第五章、绿色化学的应用实例.ppt

第五章 绿色化学的应用实例 目前，绿色化学的基本原理和内容己经被广泛的接受和应用。为了加强对绿色化学的理解，本章侧重于从化学知识的角度对绿色化学的应用进行解读。 第一节 新型汽油添加剂 为获得高质量汽油，提高汽油的抗震性，需在汽油中添加四乙基铅[Pd(CH2CH3)4],但其最终产生的二溴化铅(PbBr2)进入大气会造成严重的铅(Pd)污染。 人们己寻找到的四乙基铅的代用品，包括含氧有机物，如乙醇、二甲醚、甲基叔丁基醚(MTBE)、甲基叔戊基醚(TAME)以及茂金属化合物(如甲基环戊二烯三羰基锰)等 2000年1月1日，我国颁布新的汽油标准，改用甲基环戊二烯羰基锰(MMT)替代四乙基铅作为新的汽油防爆添加剂，使人群，尤其是交通警察、炼油厂工人、加油站职工和繁华马路附近居民等通过大气接触MMT的机会大大增加 。研究表明锰在肾脏和前列腺中蓄积量最高且有致癌性，目前不提倡多用。 汽油分为含铅汽油和无铅汽油两大类,还有一种乙醇汽油。 目前加油站销售汽油一般分为90号、93号、97号、98号汽油。其标号代表了汽油中辛烷值不同的含量。辛烷值越高，其抗爆性越好，汽油发动机发生爆震的可能性就越小。 柴油是柴油汽车、拖拉机等柴油发动机的燃料，也称轻柴油。和气车用汽油一样，柴油也有不同的标号，不同的是汽油标号由辛烷值确定，而划分柴油标号的依据则是柴油的凝固点。目前国内应用的轻柴油按凝固点分为6个标号：5＃柴油、0＃柴油、－10＃柴油、－20＃柴油、－35＃柴油和－50＃柴油。选用不同标号的柴油应主要根据使用时的气温决定。 第二节 绿色消毒与漂白 一、氯气带来的危害 在传统的消毒、漂白领域，常用的实际是氯气，是利用其生成次氯酸(HClO)的氧化性。但氯气对有机物的氧化作用，可能会生成有毒有机物。如氯仿(CHCl3)、二噁英。特别是二噁英的生成，是氯气由消毒必然将氯气的辉煌时代走向终结。 2、二噁英的结构 二噁英是一类具有高毒性芳香族化合物的总称，母体结构为: 二噁英中毒性很强的一类化合物是母体结构的各种氯代物(单氯代或多氯代)。芳环上可被氯取代的氢很多，因此氯代二噁英的数目惊人。 3、二噁英的产生 科学研究表明，用氯气对自来水进行消毒、杀菌时，尤其是水中含有酚类物质时，极易生成二噁英等有害的有机氯化物，其原因是氯化作用生成氯代酚，而氯代酚可以进一步互相结合而失去小分子，生成二噁英类物质。其反应式具体如下： 除氯气消毒、漂白可能产生二噁英外，以卤代酚为原料的化学反应(如2，4-D的合成)、森林燃烧、焚烧垃圾(尤其是含氯等卤素的垃圾，如PVC的焚烧处理)等，都可能生成二噁英。 在美国：焚烧垃圾产生二噁英占总量的95%. 森林火灾，聚氯乙烯手套等都会产生二噁英。 二、绿色漂白剂、消毒剂的开发 有漂白、消毒作用的氯气的代用品，有二氧化氯(ClO2)和不含氯的过氧化氢(H2O2)、臭氧(O3)等物质，使用他们的无污染漂白、消毒技术，将对传统的有严重污染的纸浆氯化漂白和次氯酸盐漂白以及自来水消毒等带来绿色革命。 1、二氧化氯 鉴于氯气(Cl2)可能导致生成二噁英，目前自来水的消毒只有用具有氧化作用的二氧化氯(如ClO2)的趋势。ClO2是一种易爆气体，易分解，因此通常现场制备、现场使用，其制备原理是氯酸盐(如氯酸钾，KClO3)与还原剂(如二氧化硫，在反应体系中由亚硫酸和硫酸直接产生)的反应 为了防止ClO2爆炸，在上述制备过程中要通入氮气(N2),将ClO2冲淡并吹出。ClO2不仅可以用于自来水消毒，也可以用于纸浆等的漂白，同样不会生成二噁英等有害的有机氯化物，因此ClO2成为绿色试剂。 3、过氧化氢（H2O2） 以氯为活性组分的消毒剂，如氯气、次氯酸钠，具有有意的杀菌性能。但为明确达到杀菌效果，其有一定的残留量，极易引起副作用。以过氧化氢为活性组分的绿色消毒剂，不仅具有良好的杀菌效果，而且无色无味，其残留物在水中很容易分解为氧气和水，无任何有害物质，是环保型消毒剂。这类产品广泛应用于家庭及医院、学校等公共场所，也可用于饮料包装物及生产装置的消毒。 5、超临界水 超临界水是水以临界温度374℃、22.8MPa以上状态存在的形式，它既不是气体，也不是液体。水在这种状态下具有较强的消毒功能，通常在常温常压下无法分解的物质(如二噁英等)在这种状态下也会分解。 缺点是：成本太高 第三节 绿色涂料的开发 一、绿色涂料的含义 涂料是有高分子物质、颜料、填料、助剂和有机溶剂等组成的混合物，能涂覆在基材表面，形成牢固附着连续涂膜的新型高分子材料。涂料常用于建筑装修、汽车制装、海洋船舶制造等行业，起到装饰及