Jan .2002
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现代化工 Modern Chemical Industry
第 22 卷第 1 期 2002 年 1 月
绿色化学———我国化学工业 可持续发展的必由之路
摘要:绿色化学是当今国际化学研究的前沿, 是 21 世纪的科学。 论述了绿色化学的研究内容、重要技术及其在磷酸盐工 业、石油化工、化学制药、能源和新材料等领域中的应用, 指出绿色化学是我国化学工业可持续发展的必由之路, 并提出了相应 的发展对策。
关键词:绿色化学;应用技术;可持续发展;产业革命 中图分类号:TQ-9
文献标识码:C
贡长生
(武汉化工学院, 武汉 430073)
Green chemistry :the only way for sustainable development
of the chemical industry in China
GONG Chang-sheng
(Wuhan Institute of Chemical Technology , Wuhan 430073 , China)
Abstract :Green chemistry is one of the important frontier fields in modern international chemical research today and also a branch of sciences in the 21st century .Research items and key technologies of green chemistry and their applications in phos-phates , petrochemicals, chemical pharmaceuticals, energy sources and new materials were discussed .It is pointed out that green chemistry is the only way for sustainable development of the chemical industry in China .Countermeasures were also proposed.
Key words:green chemistry ;application technology ;sustainable development ;industrial revolution
1 绿色化学的兴起和发展
1.1 当代全球性环境危机呼唤绿色化学
由于世界人口急剧增加 , 各国工业化进程和发 展的加快 ,资源和能源日渐减少与濒临枯竭, 大量排 放的工农业污染物和生活废弃物使人类生存的生态 环境迅速恶化。主要表现在:大气污染、酸雨成灾 ; 全球气候变暖;臭氧层被破坏 ;淡水资源的紧张和污 染;海洋污染;土地资源退化, 森林锐减 ;生物多样性 减少 ;环境公害 ;有毒化学品和危险废物增多。从而 使人类正面临有史以来最严重的环境危机。 环境危机呼唤绿色化学 , 西方国家工业化发展 的教训值得我们注意和吸取。那种“ 先污染、后治 理”的粗放经营模式, 不但加速了自然资源的枯竭 ,
而且投资大、花钱多、治标不冶本 ,甚至可能造成二
次污染的危险。因此 ,如何从源头上防止污染 ,从根
本上减少或消除污染, 实现零排放 , 提高“原子经济 性” , 这是绿色化学研究的首要目标。 1.2 绿色化学的研究内容和特点
绿色化学是运用现代科学技术的原理和方法来
减少或消除化学品的设计、生产和应用中有害物质 的使用与产生, 使所研究开发的化学产品和过程更
[1] 加环境友好 。因此 ,绿色化学的研究内容主要有 :
①改革现有工艺过程 ,实现清洁生产;②清洁合
成,减少废物排放 , 目标是“零排放” ;③安全化学品 和绿色新材料的设计;④提高原材料和能源的利用 率,大量使用可再生资源 ;⑤生物技术和生物质的应 用;⑥新的分离技术 ;⑦评价环境效果的方法学和工
作者简介:贡长生, 男, 1944 年生, 大学, 教授, 从事磷化学、化工科研工作。
收稿日期:2001-08-06
2002 年 1 月 贡长生 :绿色化学 ———我国化学工业可持续发展的必由之路 · 9 ·
家出 席了会议 ,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 , 提 出了近期研究工作的重点。
具;⑧用绿色化学改革社会生活。 绿色化学的特点
是: 绿色化学与传统化学的不同之处在于前者更多
地考虑社会的可持续发展, 促进人和自然关系的协 调。
绿色化学与环境化学的不同之处在于前者是
研 究与环境友好的化学反应与技术 ,特别是新的催化 技术、生物技术、膜技术、清洁合成技术等。而环境 化学则是研究影响环境的化学问题。
绿色化学与环境治理的不同之处在于前者是
从 源头阻止污染的生成 ,即污染预防 ;环境治理则是对 已被污染的环境进行治理 ,即末端治理。
在某种意义上说 ,绿色化学是对化学工业乃至
整个现代工业的革命。
1.3 绿色化学与技术已成为各国政府和学术界关 注的热点
近10 年来 ,绿色化学和技术已成为世界各国政
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府关注的最重要问题之一, 也是各国企业界和学术 界极感兴趣的重要研究领域 。政府的直接参与 , 产学研密切结合 ,促进了绿色化学的蓬勃发展。
早在 1965 年 ,美国政府就设立“总统绿色化学
挑战奖” , 奖励在利用化学原理从根本上减少环境污 染方面的成就。
第一届“总统绿色化学挑战奖”于 1996 年 7 月 在华
盛顿国家科学院举行 ,共有 67 个项目被提名 , 其中 4 家化学公司和 1 位化学工程教授被授予总统 绿色化学挑战奖。该奖项迄今已颁奖 4 次 。
[3]
以绿色化学为主题的Gordon 会议自 1996 年以 来
在美国和欧洲轮流举行。1996 年在美国召开的 第一次绿色化学 Gordon 会议 , 重点研讨了环境无害 的有机合成技术 ,原子经济性反应等 ;1999 年 7 月 , 第四届绿色化学 Gordon 会议在英国牛津举行。
我国十分重视绿色化学方面的研究工作, 积极 跟
踪国际绿色化学的研究成果和发展趋势, 倡导清 洁工艺 ,实行可持续发展战略。例如, 1995 年, 中国 科学院化学部确定了《绿色化学与技术 ———推进化 工生产可持续发展的途径》的院士咨询课题 ;第 16 次“21 世纪核心科学问题论坛 ———《绿色化学的基 本科学问题论坛》”于1999 年 12 月 21 ～ 23 日在北京 举行 ,来自化学、生命、材料等领域的近 40 名专
2 绿色化学化工技术
[4,5]
2.1 催化技术
剂,进行增效的多功能催化反应。
催化剂是化学工艺的基础 ,是使许多化学反应
实现工业应用的关键, 目前大多数化工产品的生产 均采用了催化反应技术。可以说, 现代化学工业中 , 最重要的成就都与催化剂的应用密切相关。1999 年度美国“总统绿色化学挑战奖” 中学术奖 , 授予
Carnegie Mellon 大学的 T .J.Conllins 教授, 表彰他在 过氧化氢氧化催化剂上所作的工作。
正确地选用催化剂, 不仅可以加速反应的过程 , 极大地改善化学反应的选择性和提高转化率, 提高 产品质量、降低成本 ,而且能从根本上减少或消除副 产物的产生 ,减少污染, 最大限度地利用各种资源 , 保护生态环境, 这正是绿色化学研究所追求的目标。 其主要研究方向如下 :
·采用安全的固体(如分子筛 、杂多酸等)催化 剂替代有害的液体催化剂 , 如 HF 、HNO3 和
H2SO4 , 简化工艺流程, 减少“三废”的排放量。
·合成化学中采用择型的大孔分子筛作催化
[6]
剂。例如, Wagner 等 最近合成出具有 10 元环 (10MR)和 18 元环(18MR)孔道交替排列的新沸石分 子筛SSZ-35 和 SSZ-44 。这种超大微孔沸石分子筛 对大分子的催化应用具有很好的工业前景。
·在精细化工生产中, 采用不对称催化合成技
术,得到光学纯手性产品 ,减少有害原料和有毒副产 物。即利用手性催化剂(过渡金属配合物)作为模板 控制反应物的对映面, 实现产物大量快速的手性增 殖。
·采用茂金属催化剂合成具有设计者所要求·药物合成中采用超分子催化剂 , 并进行分子 ·用生物催化法除去石油馏分中的硫、氮和的 物理特性的高分子烯烃聚合物。 记忆和模式识别。
金 属盐类。 的生产。
[8]
·有机合成中采用生物催化法 ,减少“三废” ·在合成化学中 ,更多采用环境相容性的电催
[7]
化过程 。
·在固定和移动能源中采用催化燃烧法, 作为 无污染动力 。 ·合成酶应用于燃料和化工过程。 ·在同一体
系中 ,采用酶 、无机和金属有机催化
[9]
绿色化学_我国化学工业可持续发展的必由之路_贡长生.pdf
