綠色化學(xué)化工技術(shù)

前言

“綠色化學(xué)”由美國化學(xué)會(ACS)提出，目前得到世界廣泛的響應(yīng)。其核心是利用化學(xué)原理從源頭上減少和消除工業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境的污染；反應(yīng)物的原子全部轉(zhuǎn)化為期望的最終產(chǎn)物。綠色化學(xué)的最大特點是在始端就采用預(yù)防污染的科學(xué)手段，因而過程和終端均為零排放或零污染。世界上很多國家已把“化學(xué)的綠色化”作為新世紀化學(xué)進展的主要方向之一。 國際上興起的綠色化學(xué)與清潔生產(chǎn)技術(shù)浪潮，也引起了我國科學(xué)界的高度重視。1994年，我國政府發(fā)表了《中國21世紀議程》白皮書，制定了“科教興國”和“可持續(xù)發(fā)展”戰(zhàn)略，鄭重聲明走經(jīng)濟與社會協(xié)調(diào)發(fā)展的道路，將推行清潔生產(chǎn)作為優(yōu)先實施的重點領(lǐng)域。綠色化學(xué)在中國雖然起步較晚，但在近幾年受到了充分的重視，得到了長足的發(fā)展，成為當(dāng)前化學(xué)研究的熱點和前沿。為適應(yīng)我國綠色化學(xué)化工技術(shù)發(fā)展的要求，幫助人們認識綠色化學(xué)化工技術(shù)對經(jīng)濟和社會可持續(xù)發(fā)展的重要性，本書以綠色化學(xué)原理為主線，評述了近20年來綠色化學(xué)各方面，包括:原料、化學(xué)反應(yīng)、產(chǎn)品、催化劑、溶劑、能源、生產(chǎn)工藝等綠色化的一些重要研究進展。全書共分9章，第1章簡要敘述綠色化學(xué)產(chǎn)生和發(fā)展的時代背景及綠色化學(xué)的研究內(nèi)容和特點；第2章論述綠色化學(xué)的基本原則；第3章分別圍繞原料、催化劑、溶劑、產(chǎn)品、污染物處理的綠色化展開說明，講述了化學(xué)反應(yīng)綠色化的途徑；第4章介紹了應(yīng)用在無機合成反應(yīng)和有機合成反應(yīng)中，具有代表性、實用性和前沿性的綠色合成技術(shù)；第5章介紹了綠色能源的研究與開發(fā)利用現(xiàn)狀；第6章論述了綠色化工、清潔生產(chǎn)和可持續(xù)發(fā)展的關(guān)系，并列舉了典型產(chǎn)品的清潔生產(chǎn)工藝實例；第7章敘述了化工過程強化技術(shù)在綠色化學(xué)化工中的應(yīng)用；第8章論述了綠色化學(xué)化工過程的評估準則；第9章展望了綠色化學(xué)未來的發(fā)展趨勢。本書內(nèi)容具有較強的前瞻性、現(xiàn)代性和實用性。 本書各章編寫分工如下:第1～4章由王敏編寫，第5、8章由宋志國編寫，第6章由趙爽編寫，第7、9章由萬鑫編寫。曹春艷參與了本書的整理工作，全書由王敏、宋志國統(tǒng)一修改定稿。 在本書編寫過程中參閱了大量有關(guān)文獻資料和學(xué)術(shù)著作，謹向原文作者表示衷心的感謝。 由于綠色化學(xué)發(fā)展迅速，科學(xué)成果層出不窮，涉及的學(xué)科知識面廣，有關(guān)文獻浩如煙海，在我們編寫過程中難免出現(xiàn)掛一漏萬的問題，加之水平有限，書中不妥之處在所難免，敬請廣大讀者批評指正，以待再版修訂。 編著者 2012年1月

內(nèi)容概要

王敏、宋志國等編著的《綠色化學(xué)化工技術(shù)》以綠色化學(xué)原理為主線，全面、系統(tǒng)地介紹了綠色化學(xué)化工技術(shù)及其在現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)中的應(yīng)用。
內(nèi)容包括綠色化學(xué)的興起與發(fā)展、綠色化學(xué)的研究內(nèi)容及特點、綠色化學(xué)原理、化學(xué)反應(yīng)綠色化的途徑、綠色合成技術(shù)、綠色能源、綠色化工技術(shù)與清潔生產(chǎn)實例、化工過程強化技術(shù)、綠色化學(xué)化工過程的評估、綠色化學(xué)發(fā)展趨勢等。《綠色化學(xué)化工技術(shù)》內(nèi)容豐富，結(jié)構(gòu)嚴謹，注重先進性、實用性和前瞻性。
《綠色化學(xué)化工技術(shù)》既可作為高等院?；瘜W(xué)化工及相關(guān)專業(yè)教材，也可供從事科學(xué)研究與開發(fā)、化工生產(chǎn)和企業(yè)管理的科技人員參考使用。

書籍目錄

第1章 緒論
 1.1 綠色化學(xué)的興起
 1.2 綠色化學(xué)的含義
 1.3 綠色化學(xué)的發(fā)展歷程
 1.3.1 綠色化學(xué)在國外的發(fā)展
 1.3.2 綠色化學(xué)在國內(nèi)的發(fā)展
 1.4 綠色化學(xué)的研究內(nèi)容及特點
 1.4.1 綠色化學(xué)的研究內(nèi)容
 1.4.2 綠色化學(xué)的特點
第2章 綠色化學(xué)原理
 2.1 綠色化學(xué)化工——從根本上解決環(huán)境問題的可持續(xù)方案
 2.2 綠色化學(xué)的原則
 2.2.1 綠色化學(xué)前12條原則
 2.2.2 綠色化學(xué)后12條原則
 2.2.3 綠色化學(xué)工程技術(shù)12條原則
 2.2.4 綠色化學(xué)的5R原則
 2.3 綠色化學(xué)的核心
第3章 化學(xué)反應(yīng)綠色化的途徑
 3.1 原料綠色化
 3.1.1 原料的綠色化學(xué)評價
 3.1.2 無毒無害及可再生原料
 3.1.3 綠色原料的應(yīng)用
 3.2 綠色催化劑
 3.2.1 傳統(tǒng)催化劑存在的問題
 3.2.2 生物催化劑
 3.2.3 分子篩催化劑
 3.2.4 電催化
 3.2.5 手性催化(不對稱催化)
 3.2.6 耐水性Lewis酸催化劑
 3.3 綠色溶劑(介質(zhì))
 3.3.1 離子液體
 3.3.2 超臨界流體
 3.3.3 水和近臨界水
 3.3.4 無溶劑
 3.4 綠色化學(xué)產(chǎn)品
 3.4.1 設(shè)計安全無毒化學(xué)品的一般原則
 3.4.2 設(shè)計更安全化學(xué)品的方法與策略
 3.4.3 綠色化學(xué)產(chǎn)品開發(fā)實例
 3.5 污染物處理綠色化
 3.5.1 吸附法
 3.5.2 混凝法
 3.5.3 化學(xué)氧化法
 3.5.4 電化學(xué)法
 3.5.5 生物處理法
 3.5.6 膜分離技術(shù)
 3.5.7 等離子體法
第4章 綠色合成技術(shù)
 4.1 生物技術(shù)
 4.1.1 生物技術(shù)發(fā)展狀況及生物反應(yīng)過程特點
 4.1.2 生物技術(shù)與綠色化學(xué)的相互交叉與融合
 4.1.3 生物技術(shù)在綠色化學(xué)反應(yīng)中的應(yīng)用
 4.2 微波技術(shù)
 4.2.1 微波的特性
 4.2.2 微波化學(xué)技術(shù)的發(fā)展及現(xiàn)狀
 4.2.3 微波技術(shù)在綠色化學(xué)反應(yīng)中的應(yīng)用
 4.3 超聲波技術(shù)
 4.3.1 超聲波的作用原理
 4.3.2 超聲波技術(shù)的發(fā)展及現(xiàn)狀
 4.3.3 超聲波技術(shù)在綠色化學(xué)反應(yīng)中的應(yīng)用
 4.3.4 超聲波技術(shù)在其他領(lǐng)域中的應(yīng)用
 4.4 膜催化技術(shù)
 4.4.1 膜催化反應(yīng)的特點
 4.4.2 膜材料及分類
 4.4.3 膜催化反應(yīng)模式及機理
 4.4.4 膜催化反應(yīng)器的分類
 4.4.5 膜催化技術(shù)在綠色化學(xué)反應(yīng)中的應(yīng)用
 4.4.6 膜催化研究中存在的問題
 4.4.7 膜催化技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用與前景
 4.5 光化學(xué)合成技術(shù)
 4.5.1 光化學(xué)的特點
 4.5.2 光化學(xué)反應(yīng)的基本原理
 4.5.3 光化學(xué)合成技術(shù)在綠色化學(xué)反應(yīng)中的應(yīng)用
第5章 綠色能源
 5.1 太陽能
 5.1.1 太陽能的利用方式
 5.1.2 太陽能利弊分析
 5.1.3 太陽能在國內(nèi)外的開發(fā)現(xiàn)狀及前景
 5.2 生物質(zhì)能
 5.2.1 生物質(zhì)能的資源與特點
 5.2.2 生物質(zhì)能利用技術(shù)及發(fā)展趨勢
 5.2.3 生物質(zhì)能在國內(nèi)外的利用現(xiàn)狀
 5.3 氫能
 5.3.1 氫能的特點
 5.3.2 氫的制備、貯存和輸送技術(shù)
 5.3.3 氫能的利用及安全性
 5.3.4 氫能源在國內(nèi)外的發(fā)展狀況
 5.4 風(fēng)能
 5.4.1 風(fēng)能的優(yōu)缺點
 5.4.2 風(fēng)能利用概述及歷史
 5.4.3 國內(nèi)外風(fēng)能行業(yè)發(fā)展前景
 5.5 海洋能
 5.5.1 海洋能的主要能量形式
 5.5.2 國外海洋能技術(shù)的發(fā)展
 5.5.3 我國海洋能研究與開發(fā)現(xiàn)狀
 5.6 地?zé)崮?br /> 5.6.1 地?zé)崮艿姆诸惣胺植?br /> 5.6.2 地?zé)崮艿睦梅绞?br /> 5.6.3 國內(nèi)外地?zé)崮艿睦矛F(xiàn)狀及前景
 5.7 各國大力發(fā)展綠色能源
第6章 綠色化工技術(shù)與清潔生產(chǎn)實例
 6.1 綠色化工與可持續(xù)發(fā)展
 6.1.1 綠色化工是控制化工污染的最有效手段
 6.1.2 綠色化工是化工行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇
 6.1.3 實施清潔生產(chǎn)發(fā)展綠色化工
 6.2 化學(xué)工業(yè)的清潔生產(chǎn)
 6.2.1 清潔生產(chǎn)評價指標
 6.2.2 清潔生產(chǎn)評價方法
 6.2.3 清潔化工過程系統(tǒng)集成方法
 6.2.4 開展清潔生產(chǎn)的主要途徑
 6.2.5 清潔生產(chǎn)的發(fā)展趨勢
 6.3 清潔生產(chǎn)工藝實例
 6.3.1 印染行業(yè)清潔生產(chǎn)工藝
 6.3.2 啤酒企業(yè)清潔生產(chǎn)工藝
 6.3.3 鋼鐵企業(yè)清潔生產(chǎn)工藝
 6.3.4 石油煉制業(yè)清潔生產(chǎn)工藝
 6.3.5 黃磷企業(yè)的清潔生產(chǎn)工藝
 6.3.6 廢紙造紙行業(yè)的清潔生產(chǎn)工藝
 6.3.7 玻璃工業(yè)的清潔生產(chǎn)工藝
 6.3.8 塑料行業(yè)的清潔生產(chǎn)工藝
 6.3.9 橡膠工業(yè)的清潔生產(chǎn)工藝
 6.3.10 合成纖維的清潔生產(chǎn)工藝
 6.3.11 涂料的清潔生產(chǎn)工藝
第7章 化工過程強化技術(shù)
 7.1 微化工技術(shù)
 7.1.1 微反應(yīng)器的微混合機理
 7.1.2 微反應(yīng)器的基本特征
 7.1.3 微反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)與分類
 7.1.4 適用于微反應(yīng)器的反應(yīng)類型
 7.1.5 微反應(yīng)器技術(shù)的應(yīng)用
 7.2 超重力技術(shù)
 7.2.1 超重力技術(shù)基本原理
 7.2.2 超重力設(shè)備
 7.2.3 超重力技術(shù)的特點
 7.2.4 超重力技術(shù)應(yīng)用研究進展
 7.3 磁穩(wěn)定床技術(shù)
 7.3.1 磁穩(wěn)定床的特點
 7.3.2 氣固磁穩(wěn)定床
 7.3.3 液固磁穩(wěn)定床
 7.3.4 氣液固磁穩(wěn)定床
 7.3.5 磁穩(wěn)定床的應(yīng)用
 7.4 膜分離耦合技術(shù)
 7.4.1 基于反應(yīng)-膜分離耦合技術(shù)的鹽水連續(xù)精制新工藝
 7.4.2 基于反應(yīng)-膜分離耦合技術(shù)的化工生產(chǎn)新工藝
 7.4.3 基于反應(yīng)-膜分離耦合的乳酸新工藝
 7.5 撞擊流技術(shù)
 7.5.1 撞擊流基本原理
 7.5.2 撞擊流技術(shù)的應(yīng)用
第8章 綠色化學(xué)化工過程的評估
 8.1 生命周期評估
 8.2 原子經(jīng)濟性
 8.3 環(huán)境因子和環(huán)境系數(shù)
 8.4 質(zhì)量強度
 8.5 成本關(guān)系
 8.6 技術(shù)因素
第9章 綠色化學(xué)發(fā)展趨勢
 9.1 原子經(jīng)濟性反應(yīng)
 9.2 催化不對稱合成
 9.3 酶催化
 9.4 分子氧的活化和高選擇性氧化反應(yīng)
 9.5 仿生的多功能試劑
 9.6 廢棄物的利用
 9.7 清潔能源

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   隨著人類環(huán)境保護意識的覺醒，人類越來越重視自己賴以生存的環(huán)境，并開始治理。人類對環(huán)境的保護大體經(jīng)歷了三個階段。 1.20世紀中期以前——稀釋廢物來防治污染時期 在20世紀中期以前，人類對化學(xué)物質(zhì)毒性的時間性、致癌性和生物聚集尚缺乏了解，存在認識上的誤區(qū)，人們普遍認為只要充分降低某一化學(xué)物質(zhì)在特定介質(zhì)中的濃度就足以減輕其最終影響，甚至認為把廢水、廢渣和廢氣“稀釋排放就可以無害”。因此，對廢水、廢氣和廢渣的排放沒有立法來限制。這個時期的環(huán)保對策可以稱為“稀釋廢物來防治環(huán)境污染”。雖然說自然生態(tài)系統(tǒng)對某些外來的化學(xué)物質(zhì)是有一定的抵抗和凈化能力（稱為環(huán)境的自凈能力），但這種能力畢竟是有一定限度的，當(dāng)污染物超出環(huán)境的自凈能力時，就會對環(huán)境造成嚴重破壞，進而通過皮膚、呼吸道和消化道等途徑進入人體，威脅人體健康。正是由于這種認識上的誤區(qū)和對污染采取放任自流的態(tài)度，導(dǎo)致了20世紀30年代以來世界范圍內(nèi)的“八大公害事件”的發(fā)生。八大公害事件：比利時馬斯河谷煙霧事件；美國多諾拉煙霧事件；倫敦?zé)熿F事件；洛杉磯光化學(xué)煙霧事件；日本水俁病事件；日本富山骨痛病事件；日本四日市哮喘病事件；日本米糠油事件。 2. 20世紀中期至80年代末——末端治理時期 八大公害事件和許多污染事件的相繼發(fā)生，使得人類對化學(xué)品污染所帶來的危害逐步有了深入的了解，各國政府相繼立法，開始限制廢物的排放量，特別是廢物排放的濃度，這個時期的環(huán)保對策進入了“管制與控制”時代。由于環(huán)保法規(guī)日益嚴格，許多企業(yè)不得不將廢水、廢氣和廢渣進行處理后才排放，于是一系列“三廢”的后處理技術(shù)相繼出現(xiàn)，如中和廢液、洗滌排放廢氣、焚燒廢渣等。但從科學(xué)層面上看，這種用法規(guī)來控制污染的方法是有欠缺的，沒有考慮到排放物彼此之間的相互作用所產(chǎn)生的疊加效應(yīng)，如受控化合物和受控化合物之間或受控化合物和非受控化合物之間，甚至是非受控化合物和非受控化合物之間都有可能相互發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)生的疊加效應(yīng)可能會使污染物濃度增加，或產(chǎn)生新的污染物。可見，這一欠缺是行政管理手段無法跨越的。所以，利用行政控制手段可在一定程度上對污染有所抑制，但不能從根本上解決環(huán)境污染問題。事實也說明了這一點，以美國為例，僅按1993年排放的365種有毒物質(zhì)估算，其排放量就達到了30億磅（11b≈0.45kg）。不僅如此，處理污染物所需費用也十分巨大。1992年，美國化學(xué)工業(yè)用于環(huán)保的費用為1150億美元，而美國政府清理已污染地區(qū)的費用更高達7000億美元。高昂的治理費用使環(huán)境治理陷入困境，同時也制約著化工行業(yè)本身的發(fā)展。 3. 20世紀90年代以后——污染預(yù)防為主，末端治理為輔時期 日趨惡化的環(huán)境使得人們看到后期治理并未達到預(yù)期的效果，于是一種新的環(huán)保理念逐步形成。1990年，美國頒布了污染防止法案，將污染防止確定為美國的國策。所謂污染防止就是使得廢物不再產(chǎn)生，不再有廢物處理的問題。綠色化學(xué)就是在這一背景下應(yīng)運而生。綠色化學(xué)正是實現(xiàn)污染預(yù)防的基礎(chǔ)和重要工具，綠色化學(xué)主張“源頭治理”，實現(xiàn)了從“先污染，后治理”向“源頭上根除污染”的轉(zhuǎn)變，根本上改變了以后期治理為主的傳統(tǒng)環(huán)境保護理念。從而使得人類的環(huán)境保護進入了一個新的時期，即污染預(yù)防為主，末端治理為輔時期。由此可見，綠色化學(xué)的興起是歷史發(fā)展的必然產(chǎn)物。

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