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网络资源检索结课大报告,高分作业

作业一:

1.检索课题名称:

绿色与环境化工过程科学与技术的基础

2.课题分析:

课题名称分析出的主题概念是化工过程对环境的是绿色的,因此,总结下面的关键词

中文关键词:绿色环境化工过程

英文关键词:(1)green(2)environment(3)chemical process

3.选择检索工具并依中外文次序列出:

(1)CNKI数字图书馆:中国期刊全文数据库、中国优秀硕士学位论文全文数据

库、中国重要会议论文数据库

(2)超星数字图书馆

(3)百度

(4)谷歌

(5)《美国工程索引》(Ei village2)

(6)Elsevier 数据库

4.构建检索策略:

因绿色是课题的主题,应优先检索,环境和化工过程应同时在检索结果中同时出现,故制定以下检索策略。()表示优先,*表示并且。

检索算法:(绿色)*环境*化工过程

时间范围:2008-2012

文献范围:期刊论文、学位论文、图书、会议论文

使用全文检索途径和高级检索、精确检索方式。

5.简述检索过程:

(1) CNKI数字图书馆:中国期刊全文数据库、中国优秀硕士学位论文全文数据库、中国重要会议论文数据库。

为保证查全率,使用“(绿色)*环境”检索运算式,检索范围选择:全部期刊,关键词检索,检索结果194条。上述结果太多,改变检索策略。使用“(绿色)*环境*化工过程”检索运算式,检索范围选择:全部期刊,主题检索,检索出记录61条。

(2) 超星数字图书馆

使用篇名检索“(绿色)*化工过程”,检索出记录2条。

(3) 百度

为保证查全率,使用“(绿色)*环境*化工过程”检索运算式,检索出记录20800 篇。

(4)谷歌

使用主题“(绿色)*环境*化工过程”,检索出记录 14,500,000条。

(5) 《美国工程索引》(Ei village2)

选择快速检索,输入检索词:第一、green;第二、environment;第三、chemical process 检索结果 216 篇。

(6) Elsevier 数据库

选定在 Elsevier 中期刊、图书、文摘数据库等全部文献资源中检索 2005 年以后的关于绿色环境与化工过程的相关文献。

利用确定的检索策略(green AND environment AND chemical process),文献全文(含文献题目、摘要、关键词)中检索,检到36814篇相关文献;在文献题目、摘要和关键词中检索,检索到 10 篇相关文献;在文献关键词中检索到0 篇相关文献;在文献摘要中检索到 8 篇相关文献。

6.标示检索结果:

一、利用CNKI数字图书馆:中国期刊全文数据库、中国优秀硕士学位论文全文数据库、中国重要会议论文数据库。数字图书馆检索。检索到 61 条;选

二、利用超星数字图书馆数字图书馆检索。检索到 2 条;选用 1 条。

《绿色过程工程引论》

作者:王福安任保增编著

页数:283 出版日期:2002年10月第1版

主题词:化工过程

简介:本书在介绍生态环境、过程工业、过程工程学、可持

续发展、原子经济性概念基础上,阐述了绿色过程工程科

学产生背景与科学内涵,绿色过程工程研究基础,过程工

程绿色化模式等...

绿色过程中将涵盖绿色化学与化工,成为综合运用数学,物理、化学、化工、冶金、环境、医药、资源、能源、材料、生物、信息、人工智能等多学科知识与技术,研究物质转化过程绿色化的综合性科学与工程。是具有明确社会要求和科学目标的新兴交叉学科。

绿色过程的开发为过程工程学研究开辟了新的内涵。

建立资源—环境保护新体系的思想方法论与实施策略,源头污染控制与资源—环境同一论的清洁生产策略与生态工业系统。

原子经济性化学反应处于绿色过程的核心地位,理想的绿色化学反应,即原料中的原子100%地转变为产物,不产生副产物或废弃物,实现废弃物的零排放。

运用环境—经济综合评价体系,建立过程工业的物质流程—能量流程—信息流程综合优化与过程集成。

发展生物转化技术、洁净能源和可再生资源替代技术。

模拟自然界物种共生、互生、能量与元素传递循环网络,物质分层多级循环优化利用的生态化产业体系。

三、利用百度搜索引擎检索。检索到 20800 条;选用 1 条。

减少化工过程对环境的影响——绿色化学工程的目标

【题名】减少化工过程对环境的影响——绿色化学工程的目标

【关键词】绿色化学工程绿色化学技术绿色分离过程环境影响最小化过程综合

【文摘】综述了绿色化学工程的研究现状,并对发展趋势作了探讨,认为要实现绿色化学工程,除研究绿色化学技术以降低原材料消耗、改进或开发新型分离技术以减少过程化学污染和提高能源有效利用外,还需在一个统一的评价平台上进行过程综合和优化;随着研究的深入,过程综合的范围将扩大到人和社会等因素;讨论了建立统一的评价平台的关键和难点。

四、利用谷歌搜索引擎检索。检索到 14,500,000 条;选用 1 条。

建立绿色化学减少环境污染

本篇论文转自论文下载网 https://www.wendangku.net/doc/0718108204.html, 版权归原作者所有

摘要建立绿色化学的根本目的是从节约资源和防止污染的观点出发,重新审视和改革传统化学,从而使我们对环境的治理可以从治标转向治本。为此,工业、农业、日常生活等采用无毒、无害并可循环使用的物料,化学反应的绿色化,是从“本”治理环境污染的重要途径。

关键词绿色化学环境保护生物技术

绿色化学又称绿色技术、环境无害化学、环境友好化学、清洁化学。绿色化学即是用化学及其它技术和方法去减少或消除那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂、试剂、产物、副产物等的使用和产生。

参考文献

1 朱清时. 绿色化学和新的产业革命[J]. 现代化工,1998(6)

2 闵思泽. 环境友好石油炼制技术的发展[J].化学进展,1998(1)

3 黄培强. 绿色合成:一个逐步形成的学科前沿[J]. 化学进展,1998(4)

4 高兆林, 谭丕亨. 绿色化学浅说[J]. 山东化工,1999(2)

原文链接:https://www.wendangku.net/doc/0718108204.html,/shehuixue200804/47611-2/

网络链接:https://www.wendangku.net/doc/0718108204.html,/product.free.6797950.1/

五、利用《美国工程索引》(Ei village2)英文数据库检索。检索到 216 条;选用 1 条。

Green manufacturing process of chromium compoundsZhang, Yi (Key Laboratory of Green Process and Engineering, Institute of Process Engineering, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100080, China); Li, Zuo-Hu; Qi, Tao; Zheng, Shi-Li; Li, Hui-Quan; Xu, Hong-Bin Source: Environmental Progress, v 24, n 1, p 44-50, April 2005

Database: Compendex

Title: Green manufacturing process of chromium

compounds

Authors: Zhang, Yi1; Li, Zuo-Hu1; Qi, Tao1; Zheng,

Shi-Li1 ; Li, Hui-Quan1 ; Xu, Hong-Bin1

Author affiliation: 1Key Laboratory of Green Process and Engineering, Institute of Process Engineering, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100080, China

Corresponding

author:

Zhang, Y.

Source title: Environmental Progress Abbreviated

source title:

Environ. Prog. Volume: 24

Issue: 1

Issue date: April 2005

Publication

year:

2005

Pages: 44-50

Language: English

ISSN: 02784491

CODEN: ENVPDI

Document type: J ournal article (JA)

Publisher: American Institute of Chemical Engineers Abstract: Chromium compounds are important basic

chemicals essential to many industries. In

the traditional process for manufacturing

these compounds, the utilization

efficiency of resources and energy is quite

low. Large amounts of chromium-containing

toxic solid wastes and exhaust gas are

discharged, resulting in serious pollution

problems. A green manufacturing process of

chromium compounds has been developed by

the Institute of Process Engineering,

Chinese Academy of Sciences in Beijing,

China. With the design objective of

eliminating pollution at the source, this

green process achieves higher resource

utilization efficiency and zero emissions

of chromium-containing waste residue by

alteration of process chemistry, change of

reactor and operation, regeneration and

recycle of reaction media, and

comprehensive use of resources. By use of

the green process, a demonstration plant

with an annual production capability of

10,000 tons has been built and operated in

Henan Province, China. The green process

exhibits a promising prospect for the

industrial production of chromium

compounds. ? 2004 American Institute of

Chemical Engineers Environ Prog. Number of

references:

30

Main heading: Chromium compounds

Controlled terms: Chromium ore treatment - Exhaust gases - Industrial

chemicals - Pollution - Reaction kinetics - Recycling - Solid wastes - Toxicity

Uncontrolled Chromite ores - Green manufacturing

terms: process - Pollution prevention - Submolten salt medium - Zero emission

Classification code: 803 Chemical Agents and Basic Industrial Chemicals - 802.2 Chemical Reactions - 543.1 Chromium and Alloys - 804.2 Inorganic Compounds - 533.1 Ore Treatment - 452.3 Industrial Wastes - 451.1 Air Pollution Sources - 454.2 Environmental Impact

and Protection

Treatment: Theoretical (THR)

DOI: 10.1002/ep.10033

Database: Compendex

Compilation and indexing terms, ? 2009

Elsevier Inc.

六、利用Elsevier 数据库英文数据库检索。 检索到 36814 条; 选用 1 条: New trends for design towards sustainability in chemical engineering: Green engineering

J. García -Serna , , L. Pérez -Barrigón and M.J. Cocero

a High Pressure Processes Group, Green Engineering Group, Departamento de Ingeniería Química y Tecnología del Medio Ambiente, Facultad de Ciencias, Universidad de Valladolid, Valladolid, Spain

Abstract

A broad review of disciplines and technologies concerning the

last-decade-advances and state-of-the-art in the understanding and application of sustainability from a Chemical Engineering viewpoint is presented. Up to now it was hard to find useful sustainability criteria and ready-to-use guidance tools for the design of products, processes and production systems. Fortunately, in the last decade a range of practices and disciplines have appeared transforming the way in which traditional disciplines were conceived. Firstly, a review of the concept of

sustainability and its significance for the chemical and process industry is presented. Then, several inspiring philosophies and disciplines which are the basis of the new trends in design are briefly reviewed, namely, The Natural Step, Biomimicry, Cradle to Cradle, Getting to Zero Waste, Resilience Engineering, Inherently Safer Design, Ecological Design, Green Chemistry and Self-Assembly. The core of the manuscript is a deep review of what has been done in Green Engineering so far, including its

main definitions and scope of application, different guiding principles, frameworks for design and legislative aspects. A range of illustrative industrial applications and several tools oriented to GE are analysed. Finally, some educational considerations and training opportunities are included, providing education at academic and university levels allows for the creation of a critical mass of engineers and scientists to foster green engineering and sustainable development in the future.

Keywords: Green engineering; Chemical engineering; Sustainable development; Ecoefficiency; Green chemistry

Introduction

Nearly twenty years away from the first definition of sustainable development and sustainability sentences like ‘much remain to be done in the areas of sustainability’ or ‘the underlying science is still far from exact and we all still need to make a big effort’ are common introducing and/or concluding phrases in both literature and scientific forums. Hopefully, in the last years underlying science has been promoted and clarified and as a result of this a coloured variety of successful industrial and academic examples of sustainable products, processes and production systems are now available.

The concept of sustainability was first mentioned in scientific literature by the German Miner Hans Carl von Carlowitz referring to sustainable forestry in “Sylvicultura oeconomica” in 1713. There, sustainability meant cutting only as much timber as was regrowing, with forestry having to ensure that soil fertility was maintained or even increased.

7.标示原文线索:

(1)CNKI数字图书馆:中国期刊全文数据库、中国优秀硕士学位论文全文数据库、中国重要会议论文数据库。

《绿色过程工程引论》

作者:王福安任保增编著

页数:283 出版日期:2002年10月第1版

主题词:化工过程

简介:本书在介绍生态环境、过程工业、过程工程学、可

持续发展、原子经济性概念基础上,阐述了绿色过程工

程科学产生背景与科学内涵,绿色过程工程研究基础,

过程工程绿色化模式等...

(3)百度

减少化工过程对环境的影响——绿色化学工程的目标

【作者】姚克俭沈绍传张颂红彭文平

【机构】浙江工业大学绿色化学合成技术国家重点实验室培育基地,杭州310032

【刊名】化工进展, 2004(11): 1209-1213

原文链接https://www.wendangku.net/doc/0718108204.html,/databases/7_14_rhxhdssmsnulqpca.html

(6 )谷歌

建立绿色化学减少环境污染

作者:颜苹菲

时间:2007-11-23 15:48:00

来源:论文天下论文网

(5)《美国工程索引》(Ei village2)

一、篇名: Green manufacturing process of chromium compounds

二、第一责任者:Zhang, Yi

三、第一责任者单位:Key Laboratory of Green Process and Engineering, Institute of Process Engineering, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100080, China

四、资料来源:Environmental Progress, v 24, n 1, p 44-50, April 2005

(6)Elsevier 数据库

一、篇名:New trends for design towards sustainability in chemical engineering: Green engineering

二、著者: J. García-Serna, , L. Pérez-Barrigón and M.J. Cocero

三、著者机构: a High Pressure Processes Group, Green Engineering Group, Departamento de Ingeniería Química y Tecnología del Medio Ambiente, Facultad de Ciencias, Universidad de Valladolid, Valladolid, Spain

作业二:

绿色化学化工的研究现状与发展综述

进入21世纪,人类面临着严峻的资源、能源和环境危机的挑战。

世界自然基金会和联合国环境规划署联合发表的《2000年地球生态报告》显示:★按目前的资源消耗速度,地球的资源会在2075年耗尽

★全球的生态系统正在向危险的临界值接近

★环境恶化导致的自然灾害造成了近10年中6080亿美元的经济损失。中国的资源环境问题更是不容乐观,主要资源的拥有量与人口数量不匹配。

环境污染问题十分严重:

☆一级标准城市只占600多个城市中的不到1%;

☆水污染严重,流行病的80%是由于水污染传播;

☆固体废弃物以每年10%速度增长,存储量已达6.49亿吨,占地5.17万顷。

国家中长期科学与技术发展规划指出:改善生态与环境是事关经济社会可持续发展和人民生活质量提高的重大问题。我国环境污染严重;生态系统退化加剧;污染物无害化处理能力低;全球环境问题已成为国际社会关注的焦点,亟待提高我国参与全球环境变化合作能力。在要求整体环境状况有所好转的前提下实现经济的持续快速增长,对环境科技创新提出重大战略需求。

环境问题与化学化工传统的化学工业对环境污染十分严重:化学工业排放的废水、废气和固体废物分别占全国工业排放总量的22.5%、7.82%和5.93%。

化学与化工技术是环境污染治理的最基本、最关键技术。绿色化学与化工:从化学反应的根本上减少污染。美国化学会2003年9月在纽约召开了“绿色化学:应用于解决全球环境问题的多学科的科学和工程” 专题会议(Green Chemistry:Multidisciplinary Science and Engineering Applied to Global Environmental Issues)。

美国化学会主席Elsa Reichmanis指出:能源、气候变化、人类健康和生物多样性相互深层次地交织在一起,而且与重大的经济、政治和社会问题相关联。美国化学会深信化学和化学工程能创新性地提供解决这些问题的答案,这些答案需要化学与工程采取与以往不同的途径去获得。

绿色化学的内涵:

绿色化学是当今国际化学科学研究的前沿,是21世纪化学工业可持续发展的科学基础,其目的是将现有化工生产的技术路线从“先污染、后治理”改变为“从源头上根除污染”。

绿色化学的理想一方面是实现反应的“原子经济性” ,要求原料中的每一原子进入产品,不产生任何废物和副产品,实现废物的“零排放”,并采用无毒无害的原料、催化剂和溶剂;另一方面是生产环境友好的绿色产品,不产生环境污染。

1 绿色化学化工发展现状及研究进展

1984年美国环保局首先提出“废物最小化”,初步体现绿色化学的思想。而到1989年美国环保局提出“污染预防”——绿色化学思想才初步形成,1990年美国联邦政府通过“防止污染行动”的法令,将污染的防止确立为国策之后,才第一次出现“绿色化学”这个词汇。尽管这个词出现至今已近l7年,但其含义,也即其定义却也在不断的发展和变化。刚出现时,它更多的是代表一种理念、一种愿望。但随着时间的流逝,它本身在不断的发展变化中逐步趋于实际应用,且其发展与化工密切相关。绿色化学倡导人,原美国绿色化学研究所所长,现耶鲁大学教授P.Anastas教授在1992年提出的“绿色化学”定义是:“The design of chemical products and processes that reduce the use and generation of hazardous substances.”

从这个定义上看绿色化学的基础应该是化学,而其应用和实施则更像是化工。实际上,绿色化学代表了化学和化工学科的共同发展趋势和目标之一,即无论是化学还是化工,不仅要面对社会发展对环境、健康和能源等方面日益严格的要求,而且还要面临来自其他新兴学科前所未有的挑战。而绿色化学在连接化学与化工中所起的桥梁作用就体现得越来越明显。绿色化学含义的这种变化不仅得到各国政府的高度关注,而且也使它所涉及的内容也越来越广,越来越丰富。从它现在代表的意思来看,还可用环境友好化学、可持续发展、清洁生产等词汇来描述。但是,绿色化学与环境化学、可持续发展、清洁生产、循环经济等词汇有密切的联系,但却不是等同的概念。比如,与其最接近的清洁生产的概念指的是:清洁技术、废物最小化、源控制、污染预防等。联合国环境规划署和环境规划中,(UNEPIE/PAC)在1989年提出清洁生产这一术语时指出:“清洁生产是指将综

合预防的环境保护策略持续应用于生产过程和产品中,以期减少对人类与环境的风险”。而《中国2l世纪议程》中对清洁生产定义是:“清洁生产是指既可满足人们的需要,又可合理使用自然资源和能源,并保护环境的生产方法和措施。其实质是一种物料和能源消费最小的人类活动的规划和管理,将废物减量化、资源化和无害化,或消灭于生产过程之中”。由此可见,清洁生产的概念不仅含有技术上的可行性,还包括经济上的可盈利性,体现了经济效益、环境效益和社会效益的统一。值得注意的是,清洁生产的概念还具有相对性,是与现行的技术和产品相比较而言的。随着经济发展与技术更新,清洁生产本身也在不断完善。

而实际上,绿色化学是当今国际化学科研究的前沿,它吸收了当代化学、化工、环境、物理、生物、材料和信息等学科的最新理论和技术,是具有明确的社会需求和科学目标的新兴交叉学科。它的研究内容涉及范围很广,下面仅扼要地提出其主要内涵。从科学的观点看,绿色化学是化学和化工科学基础内容的更新,是基于环境友好约束下化学和化工的融合和拓展;从环境观点看,它是从源头上消除污染;从经济观点看,它要求合理地利用资源和能源、降低生产成本,符合经济可持续发展的要求。正因为如此,科学家们认为,“绿色化学”将是21世纪

科学发展最重要的领域之一,是实现污染预防的基本和重要科学手段。绿色化学以利用可持续发展的方法,把降低维持人类生活水平及科技进步所需的化学产品与过程所使用与产生的有害物质作为努力的目标,因而与此相关的化学化工活动均属于绿色化学的范畴。受到来自社会、技术、经济、环境、政治等多方面的推动力,据Crystal Faraday协会在2004年提出的路线图中给出的8个技术领域?,即绿色产品设计、原料、反应、催化、溶剂、工艺改进、分离技术和实现技术。在此基础上,提出了绿色化工产品设计、原料绿色化及新型原料平台、新型反应技术、催化剂制备的绿色化和新型催化技术、溶剂的绿色化及绿色溶剂、新型反应器及过程强化与耦合技术、新型分离技术、绿色化工过程系统集成、计算化学与绿色化学化工结合等9个方面绿色化学和化工的发展趋势。

1.1 绿色化工产品设计

绿色化工产品设计要求对环境的影响最小化,这包括设计过程中的生命周期分析和循环回收、回用设计等。如果一个产品本身对环境有害,仅仅降低其成本和改进其生产工艺对环境的影响是不够的,化学工业需要思考更多的是产品全生命周期中的成本和收益,特别是要考虑社会和环境的成本。因此,国家在这方面的法律法规对于产品设计的绿色化具有很大的影响。其中发达国家对于化工产品

“绿色化”的要求,以及发展中国家受到“绿色壁垒”的限制,使得化工产品设计的绿色化成为必然趋势。在绿色化工产品设计时,要遵循全生命周期设计、再循环和再使用设计、降低原料和能量消耗设计以及利用计算机技术进行绿色化工产品的设计等原则。由于大多数人只考虑到他们直接控制的产品的生命周期部分,造成化工产品全生命周期的想法尚不能深入化学工业界。另外,化工产品设计的绿色化并没有成为企业发展的机遇,而更多的是企业被大环境所逼而致的。因此,绿色化设计的积极性急需提升。绿色化设计的标准和方法尚未建立也是其发展的重要障碍。还有新材料,如纳米材料的安全性等方面的问题。

己内酰胺生产绿色化学技术——己内酰胺是一种重要的石油化工产品,广泛用于工程塑料及纤维。己内酰胺的生产方法有多种,以环己酮肟贝克曼重排为基础的环己酮- 羟胺路线是目前世界工业化生产中广泛使用的方法。

1.2 原料的绿色化及新型原料平台

原料在化工产品的合成中极其重要,它影响了化工产品的制造、加工、生产和使用等过程。如果一个化学品的原料对环境有着不利的影响,由它所合成的化学品也有可能对环境不利。另外,为了满足可持续发展的要求,原料的可再生性也是很重要的指标。一种曰益枯竭的原料不仅具有环境方面的问题,还有经济上的弊端,这是由于不可再生原料不可避免地引起制造费用和购买价格的升高。因此选择原料时,应尽量使用对人体和环境无害的材料,避免使用枯竭或稀有的材料,尽量采用可回收再生原材料,采用易于提取、可循环利用的原材料,使用环境可降解的原材料。基于以上原则,一些新型的原料平台,如以石油化工中的低碳烷烃作为原料平台、以甲醇和合成气作为原料平台、以废旧塑料为原料平台和以生物质作为原料平台等在化工生产中越来越受到瞩目。

另外,用于合成的传统原料的绿色化也得到广泛的研究。在传统化工生产中,经常要使用到有毒、有刺激并对生态不利的用于合成的原料,对于这些原料的绿色化是提升化工工艺和技术绿色程度的重要手段。例如碳酸二甲酯是近年来受到广泛关注的用途极广的基本有机合成原料,由于其分子中含有甲氧基、羰基和羰甲基,具有很好的反应活性,有望在许多重要化工产品的生产中替代光气、硫酸二甲酯、氯甲烷及氯甲酸甲酯等剧毒或致癌物。绿色氧化剂如氧气、双氧水因最终的氧化产物为水,已经在多类反应过程中替代传统的金属盐或金属的氧化物氧化剂以及有机过氧化物,并且使反应条件更加温和,选择性更高。

1.3 新型反应技术

迄今为止,化学家构筑了大量的化学反应,已有十几年没有新的人名反应出现,因此仅从化学反应本身开发新的反应已经难上加难。从绿色角度来看,由于很多传统有机合成反应用到有毒试剂和溶剂,这些有毒试剂和溶剂的绿色替代物的开发给这些传统反应的重新构筑提供了机遇。另外反应与生物技术、分离技术、纳米技术等的结合使得开发新型反应路径仍有空间。

1.4 催化剂制备的绿色化和新型催化技术

由于催化剂不仅能改变热力学上可能进行的反应速率,还能有选择地改变多种热力学上可能进行的反应中的某-St反应,选择性地生成所需目标产物,因此

在实现化工工艺与技术的绿色化方面举足轻重。无论是改造催化剂,还是使用绿色原料和绿色溶剂等,均涉及到催化剂。高效无害催化剂的设计和使用成为绿色化学研究的重要内容,选择性对于催化剂的评价和绿色程度的评价来说尤为重要,选择性的提高可开辟化学新领域,减少能量消耗和废物产生量。

目前有关绿色化学的研究中有相当的数量是应用新型催化剂对原有的化学

反应过程进行绿色化改进,如均相催化剂的高效性、固相催化剂的易回收和反复使用等。这类研究几乎无一例外地描述了对反应绿色化改进的程度,或者减少了试剂的使用,或反应条件更加温和,或反应更加高效和高选择性,或催化剂多次重复使用和回收等。但仅有很少研究者考虑了催化剂制备时的绿色化问题,如催化剂制备过程中废液的处理、催化剂焙烧过程中N 的排放,催化剂中活性成分

的原子经济性、催化剂制备过程中的环境因子和环境熵等。可以回收并反复使用的固体催化剂的使用是环境友好的催化技术,但固体催化剂一直被普遍认为催化活性较均相催化剂低很多。通过在分子水平上构筑高活性、高选择性的固体催化剂,不仅可解决催化剂的循环回收、反复使用等问题,而且对资源的有效利用和环境的保护起着积极的作用。另外,以手性金属配合物为催化剂的不对称催化反应一直是研究的核心,这其中具有较大范围适用性的手性助剂的设计和开发、手性功能和催化功能一体化的手性催化剂的设计和开发是研究的核心。研究过程中要注意提高手性活性,避免废弃物的生成,以及降低分离成本。手性试剂和手

性催化剂由于合成价格昂贵,其循环回收反复使用性能也非常重要。酶催化剂与仿生催化剂由于在温和条件下的高效性和

高度专一性往往是化学催化剂望尘莫及的,已引起了广泛的重视。

1.5 溶剂的绿色化及绿色溶剂

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。目前广泛使用的溶剂是挥发性有机化合物(VOCs),其在使用过程中有的会引起臭

氧层的破坏,有的会引起水源和空气污染,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,在新工艺过程需要限制这些溶剂的使用,最好不用,或用环境友好的代替物替代环境不友好的溶剂。对溶剂实现闭环循环,是解决溶剂对人类和环境影响的最终解决方法。另外超临界流体和离子液体与生物催化的结合、水作为溶剂和无溶剂系统均是目前研究者关注的焦点。

1.6 新型反应器及过程强化与耦合技术

为了实现绿色化工技术,许多工艺的改进,如反应器的设计、单元过程的耦合强化,成为这些技术得以实现的基础,可极大地提高原子效率并降低能耗。在常规的化学反应基础上,采用新技术进行过程强化,可使反应得以强化。微波应用于有机反应,能大大加快化学反应的速度,缩短反应时间,具有产物易于分离、产率高等优点,已广泛地应用于各类化学反应。由于超声波能加快反应速度、

缩短反应时间、提高产率和反应选择性、具有温和的反应条件等多种有利因素,

近些年来更是作为一种绿色化学的有效手段广泛应用于有机合成中。作为光驱动的化学反应,紫外光和可见光是研究得最多的光源,紫外光和可见光由于其一定范围的波长,对于某些材料,如二氧化钛、半导体等,具有激发这些材料介电子的某些能带的作用,这些光源本身及受光源激发的材料具有良好的氧化性能,已广泛用于氧化反应、污染物处理等,具有极大的研究和开发价值。

对一些条件非常苛刻的反应,包括温室气体的化学转化、空气中有害气体的净化等,等离子体技术的采用则非常容易解决这些问题。若等离子体与催化剂的协同作用,则可以降低等离子体击穿电压和反应温度,提高反应活性。各种耦合技术对于化工技术开发的成功及工业化具有特别重要的作用。“二合一”或“多合一”可能是对反应与分离过程在容器的同一区域内完成的最简单描述。它是替代传统的反应与分离的有效方法。目前,单元操作通常是在各自的装置上完成,产物毫无疑问是化学反应的核心。由于产物中混有溶剂和催化剂,在反应之后一系列的分离工序是必需的。反应与分离的耦合,可克服上述诸多不足,使得反应与分离在同一区域完成。

另外,从大多数反应分离实例来看,反应与分离的集成可使得它们彼此性能更佳;如反应物的不断动态移走,可使得反应平衡发生移动,而反应的顺利进行有利于分离效率的进一步提高。反应与反应的耦合毫无疑可以大大简化操作过程。具体表现在可缩短整个反应时间,减少中间产物与反应体系之间的分离和提纯,充分有效利用反应器,减少中间产物的损失。特别是对于不稳定的中间物种,通过原位生成中间物种立即用于下个反应中,可充分提高中间物种的利用效率,对于同时存在吸热和放热反应来说,放热反应的热量可以填补或部分填补吸热反应的需要。

作业三:

利用超星搜索结果作者王福安近期发表的学术成果

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