化工生产中仍使用剧毒的光气和氢氰酸等作为原料。为了人类健康和社区安全。 需要用无毒无害的原料代替它们来生产所需的化工产品。 在代替剧毒的光气作原料生产有机化工原料方面。Riley等报道了工业上已开发成功一种由胺类和二氧比碳生产异氰酸酯的新技术。在特殊的反应体系 中采用一氧化碳直接羰化有机胺生产异氰酸酯的工业化技术也由Manzer，;开发成功。Tundo报道了用二氧化碳代替光气生产碳酸二甲酯的新方法。Komiya研究开发了在固态 熔融的状态下。采用双酚A和碳酸二甲酯聚合生产聚碳酸酯的新技术。它取代了常规的光气合成路线。并同时实现了两个绿色化学目标。一是不使用有毒有害的原料，二是 由于反应在熔融状态下进行。不使用作为溶剂的可疑的致癌物一甲基氯化物。 关于代替剧毒氢氰酸原料，Monsanto公司从无毒无害的二乙醇胺原料出发。经过催化蜕氢。开发了安全生产氨基二乙酸钠的工艺，改变了过去的拟氨、 甲醛和氢氰酸为原料的二步合成路线。并因此获得了1996年美国总统绿色化学挑战奖中的变更合成路线奖。 3.采用无毒。无害的催化剂 目前烃类的烷基他反应一般使用氧氟酸、硫酸、三氯化铝等液体酸催化剂。这些液体催化剂共同缺点是，对设备的腐蚀严重、对人身危害和产生废渣、 污染环境。为了保护环境。多年来国外正从分子筛、杂多酸、超强酸等新催化材料中大力开发固体酸烷基化催化剂。其中采用新型分子筛催化剂的乙苯液相烃他技术引人注 目，这种催化剂选择性很高。乙苯重量收率超过99.6%。而且催化剂寿命长。还有一种生产线性烷基苯的固体酸催化剂替代了氢氟酸催化剂，改善了生产环境，已工业化。在 固体酸烷基化的研究中。还应进一步提高催化剂的选择性。以降低产品中的杂质含量; 提高催化剂的稳定性。以延长运转周期;降低原料中的苯烯比。以提高经济效益。异丁 烷与丁烯的烷基化是炼油工业中提供高辛烷值组分的一项重要工艺。近年新配方汽油的出现，限制汽油中芳烃和烯烃含量更增添了该工艺的重要性。目前这种工艺使用氢氟酸或硫酸为催化剂。 4、采用无毒、无害的溶剂 大量的与化学品制造相关的污染问题不仅来源于原料和产品，而且源自在其制造过程中使用的物质。最常见的是在反应介质、分离和配方中所用的溶剂。 当前广泛使用的溶剂是挥发性有机化合物(VOC)。其在使用过程中有的会引起地面臭氧的形成。有的会引起水源污染。因此。需要限制这类溶剂的使用。采用无毒无害的溶剂 代替挥发性有机化合物作溶剂已成为绿色化学的重要研究方向。 在无毒无害溶剂的研究中。最活跃的研究项目是开发超临界流体（SCF)。特别是超临界二氧化碳作溶剂。超临界二氧化碳是指温度和压力均在其临界点 (3llC、7477.7gkPa)以上的二氧化碳流体。它通常具有液体的密度。因而有常规液态溶剂的溶解度;在相同条件下。它又具有气体的粘度，因而又具有很高的传质速度。而且。 由于具有很大的可压缩性。流体的密度、溶剂溶解度和粘度等性能均可由压力和温度的变化来调节。超临界二氧化碳的最大优点是无毒、不可燃、价廉等。 除采用超临界溶剂外。还有研究水或近临界水作为溶剂以及有机溶剂/水相界面反应。采用水作溶剂虽然能避免有机溶剂，但由于其溶解度有限，限制了 它的应用，而且还要注意废水是否会造成污染。在有机溶剂/水相界面反应中。一般采用毒性较小的溶剂(甲苯)代替原有毒性较大的溶剂，如二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、醋 酸等。采用无溶剂的固相反应也是避免使用挥发性溶剂的一个研究动向，如用微波来促进固、固相有机反应。 5、利用可再生的资源合成化学品 利用生物量(生物原料)(Biomass)代替当前广泛使用的石油，是保护环境的一个长远的发展方向。1996年美国总统绿色化学挑战奖中的学术奖授予TaxaA大学M. Holtzapp教授，就是南于其开发了一系列技术。把废生物质转化成动物饲料、工业化学品和然料。 物质主要由淀粉及纡维素等组成。前者易于转化为葡萄糖。而后者则由于结晶及与木质素共生等原因，通过纤维素酶等转比为葡萄糖。难度较大。Frost 报道以葡萄糖为原料，通过酶反哎可制碍己二酸、邻苯二酚和对苯二酚等。尤其是不需要从传统的苯讦始采制运作为尼龙原料的己二酸取得了显著进展。由于苯是已知的治癌 韧质，以经济和技术上可行的方式，从合成大量的有机原料中取除苯是具有竞争力的绿色化学目标。 另外,Gfoss首创了利用生物或农业废物如多糖类制造新型聚合物的工作。由于其同时解决了多个环保问题，因此引起人们的特别兴趣。具优越性在于聚 合物原料单体实现了无害化;生物催化转化方法优于常规的聚合万法@Gross的聚合物还具有生物降解功能。 6,环境友好产品 在环境友好产品方面。从1996年美国总统绿色化学挑战奖看，设计更安全他学品奖授予RohmHaas公司。由于其开发成功一种环境友好的海洋生物防垢剂。 小企业奖授予Donlar公司。 因其开发了两个高效工艺以生产热聚天冬氨酸，它是一种代替丙烯酸的可生物降解产品。 在环境友好机动车燃料方面，随着环境保护要求的日益严格。1990年美国清洁空气法(修正案)规定，逐步惟广使用新配方汽油，减小由汽车尾气中的一 氧化碳以及烃类引发的臭氧和光化学烟雾等对空气的污染。新配方汽油要求限制汽油的蒸汽压、苯含量，还将逐步限制芳烃和烯烃含量。还要求在汽油中加入含氧化合物，比 如甲基叔丁基醚、甲基叔戊基醚。这种新配万汽油的质量要求已推动了汽油的有关炼油技术的发展。 柴油是另一类重要的石油炼制产品。对环境友好柴油。美国要求硫含量不大于0.05%，芳烃含量不大于20%，同时十六烷值不低于40;瑞典对一些柴 油要求更严。为达到上述目的，一是要有性能优异的深度加氢脱硫催化剂;二是要开发低压的深度脱硫/芳烃饱和工艺。国外在这方面的研究已有进展。 此外。保护大气臭氧层的氟氯烃代用品已在开始使用。防止“白色污染”的生物降解塑料也在使用。
编辑本段清洁生产
绿色化学是设计没有或只有尽可能小的对环境产生负面影响的，并在技术上、经济上可行的化学品和化学过程的科学。事实上，没有一种化学物质是完全良性的，因此，化学品及其生产过程或多或少会对人类产生负面影响，绿色化学的目的是用化学方法在化学过程中预防污染。 由于绿色化学的重要性，1995年，美国设立了“总统绿色化学挑战奖”，以表彰在绿色化学化工领域的研究和开发中有重大突破和成就的个人和单位。 绿色化学的发展还可能将传统的化学研究和化工生产从“粗放型”转变为“集约型”，充分地利用每个原料的原子，做到物尽其用。 要发展绿色化学意味着要从过去的污染环境的化工生产转变为安全的、清洁的生产。 清洁生产的重点在于： ①设计比现有产品的毒性更低或更安全的化学品，以防止意外事故的发生； ②设计新的更安全的、对环境良性的合成路线，例如尽量利用分子机器型催化剂、仿生合成等，使用无害和可再生的原材料； ③设计新的反应条件，减少废弃物的产生和排放，以降低对人类健康和环境产生的危害。 在现今社会中，一提起“化学”，很多人都要紧皱双眉，因为他们都认为“化学”是引起环境污染的源泉。其实，这完全是因为对“化学”这门科学缺乏全面认识而造成的一种误解，只要你留心地观察和仔细地思考一下，在我们的衣食住行以及战胜疾病等方面，样样都离不开化学家的帮助，可以毫不夸张地说，人类的生活离不开化学的发展。 诚然，化学品和化工生产造成了环境污染，但是，“解铃还需系铃人”，相信化学家能够利用提倡绿色化学和绿色生产以及防止污染、治理污染的方法来消除环境污染，成为环境的朋友。
编辑本段中国发展
中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》的院士咨询课题。 1996年，召开了“工业生产中 绿色化学与技术”研讨会，并出版了《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公司联合立项资助了“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”；中国科技大学绿色科技与开发中心在该校举行了专题讨论会，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，在合肥举办了第一届国际绿色化学高级研讨会；《化学进展》杂志出版了《绿色化学与技术》专辑；四川联合大学也成立了绿色化学与技术研究中心。 上述活动已推动了我国绿色化学的发展。