双金属催化剂有机催化综述文章
双金属催化剂有机催化综述文章
2016-06-03 13:43来源：内江洛伯尔材料科技有限公司作者：研发部
双金属纳米催化剂应用领域
双金属纳米材料作为工业上少见的一类催化剂材料，在合成过程中可通过对其组成、结构晶粒大小尺寸的调控，实现其催化性能的合理调控，因此，近年来备受催化材料化学领域科技工作者的广泛关注. 随着纳米材料调控合成方面的技术进步，具有均一小尺寸可控结构的纳米材料对于制备高效催化剂材料和研究催化反应机理具有重要的意义。结合纳米技术探索开发设计新型的双金属纳米催化剂材料颇具挑战性.
清华大学化学系李亚栋纳米催化介于均相催化与多相催化之间, 也称为”半多相催化”, 目前正受到人们越来越多的关注. 最近几年, 应用双金属纳米材料进行催化研究取得了很大进展, 使用这些催化材料可以增加反应活性和选择性, 而且能很好地得以回收。本文综述了双金属纳米材料催化的各种有机反应, 如选择性氧化/氢化、偶联和其它反应(脱卤、酰胺化、还原氨化、芳基硼酸与烯酮的1,4-不对称加成和氢解). 将双金属纳米材料用于催化合成更加复杂的有机分子值得期待.
在双金属纳米有机催化领域, 基础理论和实际应用尚有较大的发展空间. 未来该领域的发展需要开展多学科的合作, 包括合理设计和可控制备相关的双金属纳米材料、深入理解催化机理及发展计算催化。
绿色化学催化剂应用
绿色化学催化剂应用 摘要：从有机功能小分子催化、高分子负载催化剂、新型过渡路易酸催化、生物质催化、离子液体和超临界流体为介质的催化来介绍有机合成中的一些绿色反应。 关键字：绿色，有机合成，催化 催化化学 催化化学对人类社会的发展和进步起着深远的影响，80 ％以上的传统化工过程都与催化作用有关。近年来随着人类对能源、环境和健康等问题的普遍关注，催化化学的作用和地位进一步获得了新的评价。因此，适当掌握一些关于催化剂及催化过程的知识是非常必要的。催化化学是一门面向化学类专业大学学生的一门学科。其目的主要是使学生了解催化化学的基础知识以及最新发展动向，通过学习，提高学生对化学和化工领域的环境友好的意识，为今后从事研究和开发打下良好的基础。学科内容主要包括：催化作用基础、催化剂的设计、制备和表征以及各种新兴催化技术在绿色化学、生物医药等领域的应用，如纳米技术、超临界流体技术和相转移催化等。 绿色化学 绿色化学的定义：是在化工产品生产过程中，从工艺源头上就运用环保的理念，推行源消减、进行生产过程的优化集成，废物再利用与资源化，从而降低了成本与消耗，减少废弃物的排放和毒性，减少产品全生命周期对环境的不良影响。绿色化工的兴起，使化学工业环境污染的治理由先污染后治理转向从源头上根治环境污染。 绿色化学被称为环境无害化学（Environmentally Benign Chemistry），由此
发展的技术称环境友好技术或洁净技术：即利用化学原理在化学品的设计、生产和应用中消除或减少那些对人类健康、社区安全和生态环境有毒有害物质的使用和生产，设计研究没有或只有尽可能少的环境负作用，在技术上和经济上可行的产品和化学过程。无论属于哪个学科，面对一项有利于人类社会的发展的新理论，都应该树立正确的态度和观念。所以，首先有必要解释清楚这些技术或科学理念的理论来源及前因后果、带来的益处、发展方向、积极意义、发展前景及发展方式等等。 绿色化学的研究内容及其实现方式 1、绿色化学研究的核心内容 绿色化学研究的核心内容是原子经济性这一概念最早是1991年美国Stanford大学的著名有机化学家Trost(为此他曾获得了1998年度的“总统绿色化学挑战奖”的学术奖)提出的，即原料分子中究竟有百分之几的原子转化成了产物。理想的原子经济反应是原料分子中的原子百分之百地转变成产物，不产生副产物或废物，实现废物的“零排放”。他用原子利用率衡量反应的原子经济性，认为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。绿色化学的原子经济性的反应有两个显著优点：一是最大限度地利用了原料，二是最大限度地减少了废物的排放。近年来，开发新的原子经济反应已成为绿色化学研究的热点之一。国内外均在开发钛硅分子筛上催化氧化丙烯制环氧丙烷的原子经济新方法。此外，针对钛硅分子筛催化反应体系，开发降低钛硅分子筛合成成本的技术，开发与反应匹配的工艺和反应器仍是今后努力的方向。 BHC工艺是一个典型的原子经济性反应，不但合成简单，原料利用率高，而且无需使用大量溶剂和避免产生大量废物，对环境造成的污染小。Boots工艺肟化法从原料到产物要经过4步反应，每步反应中的底物只有一部分进入产物，所用原料中的原子只有40%进入最后产品中。而BHC工艺只需3步反应即可得到产品布洛芬，其原子经济性达到77%，也就是说新方法可少产废物37%。如果考虑副产物乙酸的回收，BHC 合成布洛芬工艺的原子有效利用率则高达99%。 环氧乙烷的生产，原来是通过氯醇法两步制备，采用银催化剂后，改为乙烯直接氧化成环氧乙烷的原子经济性反应。而合成乙二醇二乙酸酯(EGDA)的经典
有机催化剂的应用及发展
催化化学综述 综述题目：有机催化剂的应用及发展 学院：＿ 专业：＿ 班级：＿＿＿ 学号：＿ 学生姓名：＿ 2013年 6月16日
有机催化剂的应用及发展 前言 在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率（既能提高也能降低），而本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生改变的物质叫催化剂（也叫触媒），在现代有机合成化学及化工中有着举足轻重的地位。现代化学工业产品的85％都是通过催化过程生产的，每种新催化剂的发现及催化工艺的研制成功，都会引起化学工业的重大革新。有机催化剂作为其中非常重要的一种，和我们生活的各个方面都有着联系，其发展历史也是几经波折，最终也取得了不错的成果。有机催化剂主要分为金属有机催化剂和非金属有机催化剂，其在社会生产中具有重要作用。
1.非金属有机催化剂 金属有机催化剂相反，非金属有机催化剂是指具备催化剂基本特征的一类不包含金属离子配位的低分子量有机化合物．此类非金属有机催化剂不同于通常的单纯以质子酸中心起主导作用的有机羧酸类、苯磺酸类有机催化剂，它是通过分子中所含的N，P等富电子中心与反应物通过化学键或范德华力形成活化中间体，同时利用本身的结构因素来控制产物的立体选择性。 1.1、非金属有机催化剂的种类 1、有机胺类：脯氨酸、咪唑啉酮类、金鸡纳碱类、Ⅳ杂环卡宾类、二酮哌嗪类、胍类、脲及硫脲类等； 2 、有机膦类：三烷基膦类、三芳基膦类等； 3 、手性醇类质子催化剂：如TADDOL类催化剂。 非金属有机催化剂和金属有机催化剂以及生物有机催化剂有着非常密切的联系，有的非金属有机催化剂例如叔膦本身又是金属有机催化剂很好的配体，还有些非金属有机催化剂显示出类似于酶的特性和催化机理．大量的研究发现大多数非金属催化剂有较高的催化活性，尤其是应用在不对称合成中，经其催化的反应大都有很好的收率和对映选择性，并且具有毒性低、价格低廉、容易制备、稳定性好、易于高分子固载等一系列优点，所以越来越受到各国化学家的重视。 1.2、非金属有机催化剂的应用 1.2.1.松香酯化催化剂 松香是自然界极其丰富的一种天然树脂 ,分为脂松香、浮油松香和木松香三种 ,松香具有防腐、防潮、绝缘、粘合、乳化、软化等特性 ,广泛应用于食品工业、胶粘剂工业、电子工业、医药和农药等 ,但松香性脆、易氧化、酸值较高、热稳定性差等缺点严重妨碍了它的应用。研究发现可以通过对松香进行化学改性 ,人为地赋予它各种优良性能 ,使其得到更广泛的应用。松香化学反应主要在枞酸型树脂酸分子的两个活性基团——羧基和共扼双键上进行。它的主要反应有:异构、加成、氢化、歧化、聚合、氨解、酯化、还原、成盐反应和氧化反应。松香的氢化和酯化是其中最主要的改性手段。
催化剂与绿色化学
催化剂与绿色化学 张烨 材料化学 2012111
绿色化学又称环境友好化学，它是在化学产品的设计、制造和应用过程中运用一套原理和理论来减少或者消除对有害物质的生产和利用的一门学科。绿色化学工艺的目标是用化学的技术和手段去减少或消除那些对人类健康有害的原料、产物、副产物、溶剂和试剂等的产生或应用。绿色化学的核心是新催化剂和新反应工艺的研究！催化技术是绿色化学工艺研究及应用的重要手段。两者的关系可以说是你中有我，我中有你。绿色化学由美国化学会（ACS）提出，目前得到世界广泛的响应。其核心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。涉及原子经济性和绿色化学“十二原则”问题。而催化剂在这方面有着难以取代的作用。 绿色催化剂：绿色化学要求化学品的生产最大限度地合理利用资源，最低限度地产生环境污染和最大限度地维护生态平衡。它对化学反应的要求是：采用无毒、无害的原料；在无毒无害及温和的条件下进行；反应必须具有高效的选择性；产品应是环境友好的。这四点要求之中有两点涉及到催化剂，人们将这类催化反应称为绿色催化反应，其使用的催化剂也就称为绿色催化剂。 绿色催化剂的种类及性质：1）固体酸催化剂 2）固体碱催化剂 3）生物催化剂 4）光催化剂 5）电极催化剂 6）膜催化剂 固体酸催化剂：分子筛催化剂，又称沸石分子筛催化剂，指以分子筛为催化剂活性组分或主要活性组分之一的催化剂。分子筛具有离子交换性能、均一的分子大小的孔道、酸催化活性，并有良好的热稳定性和水热稳定性，可制成对许多反应有高活性、高选择性的催化剂。 杂多酸催化剂，由杂原子（如P、Si、Fe、Co 等）和配位原子（即多原子，如Mo、W、V、Nb、T a 等）按一定的结构通过氧原子配位桥联组成的一类含氧多酸或为多氧簇金属配合物，常用HPA 表示。特点有：可通过杂多酸组成原子的改变来调变其酸性和氧化还原性；一些杂多酸化合物表现出准液相行为，因而具有一些独特的性质；结构确定，兼具一般配合物和金属氧化物的主要结构特征，热稳定性较好，且在低温下存在较高活性；它是一种环境友好的催化剂。 固体碱催化剂：一般而言，固体碱可理解为凡能使酸性指示剂改变颜色的固体，或是凡能化学吸附酸性物质的固体；按Br?nsted 和Lewis的酸碱定义，则固体碱是具有接受质子或给出电子对能力的固体。固体碱的特点：固体碱作为催化剂具有高活性、高选择性、反应条件温暖和、产物易于分离、可循环使用等诸多优点。
铂铁双金属催化剂用于费托合成反应
铂铁双金属催化剂用于费托合成反应 2016-07-26 14:05来源：内江洛伯尔材料科技有限公司作者：研发部 铂催化剂还原样品的TEM和EDS元素分析费托(F-T)合成反应作为间接生产液体燃料的关键合成技术, 在油价持续波动上升的情况下, 又重新引起研究者的关注. 铁基催化剂因价格低廉且具有水煤气变换活性高, 能使用低H2/CO 摩尔比煤基合成气的特点, 而成为开发的重点. SiO2等氧化物常作为催化剂载体来增加表面积、提高催化剂强度及抑制Fe活性相烧结. 为提高铁基催化剂的活性与稳定性, 在催化剂制备过程中, Fe在氧化硅载体表面的分布至关重要. 研究显示, 当Fe基催化剂的载体表面颗粒粒径细小、均一且分布均匀时可以获得良好的催化活性. 另外, 在催化剂中掺杂贵金属助剂Pt的研究颇为广泛. 尤其针对钴基F-T催化剂, 大量研究结果表明, Pt可以增强金属颗粒在氧化硅载体表面的分散性, 在Pt表面增加H溢流,减少催化过程的积炭从而提高催化剂的稳定性及活性. 在Fe基
体系中, 有研究表明Pt的引入有利于Fe2O3的还原及增加催化剂比表面积.但目前传统的制备方法, 双金属Pt、Fe在载体上只能随机分布, 且粒径分布较广, 如何使负载的贵金属Pt能够与Fe 紧密结合, 提高Pt的效率, 合成高度分散, 粒径均一的双金属F-T催化剂, 是目前催化剂研究过程的主要难题之一.Regalbuto等利用强静电吸附法分别在碳、硅载体上合成具有高分散的, 粒径均一的单金属颗粒. 南京工业大学化学与化工学院陈晓荣等人利用强静电吸附(SEA)理论, 根据Fe2O3与SiO2表面不同的零电荷点(PZC), 将铂盐溶液pH值调控后浸渍在Fe2O3/SiO2的载体上, 制备出 Pt/Fe双金属Fischer-Tropsch(F-T)催化剂, 通过N2吸脱附技术、X射线衍射(XRD)、扫描投射电镜(STEM)和X射线能量散射谱(EDS)对催化剂的结构、形貌及组成进行表征. 结果表明浸渍过程中PtCl62-离子定向选择性地吸附在Fe2O3表面, 而非SiO2表面. 与传统浸渍(IW)法制备的催化剂比较, Pt与Fe紧密结合在一起, 还原后形成高度分散均一的纳米颗粒, 粒径尺寸在2 nm左右. 以F-T合成反应作为模型反应对催化活性进行表征, 强静电吸附法合成的催化剂表现出优异的催化性能, 反应进行150 h后CO转化率仍保持在51%以上.
有机催化剂的应用及发展
https://www.docsj.com/doc/c618369771.html,/sundae_meng 催化化学综述 综述题目：有机催化剂的应用及发展 学院：＿ 专业：＿ 班级：＿＿＿ 学号：＿ 学生姓名：＿ 2013年 6月16日
有机催化剂的应用及发展 前言 在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率（既能提高也能降低），而本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生改变的物质叫催化剂（也叫触媒），在现代有机合成化学及化工中有着举足轻重的地位。现代化学工业产品的85％都是通过催化过程生产的，每种新催化剂的发现及催化工艺的研制成功，都会引起化学工业的重大革新。有机催化剂作为其中非常重要的一种，和我们生活的各个方面都有着联系，其发展历史也是几经波折，最终也取得了不错的成果。有机催化剂主要分为金属有机催化剂和非金属有机催化剂，其在社会生产中具有重要作用。
1.非金属有机催化剂 金属有机催化剂相反，非金属有机催化剂是指具备催化剂基本特征的一类不包含金属离子配位的低分子量有机化合物．此类非金属有机催化剂不同于通常的单纯以质子酸中心起主导作用的有机羧酸类、苯磺酸类有机催化剂，它是通过分子中所含的N，P等富电子中心与反应物通过化学键或范德华力形成活化中间体，同时利用本身的结构因素来控制产物的立体选择性。 1.1、非金属有机催化剂的种类 1、有机胺类：脯氨酸、咪唑啉酮类、金鸡纳碱类、Ⅳ杂环卡宾类、二酮哌嗪类、胍类、脲及硫脲类等； 2 、有机膦类：三烷基膦类、三芳基膦类等； 3 、手性醇类质子催化剂：如TADDOL类催化剂。 非金属有机催化剂和金属有机催化剂以及生物有机催化剂有着非常密切的联系，有的非金属有机催化剂例如叔膦本身又是金属有机催化剂很好的配体，还有些非金属有机催化剂显示出类似于酶的特性和催化机理．大量的研究发现大多数非金属催化剂有较高的催化活性，尤其是应用在不对称合成中，经其催化的反应大都有很好的收率和对映选择性，并且具有毒性低、价格低廉、容易制备、稳定性好、易于高分子固载等一系列优点，所以越来越受到各国化学家的重视。 1.2、非金属有机催化剂的应用 1.2.1.松香酯化催化剂 松香是自然界极其丰富的一种天然树脂 ,分为脂松香、浮油松香和木松香三种 ,松香具有防腐、防潮、绝缘、粘合、乳化、软化等特性 ,广泛应用于食品工业、胶粘剂工业、电子工业、医药和农药等 ,但松香性脆、易氧化、酸值较高、热稳定性差等缺点严重妨碍了它的应用。研究发现可以通过对松香进行化学改性 ,人为地赋予它各种优良性能 ,使其得到更广泛的应用。松香化学反应主要在枞酸型树脂酸分子的两个活性基团——羧基和共扼双键上进行。它的主要反应有:异构、加成、氢化、歧化、聚合、氨解、酯化、还原、成盐反应和氧化反应。松香的氢化和酯化是其中
探析绿色化学研究综述
现阶段的绿色化学研究综述 一、有关绿色化学概述 1、绿色化学含义 按照美国《绿色化学》(Green Chemistry)杂志的定义，绿色化学是指：在制造和应用化学产品时应有效利用（最好可再生）原料，消除废物和避免使用有毒的和危险的试剂和溶剂。而今天的绿色化学是指能够保护环境的化学技术，它可通过使用自然能源，避免给环境造成负担、避免排放有害物质；利用太阳能为目的的光触媒和氢能源的制造和储藏技术的开发，并考虑节能、节省资源、减少废弃物排放量。绿色化学又称“环境无害化学”、“环境友好化学”、“清洁化学”，绿色化学是近十年才产生和发展起来的，是一个“新化学婴儿”。它涉及有机合成、催化、生物化学、分析化学等学科，内容广泛。绿色化学的最大特点是在始端就采用预防污染的科学手段，因而过程和终端均为零排放或零污染。世界上很多国家已把“化学的绿色化”作为新世纪化学进展的主要方向之一。 2、绿色化学的重要性 传统的化学工业给环境带来的污染已十分严重，目前全世界每年产生的有害废物达3亿吨～4亿吨，给环境造成危害，并威胁着人类的生存。化学工业能否生产出对环境无害的化学品？甚至开发出不产生废物的工艺？有识之士提出了绿色化学的号召，并立即得到了全世界的积极响应。绿色化学的核心就是要利用化学原理从源头消除污染。绿色化学给化学家提出了一项新的挑战，国际上对此很重视。1996年，美国设立了“绿色化学挑战奖”，以表彰那些在绿色化学领域中做出杰出成就的企业和科学家。绿色化学将使化学工业改变面貌，为子孙后代造福。 迄今为止，化学工业的绝大多数工艺都是20多年前开发的，当时的加工费用主要包括原材料、能耗和劳动力的费用。近年来，由于化学工业向大气、水和土壤等排放了大量有毒、有害的物质。以1993年为例，美国仅按365种有毒物质排放估算，化学工业的排放量为30亿磅。因此，加工费用又增加了废物控制、处理和埋放。环保监测、达标，事故责任赔偿等费用。1992年，美国化学工业用于环保的费用为1150亿美元，清理已污染地区花去7000亿美元。1996年美国Dupont公司的化学品销售总额为180亿美元，环保费用为10亿美元。所
绿色化学的研究现状及进展
绿 色 化 学 的 研 究 及 进 展 院系：化学与生物科学学院 班级：10-1（双语）班 姓名：齐买克 学号：21
绿色化学的研究及进展 摘要：绿色化学,又称为环境无害化学、环境友好化学、清洁化学,是当今国际化学科学研究的前沿课题,其目的是将现有化工生产技术路线从“先污染,后治理”改为“从源头上根除污染”。是利用化学来防止污染的一门科学[1],是一种对环境友好的化学过程,绿色化学对传统化学在诸多方面存在着继承,更存在着巨大的发展和创新。 关键词：绿色化学；环境无害化学；环境友好化学；清洁化学 绿色化学(Green Chemistry)是20世纪末崛起的一门新兴学科,相对于传统化学,它是未来化学化工发展的主要方向之一。绿色化学即用化学的技术和方法去避免或减少那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂和试剂在生产过程中的使用,同时在生产过程中不产生有毒有害的副产物、废物。绿色化学是当今国际化学学科的研究前沿,是具有明确社会需求和科学目标的新兴交叉学科。从科学观点看,绿色化学是对传统化学思维方式的更新和发展;从环境观点看,是从源头上消除污染;从经济观点看,它合理利用资源和能源,降低生产成本,符合经济可持续发展的要求。 1 国内外研究现状 发展绿色化学技术的思想首先在欧美国家产生。1984年美国环保局提出的“废物最小化”是绿色化学的最初思想。1989年美国环保局又提出了“污染预防”的概念,是绿色化学思想的初步形成。1990年美联邦政府通过了“防止污染行动”的法令,将污染的防止确立为国策,该法案条文中第一次出现了“绿色化学”一词。1995年美国政府设立了“总统绿色化学挑战奖”,从1996年开始,每年对在绿色化学方面做出重要贡献的化学家和企业颁奖,奖励内容包括:(1)变更合成路线奖;(2)改变反应条件奖;(3)设计更安全化学品奖;(4)小企业奖;(5)学术奖。1998年美国成立绿色化学研究所,专门从事化学工业绿色化学研究。2000年,美国化学学会出版了第一本绿色化学教科书。 在英国,1999年皇家化学会创办了第一份国际性《绿色化学》杂志,标志着绿色化学成为化学学科的前沿。绿色化学奖于2000年开始颁发,该奖分为3类:一是被称作“Jerwood Salters”(环境奖)的年度学术奖,另2项年度奖用于奖励
绿色化学
绿色化学产生的时代背景是什么？ 答：（1）、人类的生活，不管是衣食住行，还是其他方面都离不开化学，随着人类的发展，人们在追求更绿色，更先进的化学品。 （2）、传统化学没有有效地利用资源，无节制地消耗物破坏了原有的生态平衡，造成了恶劣的环境污染，但人类生活离不开化学，故需寻求绿色的可持续发展之路。 （3）、未来，化学将是提供解决人类赖以进步的物质基础这一难题的核心科学。 1、简要概括绿色化学的基本内容。 答：绿色化学的目标是追求完美，它主要围绕化学反应、原料、催化剂、溶剂和产品的绿色来进行的。主要包括：化学反应的绿色化、原料的绿色化、溶剂的绿色化、催化剂的绿色化、产品的绿色化、化工生产的绿色化。即：研究新反应体系包括新的、更安全的、对环境友好的合成方法和路线；采用清洁、无污染的化学原料包括生物质资源；探究新的反应条件；设计和研究安全的、毒性更低或更环保的化学产品。 2、叙述绿色化学与环境化学的异同点。 答:相同点：绿色化学又称环境友好化学，故这两大化学都在为保护环境，保护生态，实现可持续发展而努力。他们的奋斗目标都是：在化学为人类带来便利的同时，合理利用自然资源，实现经济的可持续发展。 不同点：（1）.研究任务不同，绿色化学是从源头上解决污染，寻找充分利用原材料和能源且在各个环节都洁净和无污染的反应途径和工艺；环境化学是环境化学是要从微观的原子、分子水平上来研究宏观的环境现象与变化的化学机制及其防治途径。（2）.研究内容不同，绿色化学的研究主要是围绕化学反应、原料、催化剂、溶剂和产品的绿色化来进行的；环境化学是研究污染物(主要是化学污染物)在环境(包括大气圈、水圈、土壤岩石圈和生物圈)中的迁移、转化的基本规律，环境中污染物的种类和成分及其定量分析方法，环境中天然的和人为释放的化学性质的迁移、转化规律及其与环境质量和人类健康的关系。
国内外化工行业催化剂制备与应用-文献综述
催化氧化处理难降解废水催化剂的应用研究 文献综述 一催化剂研究发展概况 1从国内外该技术目前研究现状及发展趋势来看,该类催化剂的开发向着选择性低、工艺简单、易再生、廉价高效的方向发展。 2 均相催化剂混溶于废水中, 易流失, 且难以回收再生利用; 3非均相催化剂成为该类催化剂研究的重点。国内外以金属氧化物如氧化镍、氧化锰、氧化钒等为催化剂对高浓度有机废水进行了氧化处理研究, 取得了较好的效果; 但存在金属氧化物难以回收、流失量大等问题; 4负载型或共混催化剂则克服了上述问题。负载型催化剂使催化剂的活性组分高度分散, 强化了传质过程; 同时载体对有机污染物具有一定的吸附和催化作用, 载体与催化剂良好的协同作用大大提高了催化氧化的效果。作为催化剂载 体使用的主要有活性炭、γ- Al 2O 3 、粘土、树脂等。活性炭特殊的石墨型层状微 晶结构, 赋予其丰富的孔结构、比表面积以及结晶缺陷, 其表面大量含氧基团的存在, 尤其是羟基、酚羟基等的大量存在使活性炭不仅具有吸附能力, 而且具有一定的催化氧化和还原作用, 从而使其作为催化剂或催化剂载体被广泛用于石 油化工、印染、医药化工等工业废水处理中。而γ- Al 2O 3 具有较强的抗热冲击 和抗机械冲击能力, 同活性组分 Cu、Fe 等的协同催化作用佳,作为该方面载体应用的报道也较多。此外, 以粘土、粉煤灰等为载体的该类催化剂也有少量报道。而催化剂的活性组分, 出于对催化剂成本的考虑, 国内外的研究主要集中对廉价的过渡金属如 Cu、Fe、Mn、Ni 等; 而对于活性较高的贵金属组分如 Pt、Rh 等, 由于成本较高而相对研究较少。 二针对各种污染废水，国内外催化剂的制备与应用进展如下： 1 催化O 3 氧化 ①纺织印染废水 采用以γ-Al 2O 3 为载体，由含稀土元素为主的过渡金属和多种组分混合型 金属元素制备的催化剂，通过催化氧化试验装置，对纺织印染废水的二级处理出水进行中试深度处理研究，反应温度 60～80 ℃；常压处理，废水处理后，COD 和色度去除率可达 80% 张仲燕等以超细γ-Al 2O 3 为载体,在 Cu(NO 3 ) 2 溶液中,采用浸渍法制备超细 γ-Al2O3/CuO 催化剂,并将其用于处理含氮染料废水, 发现此催化剂活性高,COD 和色度去除率分别为 77%和 99%。 以沸石作为载体制得的 MnO 2、Fe 2 O 3 、ZnO 、CuO 负载型催化剂, 对臭氧氧 化反应均有催化作用, 其催化效果依次为 M n O 2/ 沸石> Fe 2 O 3 / 沸石> ZnO/ 沸 石> CuO/ 沸石。同时, MnO 2 / 沸石的重复使用率高。 ②苯酚废水 用自制的催化剂--活性炭负载金属氧化物（Fe/AC, Cu/AC, Mn/AC）对模拟苯酚废水进行臭氧催化氧化比较，并对影响催化氧化效果的几个因素：不同的活性组成分、初始 COD、反应时间、pH 值进行了分析。 ③硝基苯等难降解有机物
绿色化学中的化学合成及垃圾处理
【摘要】绿色化学是20世纪末崛起的一门新兴学科，相对于传统化学，它是未来化学化工发展的主要方向之一。本文主要通过个别实例对绿色有机合成化学的概念，及有机合成中的绿色化学进展作了综述。 【关键词】绿色化学；有机合成；进展 ;垃圾；处理；技术 1引言 按照美国《绿色化学》(GreenChemistry)杂志的定义，绿色化学是指:在制造和应用化学产品时应有效利用(最好可再生)原料，消除废物和避免使用有毒的和危险的试剂和溶剂。 今天的绿色化学是指能够保护环境的化学技术。它可通过使用自然能源，避免给环境造成负担、避免排放有害物质。利用太阳能为目的的光触媒和氢能源的制造和储藏技术的开发，并考虑节能、节省资源、减少废弃物排放量。 传统的化学工业给环境带来的污染已十分严重，目前全世界每年产生的有害废物达3亿吨～4亿吨，给环境造成危害，并威胁着人类的生存。化学工业能否生产出对环境无害的化学品？甚至开发出不产生废物的工艺？有识之士提出了绿色化学的号召，并立即得到了全世界的积极响应。 2 绿色化学的进展 绿色化学是依靠科技进步，创造出单位产品产污系数最低，资源消耗最小的先进工艺技术；从化学反应的根本上减少污染。而不是对“三废”等进行处理的环保局部性终端治理技术。 2．1 开发原子经济性反应 1991年，美国斯坦福大学化学教授Trost首次提出了原子经济性(Atomeconomy)概念。即原料分子中究竟有百分之几的原子转化成了产物。理想的原子经济反应是原料分子中的原子百分之百地转变成产物，而不产生副产物或废物，实现废物的“零排放”(Zero emission)。原子经济性反应有利于资源利用和环境保护。对于大宗基本有机原料的生产而言，选择原子经济反应十分重要。目前，在基本有机原料的生产中，有的已采用原子经济反应，如丙烯氢甲酰化制丁醛、甲醇羰基化制乙酸、乙烯或丙烯的聚合、丁二烯和氢氰酸合成己二腈等。
铜锰系整体式催化剂制备及其催化性能研究
铜锰系整体式催化剂制备及其催化性能研究 摘要：本文研究了部分过渡金属对苯的催化燃烧，并挑选出催化效果最好的Cu、Mn单一非贵金属催化剂，研究其催化活性及二者复合后的催化活性，同时采用XPS、TPD等手段分析其催化活性提高的原因。 关键词：催化燃烧；整体式催化剂；Cu；Mn 过渡金属氧化物催化剂虽然活性相对较低、起燃温度高，但成本低廉，且在 一定条件下活性可与贵金属媲美。因此过渡金属氧化物催化剂也是VOCs催化燃 烧中的研究热点。常见的Cu、Mn、Fe、Co、Cr、V、Nb、Mo等氧化物催化剂。 单一非贵金属氧化物催化剂活性仍不甚理想，且随着反应温度的提高，单一 氧化物易发生相变且与载体发生反应而导致失活。复合金属氧化物之间存在结构 或电子调变等相互作用，其催化活性和稳定性比单一氧化物的催化剂要高。有文 献报道[1-3]，铜锰复合氧化物具有优良的催化活性，主要活性相为CuMn2O4尖 晶石。另外，Ce-Zr复合氧化物广泛用于汽车尾气催化剂中，这不仅是因为Ce-Zr 复合氧化物可储存或释放氧，形成更多的晶格缺陷，提高晶格中氧的移动及扩散 能力，而且还可以提高活性组分的分散度[4，5]。 在本章研究中，首先对单组分非贵金属进行了筛选，得到活性较好的的Cu、Mn氧化物，但其催化活性仍较低。接着以铜锰复合氧化物为研究对象，考察了 铜锰摩尔比和负载量对催化性能的影响，从而筛选出活性较好的CuMn2/Al2O3系整体式催化剂。在本实验组的研究基础上，为了进一步催化剂的低温催化燃烧活 性能，考察了Ce、Zr的添加对CuMn2/Al2O3催化剂催化性能的影响。 1、单组分过渡金属M/Al2O3系整体式催化剂制备及其催化性能研究 1.1 催化剂制备 在按特定配比将所需过渡金属可溶性盐（分析纯）加入去离子水中配成溶液，再加入Al2O3载体，搅拌均匀，室温放置1 h后，于旋转蒸发仪上80 ℃蒸干溶剂，120 ℃干燥10 h，空气气氛下于马弗炉中程序升温至500 ℃焙烧4 h，制得催化剂 涂层粉末。将上述各系列催化剂粉末加入去离子水并球磨1h制成浆，涂覆于堇 青石蜂窝陶瓷基体（2.5 cm3，62孔/cm2，康宁中国公司）上，然后在120 ℃烘 箱内干燥5 h，450 ℃马弗炉焙烧3 h后得到各单组分整体式催化剂，使催化剂涂 层的涂覆量控制在100 g/L。 1.2 单组分过渡金属M/Al2O3系整体式催化剂的苯催化燃烧性能评价 表1 单组分过渡金属催化剂特征温度比较 注：T10（℃）：10%转化率所对应的温度，为起燃温度；T90（℃）：90%转化率时所对应 的温度，为完全氧化温度 从表1可见，单组分过渡金属活性均较低，催化活性顺序为Cu > Mn > Cr > Fe ≈W > V > Co > Mo > Nb > Ni > Zr，但相对其他金属，Cu、Mn的活性最高，T90分别为370 ℃和360 ℃，其他金属的T90均在400 ℃以上。对于单一氧化物催化剂的活性，很多研究者进行过比较， 单组分金属用于芳烃的催化燃烧时，Cu、Mn的活性最高。 综上所述，单一氧化物中，铜、锰氧化物催化剂活性相对较高，但相对于贵金属催催化 剂来说，铜、锰氧化物活性则较低。复合金属氧化物之间存在结构或电子调变等相互作用， 其催化活性比单一氧化物的催化剂要高。文献报道[1-4]，铜锰复合氧化物具有优良的催化活性，所以，接下来以铜锰复合氧化物为研究对象。 2、CuMnOx/Al2O3系整体式催化剂催化性能研究 2.1 铜锰负载量对CuMn2Ox/Al2O3催化剂催化燃烧苯反应性能的影响
绿色化学
第一章 1、简答：温室效应及其与化学的相关性；核冬天；光化学烟雾及其化学本质；生物多样型？ 答：全球气候变暖是大气中温室气体浓度升高引起的。这些温室气体又是人类在寻找食物、生活用品及供热取暖等满足基本生活要求的过程中，以及工业生产活动过程中排放到大气中的。温室气体主要有CO2、NO X、CH4、卤代烃等。 核冬天：有限的核战争所产生的烟尘会导致地球冷却的假设，被称为“核冬天”。 光化学烟雾主要就是氮氧化合物与烃类物质在紫外线照射下，经过一系列复杂反应后形成的一种大气污染现象。氮氧化物是光化学烟雾引发的主要元凶：NO2→NO+O；O+C X H Y→C X H Y O；C X H Y O+O2→C X H Y O3； C X H Y O3+C M H N→RCHO+R’COR2；O+O2→O3。 生物多样性是指地球上所有生物——植物、动物和微生物及其他物质构成的综合体。它包括遗传的多样性、物种多样性和生态系统多样性三个组成部分。 2、为什么说化学是一门中心的、实用的、创造性的学科？ 答：化学的原理和方法以及化学反应方面的研究目前仍在主导其他学科；它在开发天然资源以满足人类的生活需要方面作出了巨大贡献。基于化学的产业，利用天然资源制取大量的化肥、农药、农膜、塑料、钢铁、水泥等产品和材料，并生产大量的合成纤维和橡胶等以弥补农业、林业的不足；能源的开发利用，新材料的开发利用，医药卫生等均离不开化学。可以说，人类的衣、食、住、行、用及保持健康等无一项可以离开化学，化学在这些领域中直接或间接地发挥着不可替代的作用。 3、人类目前面临的主要环境问题有哪些？造成这些困境的原因是什么？（1页） 答：1、全球气候变暖2、核冬天的威胁3、臭氧层破坏4、光化学烟雾和大气污染5、酸雨6、生物多样性锐减7、深林的破坏8、荒漠化9、水资源危机10、海洋污染日甚。环境问题的起因是人类自己。环境问题是指由于人类活动作用于周围的环境所引起的环境质量变化以及这种变化对人类的生产、生活和质量造成的影响。 第二章 1、简答：绿色化学的目标；化学工业造成的危害；风险试剂；生物质的种类；可再生资源；原子利用率；环境商；环境因子？（课本第2章） 答：绿色化学的目标是：化学过程不产生污染，即将污染消除于其产生之前。 2、为什么要大力发展绿色化学？（11页）答：1、大力发展绿色化学是人类社会可持续发展的必然要求；2、发展绿色化学是科学技术和经济发展的要求。 3、绿色化学及其与环境污染治理的异同？（10~11页） 答：绿色化学就是利用化学原理和方法来减 少或消除对人类健康社会安全、生态环境有 害的反应原料、催化剂、溶剂和试剂、产物、 副产物的新兴学科，是一门从源头上、从根 本上减少或消除污染的化学。 传统的环境保护方法是治理污染，或曰污染 的末端处理，也就是研究已有污染物对环境 的污染情况，研究治理这些已经产生了的污 染物的原理和方法，是一种指标的方法。 绿色化学的目标是：化学过程不产生污染， 即将污染消除于其产生之前。实现这一目标 后就不需要治理污染，因其根本就不产生污 染，是一种从源头上治理污染的方法，是一 种治本的方法。 4、什么是绿色化学品？怎么设计安全的化 学品？（17页） 5、举例说明原子经济反应是不产生污染的 必要条件？（找不到） 6、试论计算机辅助绿色化学合成路线设计 的必要性和方法？（23页） 7、怎样在反应过程中使化学反应绿色化？ （第5节） 8、自选一条目前使用的环氧丙烷合成路线， 用绿色化学原理对其进行评价并设计一条 更佳的新路线？（13页底端14页顶端） 9、简述绿色化学十二原则？（27页） 答：1、不让废物产生而不是让其生成后再 处理；2、最有效地设计化学反应和过程， 最大限度地提高原子经济性；3、尽可能不 使用、不产生对人类健康和环境有毒有害的 物质；4、尽可能有效地设计功效卓著而又 无毒无害的化学品；5、尽可能不使用辅助 物质，如须使用也应是无毒无害的；6、在 考虑环境和经济效益的同时，尽可能使消耗 最低；7、技术和经济上可行时应以可再生 资源为原料；8、应尽可能避免衍生反应；9、 尽可能使用性能优异的催化剂；10、应设计 功能终结后可降解为无害物质的化学品； 11、应发展实时分析方法，以监控和避免有 害物质的生产；尽可能选用安全的化学物 质，最大程度地减少化学事故发生。 第三章 1、设计安全无毒化学品的一般性原则有哪 些？（36页表3-1） 2、设计安全化学品的方法主要有哪些？其 基本原理分别是？（39~57页） 答：方法有：1、毒理学分析及相关分子设 计；2、利用构效关系设计安全的化学品；3、 利用集团贡献法构筑构效关系；4、利用等 电排置换设计更加安全的化学品；5、“软” 化学设计；6、用另一类有相同功效而无毒 的物质替代有毒有害物质；7、消除有毒辅 助物品的使用。 3、化学品的毒理学分析包括哪些内容？如 何根据毒理学分析进行相关分子的设计？ 举例说明？（39页） 4、什么是构效关系？如何根据构效关系设 计更加安全的化学品？（49页） 答：一类化合物的毒性以及该类化合物中不 同结构（结构差异）引起的毒性差异称为构 效关系。 第四章 1、由碳、硅元素的化学性质，试讨论用硅 取代碳的可行性及硅取代物的优点？（58 页） 2、用辛酸—水分配系数表征有毒化学品毒 性的一般准则是什么？（68页） 3、举例说明等电排置换是设计更加安全化 学品的有效方法？（找不到） 4、从分子量、分子体积角度看，应该怎样 设计更加安全的化学品？（找不到） 5、常见可降解和不可降解的基团有哪些？ （62页） 6、从可生物降解、对水声生物的毒性角度 看，怎样设计更加安全的化学品？（67页 第3节） 第五章 1、举例说明什么是催化剂，它在化学反应 中有何作用？（80页表5-1最后一列） 2、以环戊二烯钛催化烯烃聚合为例，说明 催化剂分子机器的作用？（81页图5-2） 3、为什么说催化剂能全方位地促进绿色化 学的发展？（81页） 4、什么是催化剂设计？怎样进行催化剂设 计？（84页） 答：所谓催化剂设计，就是指人们按照自己 的意图制造目标催化剂的工作，它代表一种 构思，而不一定要画出图纸。也就是对指定 的反应，或者需要制造的某种产品，应该如 何选用一种催化剂的知识逻辑分析。（设计 步骤见图5-5） 5、以萘与丙烯发生烷基化反应为例说明催 化剂结构对反应选择性的巨大影响？（87 页） 6、简述反应原料的重要性及绿色化学对反 应原料的选择原则？（88页） 7、生物质作为反应原料的优缺点？（89页） 答：优点：1、生物质可给出结构多样性的 产品材料2、生物质的结构单元通常比原油 的结构单元复杂3、由生物质衍生所得物质 常常已是氧化产物，无需再通过氧化反应引 入氧4、增大生物质的使用量可增长原油的 使用时间，为可持续发展做出贡献，为一些 必须使用石油做原料的产品的生产提供保 证5、使用生物质可减少二氧化碳在大气中 浓度的增加，从而减缓温室效应6、化学工 业使用更多的可再生资源可使其本身在原 料上更有保障7、生物质资源比原油有更大 的灵活性。 缺点：1、在经济上还不具备竞争力2、现 在考虑用作化学化工原料的生物质是传统 的食品原料，把食品原料改作化工原料是否 合适3、生物质的生产季节性很强4、生物 质的组成极为复杂，不同种类的物质，其组 成和性质都可能不尽相同，若需要对每一类 生物质有针对性地修建工厂，这将使生物质
绿色化学的发展与前景
绿色化学的发展与前景 摘要：随着社会的发展，化学产业迅速发展，不断推动着人类社会的进步，同时，也给环境带来了极大的负担，威胁着人们的健康和赖以生存的自然环境。然而污染防治虽卓有成效，但仍以治理为主，效果有限且费用昂贵，因此，绿色化学的出现极好地适应了发展趋势，将为社会的进一步发展和化学学科新的飞跃发挥巨大的作用。 关键词：绿色化学清洁生产环境污染 The development of Green Chemistry and Engineering Abstract: Accompanied with the development of the society, the chemistry industry is also developing quickly. As a result, it pushes forward the advance of society. However, meanwhile, it brings great burdens on the environment, which threat the health of man and the nature. Although the preventions of pollution are fruitful, we still mainly depend on treatments after pollution, it works out to a certain extent, and it really costs a lot. So, that’s why Green Chemistry, which fits the tendency of environmental protection well, is greatly welcomed. It will make efforts for the further development of the society and chemistry. Key words: Green Chemistry, Cleaner Production, Environmental pollution 随着21世纪的到来, 人类生产生活与化学越来越密不可分。化学科学的研究成果和化学知识的应用为推动人类的进步起了决定性的作用。目前, 化学及其制品已经渗透到人类生活、生产和国民经济的各个领域, 达到人人、事事、处处都离不开化学及其制品的程度。 然而，另一方面, 随着化学品的大量生产和广泛应用, 给人类本来绿色平和的生态环境带来了极大的破坏，威胁着人们的健康, 以及人类赖以生存的自然环境的可持续发展。工厂向大气中排放大量酸性物质，造成雨水被大气中存在的酸性气体污染，pH<5.6,达到酸雨的标准，致使许多建筑物、植物、以及人文自然 CO浓度大景观遭到严重破坏；而在生产过程中的大量有机物燃烧，致使空气中 2 幅升高，造成温室效应，使地球生态环境遭威胁；大量氯氟烷烃（如制冷剂、发泡剂、清洗剂等）的生产和使用使臭氧层出现明显的空洞，易使人发生皮肤癌、白内障等疾病，也会削弱人的免疫力，与此同时，对生态环境的影响也显著，会使农作物减产且品质下降，渔业产量下降以及森林被破坏。。。还有黑色的污水、黄色的烟尘、五颜六色的废渣和看不见的无色毒物。
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。 4、什么是原子利用率，计算用氯醇法和过氧化氢直接氧化法制备环氧丙烷的原子利用率。 原子利用率=（目标产物的量/按化学计量式所得所有产物的量之和）*100%=（目标产物的量/各反应物的量的和）*100% 氯醇法：CH3-CH=CH2 + Cl2+ Ca(OH)2——C3H6O +CaCl2+H2O 42 71 74 58 111 18 原子利用率=58/（111+18+58）=58/(42+71+74)=31% 过氧化氢法：H2O2 +CH3-CH=CH2——C3H6O +H2O 3442 58 18 原子利用率=58/(42+34)=76.3% 5、影响化学物质在环境中相态和归宿的性质有哪些？简述化学在环境中降解的化学反应类 型。 1.挥发性、熔点、密度
绿色化学
绿色化学 Green Chemistry 一绪论 化学与社会化学与环境可持续发展与绿色化学 化学与其它学科的关系化学是很多学科的基础；化学是一门实用科学，其直接对应的工业为化学工业；化学是一门创造性科学，其相应的化学研究组织很庞大，如美国的化学会。 现代化工在国民经济中的地位化工是强大的传统基础产业之一又是战略产业（从1970’ s开始化工及其产品在全球经济战略中一直扮演重要角色）也是当代高科技的基础同时与人类的衣食住行用有着密切的关系 化学与8大公害事件（马斯河谷事件多诺拉事件伦敦烟雾事件洛杉矶光化学烟雾四日市哮喘事件米糠油事件水俣病事件痛痛病事件） 环境污染类型的划分：按污染物性质可分为生物污染、化学污染和物理污染化学污染占80-90% 环境科学诞生过于依赖合成杀虫剂，无异于饮鸩止渴！20世纪60～70年代，越来越多的研究结果证实了《寂静的春天》中的科学预言 可持续发展 自从1987年《我们共同的未来》(