绿色化学与环境保护 我丽丹赦授 北京T化工大学T化学教学实验中心
绿色化学与环境保护 张丽丹 教授 北京化工大学化学教学实验中心
一、绿色化学 绿色化学： 绿色化学(Green Chemistry)又称无害化学(Environmental Benign Chemistry),在其基础上发展的技术称环境友好技术 (Environmental Friendly Technology)或洁净技术(Clean Technology)。它所研究的中心问题是使化学反应及其产物具 有以下特点： 1.采用无害y无毒的原料； 2.在无毒、无害因此条绿色化学可以看作是进 3具有“原子经泳城熟期的更高层次的化学数少副产品， 甚至“囊排放” 4.产品应是环境友好的。此外，它还应当满足“物美价廉” 的传统标准
绿色化学： 绿色化学 (Green Chemistry)又称无害化学(Environmental Benign Chemistry)，在其基础上发展的技术称环境友好技术 (Environmental Friendly Technology)或洁净技术(Clean Technology)。它所研究的中心问题是使化学反应及其产物具 有以下特点： 1.采用无害、无毒的原料； 2.在无毒、无害的反应条件（催化、溶剂）下反应； 3.具有“原子经济性”，即反应具有高选择性，极少副产品， 甚至“零排放”； 4. 产品应是环境友好的。此外，它还应当满足“物美价廉” 的传统标准。 一、绿色化学 因此，绿色化学可以看作是进 入成熟期的更高层次的化学
一、绿色化学 绿色化学实例： 1.绿色产品 (1)海洋生物除垢剂（防止海洋植物与小动物在船体表 面生长) 传统使用：氧化三丁基锡(TBTO)(不仅有毒，而且回 在生物体内积累及使水生贝壳增厚)。 据报道1996年Rohm&Haas公司开发的Sea Nine(tm)无毒，且生物积累几乎为零的除垢剂
绿色化学实例： 1.绿色产品 (1)海洋生物除垢剂(防止海洋植物与小动物在船体表 面生长) 传统使用：氧化三丁基锡(TBTO)(不仅有毒，而且回 在生物体内积累及使水生 贝壳增厚)。 据报道1996年Rohm & Haas公司开发的SeaNine(tm)无毒，且生物积累几乎为零的除垢剂。 一、绿色化学
一、绿色化学 (2)杀虫剂 据报道1996年Rohm&Haas公司开发的 CONFIRMC(tm)在农业上能选择性地、有效地杀死 毛虫而不使生态系统产生大的危害，不产生积累， 不挥发、不在环境中残留等。 3)除草剂 据报道，2000年南开大学元素有机研究所研制 了新型除草剂--“单嘧磺隆”，不仅对危害农作物 的杂草具有除去功能，而且对温血动物几乎无害
(2)杀虫剂 据报道1996年Rohm & Haas公司开发的 CONFIRMC(tm)在农业上能选择性地、有效地杀死 毛虫而不使生态系统产生大的危害，不产生积累， 不挥发、不在环境中残留等。 (3)除草剂 据报道，2000年南开大学元素有机研究所研制 了新型除草剂----“单嘧磺隆”，不仅对危害农作物 的杂草具有除去功能，而且对温血动物几乎无害。 一、绿色化学
一、绿色化学 2.绿色原料 20世纪90年代以来，一生物质作为原料的合成 研究已经取得一些成果。 生物质气化制氢气 6001000 NaOH 太阳能 生物质 C+H20 CaCO3+H2 Ca(OH)2 光和作用 C02 H20 Y CaO+CO
2.绿色原料 20世纪90年代以来，一生物质作为原料的合成 研究已经取得一些成果。 生物质气化制氢气 一、绿色化学 H CaCO 3 + H2 C + 2O NaOH Ca(OH)2 H2O CaO + CO 2 Δ 太阳能 生物质 CO2 光和作用 600~1000℃
一、绿色化学 3绿色工艺 据报道，中国科学院化学冶金所提出绿色工艺 ()从铬铁矿生产铬盐理论上不消耗除矿石、空气以外的其 他原料，不产生废弃物： FeCr,O+O, 环环价→Fe,O,+Cr系列产品 (2)碳酸化转化炼铅湿法新工艺，消除了火法过程中铅蒸汽和 二氧化硫对环境的污染 常压 PbS+(NI,)CO,+O+H,OPbCO,+S+2NH,HO 50-60°C
3.绿色工艺 据报道，中国科学院化学冶金所提出绿色工艺 (1)从铬铁矿生产铬盐理论上不消耗除矿石、空气以外的其 他原料，不产生废弃物： 一、绿色化学 FeCr2 O4 +O2 ⎯循 ⎯环环 ⎯介 →Fe2 O3 +Cr系列产品 (2)碳酸化转化炼铅湿法新工艺，消除了火法过程中铅蒸汽和 二氧化硫对环境的污染 O H O PbCO S 2NH H O 2 1 PbS (NH ) C O 3 3 2 常压 5 0~6 0 C 4 2 3 2 2 o + + + → + +
一、绿色化学 4.资源再生利用 近年来，越来越多的研究者认为由CO2为主导因子的温 室效应引发的全球变暖和海平面上升正威胁着人类的生存。 随着人们对资源短缺和全球变暖问题重视程度的提高，CO2 的减排、回收、利用及资源化正成为21世纪最为重要的环境 和能源问题之一。 1995年，我国C0,排放量已达3.01×109t,占全球排放 总量的13.6%，居世界第2位，但国内对工业废气中C0,回收 利用的研究工作起步较晚，工业化利用技术与国外相比尚有一 定差距
4.资源再生利用 近年来,越来越多的研究者认为由CO2 为主导因子的温 室效应引发的全球变暖和海平面上升正威胁着人类的生存。 随着人们对资源短缺和全球变暖问题重视程度的提高, CO2 的减排、回收、利用及资源化正成为21 世纪最为重要的环境 和能源问题之一。 1995年,我国CO2 排放量已达3. 01 ×109 t, 占全球排放 总量的13. 6% , 居世界第2位, 但国内对工业废气中CO2 回收 利用的研究工作起步较晚,工业化利用技术与国外相比尚有一 定差距。 一、绿色化学
一、 绿色化学 (1)CO,资源化利用的现状及前景 CO2分离捕集最新工艺实例 电化学法 熔融碳酸盐燃料电池是在闭合电路（应用一个外部电动势） 下通过膜传输C023,其反应原理如下： 阴极：02+2C02+4e=2C023 阳极：2H2+2C023=2C02+2H20+4e 总反应：02+2H2=2H20 C02资源化利用实例一：C02生成二甲醚 CO2+3H2→CHOH+H0 2CH3OH→CH,OCH3+H2O
(1) CO2 资源化利用的现状及前景 CO2 分离捕集最新工艺实例———电化学法 熔融碳酸盐燃料电池是在闭合电路(应用一个外部电动势) 下通过膜传输CO2 3 - , 其反应原理如下: 阴极: O2 + 2 CO2 + 4 e- = 2 CO2 -3 阳极: 2 H2 + 2 CO2 -3 = 2 CO2 + 2 H2O + 4 e- 总反应: O2 + 2 H2 = 2 H2O CO2 资源化利用实例一： CO2 生成二甲醚 CO2+3H2 →CH3OH+H2O 2CH3OH →CH3OCH3+H2O 一、绿色化学
一、绿色化学 (2)电子线路板蚀刻工 酸件蜘发波 碱料铜发液 艺中含铜酸性和碱性 7 沉淀和压滤 废液的处理回收工艺： 7 废碱液主要是介质为 Cu(OH). 能液 氯化铵一氨水 转型 周产物 母波1 (pH=9~10)铜氨溶液， 硫慢吸收(NH Cuo 废酸液主要是介质为 盐酸(pH<)的铜溶液。 创产2 母液2 CusO, 副产品1氯化铵，副产 图含铜发液处理⊥艺流程 品2硫酸铵。 Fig. The flow of treatment technology of wastewater containing copper
(2)电子线路板蚀刻工 艺中含铜酸性和碱性 废液的处理回收工艺： 废碱液主要是介质为 氯化铵—氨水 ( pH=9～10) 铜氨溶液, 废酸液主要是介质为 盐酸( pH<1) 的铜溶液。 副产品1氯化铵，副产 品2硫酸铵 。 一、绿色化学
二、环境保护 环境保护，环境治理实例之一： --污水处理中污泥无害化处理方法
二、环境保护 环境保护，环境治理实例之一： ------污水处理中污泥无害化处理方法