绿色化学

“绿色化学”的提出和内涵环境与发展问题，已成了当代世界共同面临的两难选择，成了对21世纪人类最严峻的挑战，人类不得不面临新的环境问题。

为了从根本上预防和治理环境污染，必须依靠近年在国际上引起极大关注的化学领域——绿色化学一、“绿色化学”的提出和内涵“绿色化学”这个名称最早出现在美国××局的官方文件中，以突出化学对环境的友好。

2021年，美国总统克林顿、副总统戈尔专设了“总统绿色化学挑战奖”，以推动社会各界进行化学污染预防和工业生态学研究，鼓励支持重大的创造性的科学技术突破，从根本上减少乃至杜绝化学污染源。

由于上述原因，使得“绿色化学”这个名称广为传播。

“绿色化学”是当今社会提出的一个新概念。

在“绿色化学工艺”中，理想状态是反应物中原子全部转化为欲制得的产物，即原子利用率为100%（原子经济性）。

原子的利用率越高，意味着生产过程中废物的排放量越少，对环境的影响也越小。

把绿色化学融合于中学课程教材改革和课堂教学改革之中，便绿色化学成为中学化学教育的一个重要的组成部分，这是中学化学教育的崭新课题。

二、“绿色化学”在中学化学中的渗透1、立足课堂，渗透绿色知识。

化学课堂是教学的主阵地，也是向学生传授环保知识的好场所。

而绿色化学要求与环境教育宗旨是高度一致的。

在实施环境教育过程中，要向学生阐明绿色化学的观点、要求，使他们树立起防治污染、保证人类生存质量的责任感。

化学教师要充分挖掘和利用教材中的环保知识内容，采取渗透的方式，在介绍某种物质或操作方法时自然地引入相关的环保知识，让学生增长环保知识。

如讲二氧化硫时，我就向学生说明它是一种主要的大气污染物，它和氮氧化合物都是形成酸雨的主要物质，空气中二氧化硫70%来源于工业燃料，12%来源于工业燃油，其余则来源于生活燃煤等。

它既直接危害人的身体健康，又可以导致水质酸化，水生动物减少或绝迹，树木、庄稼枯死，还能腐蚀建筑物和文物。

最后让学生讨论：如何防止和减少二氧化硫的污染。

绿⾊化学绿⾊化学的定义及其特点绿⾊化学⼜称环境⽆害化学、环境友好化学、洁净化学。

利⽤现代科学技术的原理和⽅法，从根源上根除污染；研究环境友好的新原料、新反应、新过程、新产品，实现环境化⼯与⽣态协调发展；减少甚⾄消灭对⼈类健康、社区安全、⽣态环境的有害原料、催化剂、溶剂、助剂、产物、副产物的使⽤和⽣产。

特点:绿⾊化学是从源头上消除污染，促进⾃然⽣态系统的良性循环；绿⾊化学是要求合理利⽤资源和能源、降低⽣产成本、实现资源使⽤的“减量化、在再使⽤、再循环”，是发展循环经济的关键途径。

绿⾊化学的基本特点是：在获取新物质的转化过程中，充分利⽤每个原⼦，实现零排放。

1、绿⾊化学反应的主要任务寻找⽆害化学合成；尽量减少化学合成中得有毒原料和有毒产物；设计安全化学品；使化学品在被期望功能得以实现的同时，将其毒性降到最低；使⽤安全溶剂和助剂，尽可能不使⽤助剂采⽤⽆毒⽆害的溶剂代替挥发性有毒有机物作溶剂反应原⼦转化率⾼2、举例说明绿⾊化学的主要研究领域。

设计安全有效的⽬标分⼦：构效关系。

设计安全有效化学品主要包括如下两个⽅⾯的内容：①新的安全有效化学品的设计；②对已有的有效但不安全的分⼦进⾏重新设计。

寻找安全有效的反应原料，如：（1）⽤⼆氧化碳代替有毒有害的光⽓⽣产聚氨酯:RNH2 + CO2-> RNHCOOR1（2）亚氨基⼆⼄酸⼆钠的⽣产采⽤新⼯艺消除有毒氢氰酸的使⽤:HOCH2CH2NHCH2CH2OH + 2NaOH (铜催剂)=NaOOCH2CH2NHCH2CH2OONa + 4H2寻找安全有效的合成路线：要符合原⼦经济性原理。

要考虑到产品的性能优良，价格低廉，⼜要使产⽣的废物和副产物少，对环境⽆害，可利⽤计算机来进⾏辅助设计。

寻找新的转化⽅法：①催化等离⼦体⽅法；②电化学⽅法；③光化学及其他辐射⽅法；寻找安全有效的反应条件：（1）寻找安全有效地催化剂①活性组分的负载化②⽤固体酸代替液体酸；（2）寻找安全有效的反应介质①采⽤超临界流体作为反应介质②⽔作溶剂的两相催化法。

绿色化学研究内容
绿色化学是一种注重环境可持续性的化学研究领域，旨在开发和推广环境友好型的化学反应和化学产品。

其研究内容包括：
1. 可再生能源：绿色化学致力于开发利用可再生能源，如太阳能、风能和生物质能源等，来满足化学工业的能源需求。

2. 可降解材料：绿色化学研究开发可降解的塑料和材料，以减
少对环境的负面影响。

这些材料可以通过生物降解或可回收方式处理，减少塑料垃圾的积累。

3. 可持续合成方法：绿色化学致力于发展低能耗、高效率和无
废弃物产生的化学合成方法。

这些方法可以减少化学反应中的废物生成，降低能源消耗，并改善反应的选择性和产率。

4. 替代有害物质：绿色化学研究寻找和开发替代有害物质的化
学品和工艺。

这些替代品具有较低的毒性和环境影响，可以改善人体健康和环境质量。

5. 循环经济：绿色化学倡导循环经济的理念，即将废弃物转化
为资源。

研究内容包括开发废弃物的回收利用、废物利用和再利用，以减少资源浪费和环境污染。

6. 生物催化剂：绿色化学利用生物催化剂进行合成反应，以降
低反应条件和废物生成。

这些生物催化剂可以是酶、细胞或微生物等，具有高效率和高选择性。

7. 无机绿色化学：绿色化学还研究开发无机材料和反应的环境
友好型方法。

例如，通过绿色合成方法合成无机纳米材料，应用于能
源储存、环境污染治理和催化等领域。

总的来说，绿色化学的研究内容旨在通过创新的化学方法和技术，实现可持续发展和环境保护。

绿色化学的定义及其核心内容概述及解释说明1. 引言：1.1 概述绿色化学作为一种新兴的科学理念和方法，旨在通过最小化或消除对环境的危害，实现高效、可持续的化学反应和过程。

它注重资源的有效利用和废物的减少，以及对人类健康和生态系统安全的保护。

绿色化学关注的不仅是产品开发过程中各个环节的绿色改进，更重要的是将这种理念贯穿于整个化学产业链中。

1.2 文章结构本文主要分为五个部分进行论述，首先介绍了引言部分，接着阐述了绿色化学的定义及其背景起源。

接下来将详细讨论绿色化学的核心内容，包括原料选择与设计、反应条件优化与改进以及废物处理与资源回收利用等方面。

然后会探讨绿色化学在不同领域中的应用情况，包括化工行业、能源领域以及材料科学与工程领域。

最后，在结论部分总结了绿色化学的重要性和影响力，并对未来发展方向和挑战进行了展望。

1.3 目的本文旨在介绍和解释绿色化学的定义及其核心内容，并探讨其在不同领域中的应用情况。

通过对绿色化学的深入了解，可以更好地认识到它对环境保护和可持续发展的重要性，以及在实践中所面临的挑战。

同时，本文也希望能够为各个领域从事研究和应用的人员提供一定的参考和借鉴，促进绿色化学理念在工业界的广泛推广与应用。

2. 绿色化学的定义2.1 定义解释绿色化学是一种以最大限度减少环境污染、降低对可持续资源的需求、提高产品能源效率和安全性为目标的新型化学范式。

它旨在通过设计和开发环境友好型化学反应、原料和产品，推动可持续发展和生态平衡。

绿色化学强调的是整个生命周期的可持续性，包括原材料选择、合成过程优化、废物处理与资源回收利用。

2.2 背景和起源绿色化学的概念最早于1990年由美国化学家Paul T. Anastas和John C. Warner提出，并于2001年正式被美国化学会（ACS）采纳并广泛传播。

绿色化学的起源是为了回应传统化工行业带来的巨大环境压力及其对人类健康和生态系统造成的威胁。

这一新颖理念促使科学家们重新思考传统有机合成方法，优先考虑可再生资源利用、无毒无害物质使用以及工艺条件优化。

绿色化学的理念一、绿色化学的概念绿色化学又称环境无害化学、环境友好化学、清洁化学。

它是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，反应物的原子全部转化为期望的最终产物。

二、绿色化学的主要理念1. 预防污染- 传统化学注重在污染产生后进行治理，而绿色化学强调在化学反应和化学工艺过程中就预防污染的产生。

例如，在化工生产中，选择合适的反应原料、反应条件和反应路线，避免或减少副产物和废弃物的生成。

例如，在合成某种有机化合物时，如果有多种合成路线可供选择，应优先选择那些原子利用率高、产生废弃物少的路线。

2. 原子经济性- 原子经济性概念是绿色化学的核心内容之一。

原子经济性是指反应物中的原子有多少进入了产物中。

理想的原子经济性反应是原料分子中的原子百分之百地转变成产物，不产生副产物或废弃物。

例如，加成反应一般具有较高的原子经济性，如乙烯与溴的加成反应CH_2 = CH_2+Br_2→CH_2BrCH_2Br，反应物的原子全部转化为产物。

而传统的以苯为原料生产苯胺的反应，经过多步反应，原子利用率低，产生大量废弃物。

3. 使用安全的反应物和反应条件- 在绿色化学中，尽量选择无毒或低毒的反应物。

例如，在涂料生产中，传统的有机溶剂型涂料含有大量挥发性有机化合物（VOCs），对环境和人体健康有害。

现在越来越多地采用水性涂料，其以水为溶剂，大大减少了对环境的污染和对人体健康的危害。

- 反应条件也应尽可能温和。

高温、高压、强酸碱等苛刻的反应条件不仅对设备要求高，而且容易产生安全隐患并造成环境污染。

例如，一些酶催化反应在常温常压下就能进行，且具有很高的选择性，是绿色化学中理想的反应类型。

4. 设计安全化学品- 设计出对人类健康和环境危害小的化学品。

例如，在农药研发方面，传统的有机氯农药如DDT，虽然在防治害虫方面有一定效果，但由于其化学性质稳定，在环境中难以降解，会通过食物链富集，对生态环境和人类健康造成严重危害。

名词解释绿色化学：利用化学原理和新化工技术，以“原子经济性”为基本原则，从源头上减少或消除污染，最大限度地从资源合理利用、生态平衡和环境保护等方面满足人类可持续发展的需求，实现人与自然的协调与和谐。

原子经济性：高效的有机合成应最大限度地利用原料分子的每一个原子，使之结合到目标分子中，达到零排放，即不产生副产物或废弃物。

水热合成法：在密闭系统中，以水为溶剂，在一定的温度和水的自生压力下，原始混合物进行反应合成无机材料的一种方法。

溶胶-凝胶法：将烷氧金属或金属盐在一定条件下水解缩合成溶胶，再经溶剂挥发或加热处理转化成网状结构的凝胶的过程。

聚合物模板法：模板法是选用一种价廉易得、形状容易控制、具有纳米孔道的基质材料中的空隙作为模板，导入原料于模板孔隙中反应，通过模板材料的限制作用，达到物理和化学反应的控制，最终得到微观和宏观结构可控的新颖材料的方法。

离子液体（ionic liquid）：由有机阳离子和无机阴离子构成的、在室温或近室温下呈液态的盐类化合物，亦称室温熔融盐和室温离子液体。

凝胶效应（英文）：Trommsdorff效应随转化率的提高，乳胶粒中单体浓度减低，反应速率本应下降，但在阶段Ⅲ中由于链终止反应速率急剧下降，反应速率随转化率增加而大大加速的现象。

高分子辐射交联技术：就是利用高能或电离辐射引发聚合物电离与激发，产生一些次级反应，进而引起化学反应，在大分子间实现化学交联，促使大分子间交联网络的形成，是聚合物改性制备新型材料的有效手段之一。

绿色农药：是用无公害的原材料和不生成有害副产物的工艺制备的生物效率高、药效稳定、易于使用、对环境有好的农药产品。

生物柴油：是指以油料作物（大豆、棉子和油菜籽等）、油料林木果实（油棕和黄连木等）、油料水生植物（工程微藻等）、动物油脂、废餐饮油等为原料与醇类进行酯交换制成的脂肪酸酯。

是一种洁净、可再生的生物燃料。

是一种优质的传统柴油代替品。

简答题绿色化学的研究内容：清洁合成工艺和技术，减少废物排放，目标是“零排放”。

分析化学中的绿色化学
绿色化学是指将化学反应和制造过程中的有害物质降至最低限度，以减少对环境和人体健康的不良影响，并有效利用能源和原料的一种技术。

绿色化学的目标是实现可持续发展，以最小的环境污染和最小的资源消耗来实现化学反应和制造过程中的有效利用。

绿色化学在分析化学中的应用包括：
1. 优化分析方法：采用更低毒性、更低污染物质的试剂，采用最小量的试剂，尽量减少试剂的消耗；
2. 优化分析仪器：采用低耗能、低污染的仪器，更好地利用资源；
3. 采用可持续化学方法：采用可再生能源、可回收原料和可回收产品，以减少对环境的污染；
4. 优化反应体系：采用可降解的反应体系，以减少对环境的污染；
5. 开发可持续的技术：开发可持续的技术，以更好地利用资源，减少对环境的污染。

绿色化学的原理和应用随着环境问题越来越受到关注，绿色化学也逐渐成为了一个热门话题。

绿色化学是指在生产和使用化学品过程中尽可能减少对环境和人类健康的影响，同时确保产品质量和效益。

绿色化学的核心原则是最大化原始资源的有效利用，最小化废弃物和污染的排放。

那么绿色化学的原理和应用是什么呢？一、绿色化学原理1. 原子经济性：亦称为“有效性”，是指过程中循环利用原子的多减少废弃物的生成。

这一原则要求在化学反应中，力求不生成废弃物或少生成废弃物。

2. 考虑来源：指从石油开采到化学品生产，再到环境污染处理等全过程，逐环节捕捉碳足迹，优化使用过程，尽量降低环境污染的同时降低碳排放的数量。

3. 精准化设计：精准化设计要求在产品和过程设计时考虑真正需要的功能，调整化学反应、工艺流程等，以减少步骤和耗费的时间和原材料。

从而减少对环境的污染和对人体健康的危害。

4. 生物可降解性：生物可降解性是指化学品在大自然中被自然微生物分解成无害的物质，而不是堆积在环境中。

绿色化学中使用的化学品应该具备良好的生物可降解性，避免环境污染。

5. 无毒性：绿色化学要求使用无毒性、低毒性的化学品，减少或消除对健康和环境的危害。

二、绿色化学应用1. 替代性物质：绿色化学使得可替代性物质越来越流行。

例如，用植物酯替代有害溶剂。

同时绿色化学技术改进了对金属的提取和分离方法，使得电子行业中有害物的使用量减少了。

2. 高效利用资源：生物质资源是绿色化学需要运用的一个积极的从来。

例如，制备可生物降解塑料的纤维素。

生物质包括农业副产品（如废弃物、食品加工副产物等）和纤维素等。

这些资源可以高效利用，减少对自然资源的开发。

3. 环保催化剂：绿色化学的另一个应用方面是环保催化剂。

催化剂是一种增加反应速率和选择性的物质，使得反应可进行和减少废弃物，避免对环境的污染。

4. 真空技术：在提取、分离过程中，使用绿色化学的真空技术。

使用真空技术可以使提取和分离的过程减少，减少对环境的损害。

1 第八章 绿色化学的基本原理与应用一、简答题1. 什么是绿色化学？答：亦称可持续的化学，是研究在化学产品的设计、开发和加工生产过程中减少或消除对人类健康和环境有害物质的科学。

2. 当前绿色化学的研究方向主要有哪些？答：主要有：①探索利用化学反应的选择性来提高化学反应的原子经济性，降低产品不良的生态效应，增强对环境的友好程度；②发展和应用对环境和人类无毒无害的试剂和溶剂，特别是开发以超临界流体、离子液体和水为反应介质的化学反应；③大力开发新型环境友好催化剂以提高反应的选择性和效率；④采用新型的分离技术等。

3. 绿色化学的12条原理。

答：(1) 预防：防止产生废弃物比在它产生后再处理或清除更好。

(2) 原子经济性：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产品中。

(3) 无害(或少害)的化学合成： 所设计的合成方法应对人类健康和环境具有小的或没有毒性。

(4) 设计无危险的化学品：应该设计为使其有效地显示所期望的功能而毒性最小。

(5) 安全的溶剂和助剂： 所使用的辅助物质包括溶剂、分离试剂和其他物品，使用时都应是无害的。

(6) 设计要讲究能效： 化学加工过程的能源，要考虑它们环境的和经济的影响并应尽量节省。

如果可能，合成方法应在室温和常压下进行。

(7) 使用可再生的原料： 当技术和经济上可行，原料和加工厂粗料都应可再生。

(8) 减少衍生物： 尽量减少和避免利用衍生化反应。

因此种步骤需要添加额外的试剂并且可能产生废弃物。

(9) 催化作用： 采用具有高选择性的催化剂比化学计量学的助剂要优越得多。

(10) 设计要考虑降解： 设计化学产品应使它们在功能终了时，分解为无害的产物并不在环境中长期存在。

(11) 为了预防污染进行实时分析： 需要进一步开发新的分析方法，使其可进行实时的生产过程监测并在有害物质形成之前予以控制。

(12) 防止事故发生的固有安全化学： 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包括释放、爆炸以及着火等化学事故的潜在可能性。

什么是绿色化学
绿色化学是一种新兴的化学分支，它致力于研究和开发环境友好、可持续发展的化学方法和技术。

绿色化学涉及的概念和领域广泛，包括有机合成、材料科学、生物化学、能源科学等多个方面。

其目标是减少或消除化学过程对环境的负面影响，同时提高资源和能源的利用效率。

绿色化学的核心理念是利用化学知识和技术，设计和开发具有高选择性、高效性、低毒性和环境友好性的化学产品和过程。

在绿色化学的指导下，化学家们努力寻找替代传统化学方法的新方法，以降低或消除化学污染、减少能源消耗和提高原子利用率。

绿色化学在许多领域都有应用，如新药物开发、生物降解材料、能源转换、环境保护等。

在药物研发中，绿色化学可以帮助科学家开发更环保、更高效的药物；在生物降解材料方面，绿色化学可以推动可降解材料的研发，减少塑料等非降解材料对环境的影响；在能源转换领域，绿色化学可以促进清洁能源技术的进步，如太阳能、风能等；在环境保护方面，绿色化学可以为治理污染提供科学依据和技术支持。

随着人们对环境保护和可持续发展的日益关注，绿色化学得到了广泛的研究和应用。

在全球范围内，许多国家和地区都制定了相应的政策和法规，鼓励企业和研究机构采用绿色化学原则进行化学产品和过程的设计、开发和生产。

我国也将绿色化学作为国家战略支柱产业，加大研究力度，推动绿色化学在各个领域的应用。

总之，绿色化学是一种注重环境保护、资源高效利用和可持续发展的化学理念。

通过研究和应用绿色化学，我们可以为人类创造一个更加美好、环境友好的未来。