您当前的位置:首页 > 发表论文>论文发表

绿色化学土壤污染论文

2023-12-09 20:47 来源:学术参考网 作者:未知

绿色化学土壤污染论文

从小学、初中、高中到大学乃至工作,大家一定都接触过论文吧,论文是学术界进行成果交流的工具。一篇什么样的论文才能称为优秀论文呢?以下是我精心整理的议论文论据素材:土壤污染,仅供参考,希望能够帮助到大家。

当土壤中含有害物质过多,超过土壤的自净能力,就会引起土壤的组成、结构和功能发生变化,微生物活动受到抑制,有害物质或其分解产物在土壤中逐渐积累通过“土壤→植物→人体”,或通过“土壤→水→人体”间接被人体吸收,达到危害人体健康的程度,就是土壤污染。

中国土壤污染十分严重

西媒称,在河北大营村以北靠近拥有“皮革之都”称号的辛集市的地方,是有着4000居民的锚营村。那里有一个巨大的.露天垃圾场,堆放着周边数百家特殊工厂制造出来的废弃物。由于气味难闻,村民们不敢开窗,对饮用水被污染他们也投诉了不知道多少回。一名王姓村民说,“很多人都得了罕见的疾病,甚至也有年纪轻轻就得癌的人。”

据西班牙《国家报》网站7月5日报道,5月末的一天凌晨,三辆卡车来到河北省辛集市大营村,趁着天色昏暗,将卡车上装载的“货物”倾倒进了附近水渠里,直到有人发现并靠近,这些人才仓皇逃走。没人确切地知道倒进水渠里的到底是什么东西。但是一个月后,空气中仍能闻出混合的化学品味道。

刺鼻的味道让村民张亚春(音)两年前种下的将近200棵杨树全部枯死,只能砍了当柴烧。旁边一块地的主人、农民老边(音)蹲在地头掉眼泪,他担心这块作为他一家全部收入来源的小麦地可能会颗粒无收,因为灌溉用的水就来自那个水渠。

居住着1500人的大营村的村民不知道谁该为这一切负责。在村子附近就是化工厂、钢铁厂和皮革厂。

报道称,遗憾的是,这些并非孤立的案件。中国的土壤污染已经成为了一个和空气污染一样严重的问题。

中国国土资源部在20xx年至20xx年进行了一项调查,20xx年公布了部分调查结果。该结果显示,中国全国土壤总点位超标率为16.1%,耕地的点位超标率为19.4%。污水灌溉农田面积已经超过330万公顷。造成土壤污染的各种原因当中包括工厂的有毒废弃物的排放、污水灌溉或过度使用杀虫剂等。

报道称,但实际情况可能更糟。批评人士认为,在1500个被检测地区布设的1万个点位中提取的土壤样本并不具有多少代表性,没有考虑到所有有毒化学物质的可能性。中国土地再生协会高盛达(音)指出,全国有30万到50万公顷土壤受到了污染。

经过3年的筹备,中国政府于5月31日公布了《土壤污染防治行动计划》,这是已经通过的水资源和空气污染防治计划的补充。土壤污染防治计划预计到20xx年全国土壤污染加重趋势得到初步遏制。到20xx年,全国土壤环境质量稳中向好。到20xx年,土壤环境质量全面改善。

报道称,但是计划也暴露出一些问题。到新的控制土壤污染相关法律通过之前,这个计划都还无法真正实施。中国环保部环境规划院土壤保护问题专家王夏晖承认,“20xx年调查的准确性并不高,我们还需要更多确切的数据”。专家希望能在20xx年底完成对全部耕地污染状况的调查。

报道称,全面执行计划是一项成本高昂的任务。参与计划制定的中国环境科学研究院研究员顾青岛(音)指出,国有和私营部门可能将建立合作关系。

报道认为,最重要的是,该计划将地方政府视为执行计划的责任人。绿色和平组织的江卓珊指出,鉴于土壤污染的严重性,对地方政府而言最大的挑战可能是具有专业知识的人才的配备。

土壤重金属的污染问题与防治路径论文

土壤重金属的污染问题与防治路径论文

在平平淡淡的日常中,大家对论文都再熟悉不过了吧,论文是探讨问题进行学术研究的一种手段。相信许多人会觉得论文很难写吧,下面是我精心整理的土壤重金属的污染问题与防治路径论文,欢迎大家分享。

摘要:

当今环境问题中最为严重的就是土壤污染,土壤污染中危害最大、影响面积最广的是土壤重金属污染,极大地破坏了生态环境、损害人们的身体健康,甚至严重威胁到我国的可持续发展。在绿色发展理念的倡导下,人们逐渐意识到了土壤环境保护与污染的防治修复的重要程度。本文通过对我国重金属污染的现状、造成污染的原因以及危害的简要分析,结合全国各地治理土壤污染的基本措施,总结出了防治土壤污染的几点对策。

关键词:

土壤污染;危害;防治对策;

1、土壤重金属污染问题的现状与污染成因

1.1、我国土壤污染现状

土壤是人类不可或缺的生存资源。人类从土壤中获得足以休养生息的物质财富,没有土地,人类难以生存。人们在日常生活中对土壤环境资源缺乏足够的保护意识,造成土壤污染状况日趋严重。近些年,我国工农业突飞猛进的发展,土壤环境污染程度越来越高,污染物的含量不断增加,种类也不断增多。土壤重金属污染已经严重影响人们的生活,威胁着每一个人的生命安全。土壤重金属污染是指比重大于5的金属或其化合物侵入土壤造成的污染,目前人们已发现包括镉(Cd)、镍(Ni)、铬(Cr)、锰(Mn)、砷(As)、汞(Hg)、锌(Zn)等大约45种重金属元素。我国受砷、镉、铅、铬等重金属污染的耕地面积大约占全部耕地面积的1/5。据我国2016年农业部监测系统的调查数据表明,我国每年因为重金属污染土壤而使粮食产量降低1000万t以上。根据农业农村部的污水灌溉区统计数据得出,我国有大约140万hm2的污水灌溉区,而有64.8%的土地面积遭受重金属污染。污水里的重金属污染物使土壤中的植物遭受二次污染。生物体吸收了这些有毒有害的物质,如汞、铅、锌、镉、铜等金属元素,通过食物链等渠道进入到人身体内,给人们的身体健康埋下巨大隐患,甚至会损害人体的生理器官,严重影响身体健康。

1.2、我国土壤重金属污染成因

土壤重金属污染原因广泛,主要有过量使用化肥农药、工业和生活污染、交通污染等。化肥农药是重要的农业生产物资,农药在农业生产过程中对防治农作物的病虫危害具有至关重要的作用,但是由于缺乏正确科学选用农药品种和使用方法的指导,造成土壤的生态系统遭到破坏;化肥可以大幅提高农作物的产量,农民为了追求高产,长期施用过量的化肥,造成土壤酸化板结,不但降低了土壤肥力,还严重破坏了土壤耕地层的质量;长期使用化肥和农药造成严重的土壤和农作物重金属的累积污染问题。工业和生活污染是指工业及生活污水和垃圾,其中含有大量的重金属、有机物等大量有毒有害物质,将未经处理的工业污水直接灌溉农田,造成部分农田严重污染,破坏了土壤生态环境;凡以重金属和含有重金属的材料为原料的行业,在生产过程中如果将未经严格处理的废液、废渣、废水排放,都会造成重金属地污染。

2、土壤重金属污染的危害

土壤能够为植物提供生长所需的基本营养元素,当土壤中重金属超标时,将会影响植物对氮、磷的吸收,改变钾的形态,从而影响植物的生长,引起植物生理特征的改变,高浓度的重金属会引起植物营养不足,降低酶的有效性。有的农作物可以富集重金属,造成农作物本身重金属超标,甚至有的逐渐转化为毒性更大的甲基化合物,以有害的浓度通过食物链的方式在人类体内蓄积,严重危害人体健康。人体摄入过多的重金属会引起免疫力降低,呼吸系统紊乱等病变。铅能通过破坏儿童的中枢神经系统,造成儿童的智力和行为障碍,也能对成人的神经、消化、心血管等系统产生危害。摄入过量的`镉,可使骨折发生几率增加和骨密度降低,能够对人体的肾、肝、肺、骨骼,以及血液和免疫系统产生伤害。Pb、Hg能够通过影响人的妊娠,引发胎儿的流产、畸形、死亡等。砷能够造成肝脾肿大、肝腹水、抑制儿童智力发育,还能引发黑脚病、糖尿病、肾病、脑血管等方面的疾病。人体内积蓄过多的铜元素,会引起铜中毒,造成机体代谢紊乱,严重会导致急性肾功能衰竭。在土壤重金属污染、大气污染和水污染三者中,土壤重金属污染很难得到有效治理。土壤中汇聚的多种重金属会对土壤环境、动物、植物、微生物都产生严重伤害。

3、土壤重金属污染的防治措施

3.1、制定管理和监督的法律法规

面对日益严重的土壤重金属污染,应当建立和完善保障土壤污染防治与修复工作顺利进行的政策和法律法规。2016年印发了《土壤污染防治行动计划》,2018年通过了《中华人民共和国土壤污染防治法》。2项法规都是以改善土壤环境质量为核心,严格防治工矿企业、农业生产生活等方面的重金属污染,进行土壤污染法规标准的制定与问责。土壤污染防治应当坚持预防为主,保护优先,严控新增污染,分阶段分类别管理,形成政府主导,企业担责、公众参与、社会监督的土壤污染防治体系。保护土壤质量,防治土壤污染是每一个公民和组织义不容辞的责任。

3.2、紧抓源头,防控土壤重金属污染源

严控土壤重金属污染源必须从源头抓起,针对污染源头分类分级管理严控污染源。必须遵循预防为主,防与治相结合的基本原则。对工农业生产以及居民生活的污染排放进行严格控制。采取有效措施,以削减、控制和消除污染源。大力推广清洁无毒工艺,减少或消除工矿企业重金属污染物的随意排放,对工业“废水、废液、废渣”必须进行回收和处理,严格控制污染物排放量与浓度,避免重金属对土壤环境的二次污染。在农业生产化肥、农药的控制方面,要增强广大农民群体保护耕地质量的意识,加大土壤污染防治的宣传和教育;执法部门和农药监测部门定期对市场上流通的农药产品进行监测,禁止或限制使用剧毒农药,积极推广如除虫菊酯、烟碱等植物体天然成分的毒性小、效果好、残留低的农药;推广开展天敌防治法,既要消除病虫害对农作物的威胁,又要把农药对生态环境的危害降到最低程度。

4、做好污染土壤的防治修复工作

面对我国日益严重的土壤重金属污染现状,要充分认识土壤重金属污染的4大特点———不可逆性、治理难且周期长、累积与地域性、隐蔽性,积极采取各种各样的修复治理措施,缓解土壤污染的程度,营造安全、美丽、幸福的生态环境。针对目前我国各地治理土壤重金属污染采取的措施,一般有工程治理措施、化学治理措施、生物治理措施和农业生态治理措施4种方法。

4.1、工程治理措施

工程治理措施作为一种比较具有权威性的土壤重金属污染治理方法,可以从根本上解决重金属的污染问题,但是实施起来工程量大,需要投入大量的人员和资金,而且会破坏土壤结构,降低土壤肥力,同时也需要处理置换出来的污染土壤。工程治理一般是通过客土、换土和深耕翻土等措施来治理土壤中的重金属污染。污染比较严重、面积较小的农业大棚的土壤污染适用客土法,把由别处移来的未被污染的洁净土壤加入到受污染的土壤里面,大多会选用质地好的人工土或沙壤土,降低土壤耕作层的重金属浓度,减少重金属对植物根系的毒害,加快土壤生态修复的速度。换土法是把受污染的土壤转移出来,更换没有被污染的洁净土壤。这种方法可以很快修复受损土壤,效果明显,但是换土法费时费力,成本较高。对于具有放射性污染物或含有难分解易扩散污染物的污染严重的景区花园和科研场所等面积较小的土壤可以采用换土法。污染较轻、耕作层较厚的土壤污染可采用深耕翻土法,翻土法是通过深耕技术,拌匀、翻动、混合耕作层土壤来降低土壤耕作层重金属污染物的含量。

4.2、化学治理措施

化学治理就是向污染土壤投入抑制剂、改良剂,以降低重金属的生物可利用度。化学方法治理效果明显,周期短、投资适中,但是不能确保治理效果的长期稳定性。

4.3、生物治理措施

生物技术治理污染土壤是一种正在被广泛推广的新型治理措施。是通过植物、动物和微生物的某些特有习性抑制、削减和改良吸收、降解土壤中污染物,降低重金属毒性。植物修复技术是利用超富集植物吸收土壤中的过量重金属,投资小和维护成本低,具有较高美化环境的价值、二次污染小的特点,是一种新兴的、很有潜力的绿色安全修复技术,受到许多国家的青睐。微生物修复是在合适的环境条件下,充分利用大自然中天然存在的或人工培养的具有特定功能的微生物群的微生物代谢功能,达到将其降解成无毒物质或降低有毒污染物活性的生物修复技术。微生物修复实际就是生物降解,是利用微生物群具有繁殖快、个体小、易变异、适应性强的特点来达到对环境污染的分解作用,还可以降解和转化那些“陌生”的化合物。

4.4、农业生态治理措施

农业生态治理方法是在农业生产的过程中,采用一些因地制宜的土壤耕作管理制度,种植合适的植物品种,改善土壤的生态环境,减轻或阻断重金属对人体造成的危害。合理规划农业种植区域,把高富集重金属的经济作物或树、花、草种植在重金属污染严重区域,既能美化环境,又能净化土壤;将低富集重金属作物品种植在基本适宜区,这样能够减少重金属在作物中的累积,提高土壤的质量。农业生态治理方法循环周期长、效果不明显。

5、结束语

土壤中过高重金属含量严重危害了人类的生存环境,对整个自然界地理环境都造成负面影响。采用单一的修复技术无法完全修复土壤,必须要以植物修复为主,优化特定微生物的筛选,建立相关基因库,培养超强工程菌,多种治理措施相辅相成,从而彻底清除土壤中的重金属。做好土壤环境保护方面的知识引导和宣传,提高人们的环境保护意识,促进土壤生态向健康的方向发展。

参考文献

[1]张婧,杜阿朋.桉树在土壤重金属污染区土壤生物修复应用前景[J].桉树科技,2010(02):43-47.

[2]何容,杜佳佳,许波峰,等.土壤重金属污染研究概况[J].山东林业科技,2008(01):85-87.

[3]王雪.土壤重金属污染及其治理对策[J].速度(上旬),2015(09):290.

[4]何明清.土壤与固化废物监测技术问答[M].北京:化学工业出版社,2006.

[5]唐会娟.浅析土壤重金属污染的防治技术[J].科教导刊(电子版),2016(06):128.

[6]王海慧,郇恒福,罗瑛,等.土壤重金属污染及植物修复技术[J].中国农学通报,2009(11):210-214.

[7]杨苏才,南忠仁,曾静静.土壤重金属污染现状与治理途径探究进展[J].安徽农业科学,2006(03):549-552.

[8]何凤鹏,谷雨,冯光辉,吴海勇,刘琼峰,李明德.不同类型土壤调理剂对土壤-水稻系统重金属含量的影响[J].湖南农业科学,2016(05):31-34.

[9]郭培俊,杨菁.重金属污染的土壤的修复与防治[J].科技资讯,2019(03):93-94.

[10]廖健.土壤重金属污染及其化学修复技术的研究进展[J].中国石油和化工标准与质量,2013(24):28,30.

[11]黄成敏.环境地学导论[M].成都:四川大学出版社,2005.

[12]岳永德.环境保护学[M].北京:中国农业出版社,2009.

[13]李学林.农田污染与农产品质量安全问题分析[J].南方农业,2018(24):161-162.

有没有关于“化学与环境污染”的论文啊?

人类生存的自然环境有四大要素:大气、水体、土壤、生物界。人类与环境相互依存、相互利用,人类既是环境的创造物,又是环境的创造者。在工业发展带给人类物质文明的同时,能源结构的 环境化学主要研究化学物质在环境中的存在、转化、行为和效应及其控制化学的原理和方法。它是化学科学的一个新的重要分支,也是环境科学的核心组成部分。根据国家自然科学基金委员会《自然科学学科发展战略调研报告》的划分,环境化学的研究主要包括环境分析化学,大气、水体和土壤环境化学,污染生态化学,污染控制化学等四部分内容 要从根本上解决问题,就必须了一定的化学知识。 大气污染主要是指大气的化学性污染。大气中化学性污染物的种类很多,对人体危害严重的多达几十种。我国的大气污染属于煤炭型污染。主要的污染物是烟尘和二氧化硫,此外,还有氮氧化物和一氧化碳等。这些污染物主要通过呼吸道进入人体内,不经过肝脏的解毒作用,直接由血液运输到全身。所以,大气的化学性污染对人体健康的危害很大。这种危害可以分为慢性中毒、急性中毒和致癌作用三种。 河流、湖泊等水体被污染后,对人体健康会造成严重的危害,这主要表现在以下三个方面。第一,饮用污染的水和食用污水中的生物,能使人中毒,甚至死亡。第二,被人畜粪便和生活垃圾污染了的水体,能够引起病毒性肝炎、细菌性痢疾等传染病,以及血吸虫病等寄生虫疾病。第三,一些具有致癌作用的化学物质。 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。
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。 化学可以粗略地看作是研究从一种物质向另一种物质转化的科学。传统的化学虽然可以得到人类需要的新物质,但是在许多场合中却既未有效地利用资源,又产生大量排放物,造成严重的环境污染。绿色化学则是更高层次的化学,它的主要特点是“原子经济性”,即在获得物质的转化过程中充分利用每个原料原子,实现“零排放”,因此既可以充分利用资源,又不产生污染。传统化学向绿色化学的转变可以看作是化学从“粗放型”向“集约型”的转变。绿色化学可以变废为宝,可使经济效益大幅度提高。 在此给大家提几条建议: 1 采用无毒、无害并可循环使用的新物料
1.1 原料选择
  工业化的发展为人类提供了许多新物料,它们在不断改善人类物质生活的同时,也带来大量生活废物,使人类的生活环境迅速恶化。为了既不降低人类的生活水平,又不破坏环境,我们必须研制并采用对环境无毒无害又可循环使用的新物料。
1.2 溶剂的选择
  大量的与化学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。在传统的有机反应中,有机溶剂是最常用的反应介质,这主要是因为它们能较好地溶解有机化合物。但有机溶剂的毒性和难以回收又使之成为对环境有害的因素。因此,在无溶剂存在下进行的有机反应,用水作反应介质,以及超临界流体作反应介质或萃取溶剂将成为发展洁净合成的重要途径。

征求一篇绿色化学方面的论文

绿色催化剂的应用及进展
摘要]对新型绿色催化剂杂多化合物的研究进展进行了综述,主要介绍了杂多化合物在催化氧化、烷基化、异构化等石油
化工领域的研究现状,并对其应用和发展前景做了总结和评述。
[关键词]杂多化合物;绿色化工催化剂;展望
随着人们对环保的日益重视以及环氧化产品应
用的不断增加,寻找符合时代要求的工艺简单、污染
少、绿色环保的环氧化合成新工艺显得更为迫切。20
世纪90年代后期绿色化学[1,2]的兴起,为人类解决化
学工业对环境污染,实现可持续发展提供了有效的手
段。因此,新型催化剂与催化过程的研究与开发是实
现传统化学工艺无害化的主要途径。
杂多化合物催化剂泛指杂多酸及其盐类,是一类
由中心原子(如P、Si、Fe、B等杂原子及其相应的无机
矿物酸或氢氧化物)和配位原子(如Mo、W、V、Ta等多
原子)按一定的结构通过氧原子桥联方式进行组合的
多氧簇金属配合物,用HPA表示[3-6]。HPA的阴离子结
构有Keggin、Dawson、Anderson、Wangh、Silverton、
Standberg和Lindgvist 7种结构。由于杂多酸直接
作为固体酸比表面积较小(<10 m2/g),需要对其固
载化。固载化后的杂多酸具有“准液相行为”和酸碱
性、氧化还原性的同时还具有高活性,用量少,不腐蚀
设备,催化剂易回收,反应快,反应条件温和等优点而
逐渐取代H2SO4、HF、H3PO4应用于催化氧化、烷基化、异
构化等石油化工研究领域的各类催化反应。
1杂多酸在石油化工领域的研究进展
随着我国石油化工工业的快速发展,以液态烃为
原料制取乙烯的生产能力在不断增长,而产生的副产
物中有大量的C3~C9烃类,其化工综合利用率却仍然
较低,随着环保法规对汽油标准中烯烃含量的严格限
制,如何在不降低汽油辛烷值的情况下,生产出高标
号的环境友好汽油已是我国炼油业面临的又一个技
术难题。目前,催化裂化副产物C3~C9烃类的催化氧
化、烷基化、芳构化以及C3~C9烃类的回炼技术已成
为研究的热点。因此,催化裂化C3~C9烃类的开发与
应用将有着强大的生产需求和广阔的市场前景。
1.1催化氧化反应
杂多酸(盐)作为一类氧化性相当强的多电子氧
化催化剂,其阴离子在获得6个或更多个电子后结构
依然保持稳定。通过适当的方法易氧化各种底物,并
使自身呈还原态,这种还原态是可逆的,通过与各种
氧化剂如O2、H2O2、过氧化尿素等相互作用,可使自身
氧化为初始状态,如此循环使反应得以继续。用杂多
酸作催化剂使有机化合物催化氧化作用有两种路线
是可行的[7]:①分子氧的氧化:即氧原子转移到底物
中;②脱氢反应的氧化。
将直链烷烃进行环氧化是生产高辛烷值汽油的
重要途径之一。Bregeault等[8]研究了在CHCl3-H2O
两相中,在作为具有催化活性的过氧化多酸化合物的
前体的杂多负离子[XM12O40]n-和[X2M18O62]m-以及同多
负离子[MxOy]z-(M=Mo6+或W6+;X=P5+,Si4+或B3+)的存在
下,用过氧化氢进行1-辛烯的环氧化反应时,负离子
[BW12O40]5-、[SiW12O40]4-和[P2W18O62]6-都是非活性的,并
且许多光谱分析法表明它们的结构在反应过程中没
有发生变化。[PMo12O40]3-表现出很低的活性,而
[PW12O40]3-、H2WO4和[H2W12O42]10-都表现出高活性。反应
中Keggin型杂多负离子[PW12O40]3-被过量的过氧化
氢分解而形成过氧化多酸{PO4[WO(O2)2]4}3-和
[W2O3(O2)4(H2O)2]2-,而这两种活性物种在环氧化反应
中起到了重要的作用。1.2烷基化反应
石油炼制工业上,烷烃烷基化、烯烃烷基化及芳烃烷基化反应是生产高辛烷值清洁汽油组分的环境
友好工艺。但以浓硫酸和氢氟酸作为催化剂的传统烷
基化工艺因氢氟酸的毒性和浓硫酸的严重腐蚀性受
到了很大的限制。
C4抽余液是蒸气裂解装置产生的C4馏份经抽提
分离丁二烯后的C4剩余部分,其中富含大量的1-丁
烯和异丁烯。如何利用C4抽余液中的异丁烯和1-丁
烯是C4抽余液化工利用的关键。异丁烯是一种重要
的基本有机化工原料,主要用于制备丁基橡胶和聚异
丁烯,也用来合成甲基丙烯酸酯、异戊二烯、叔丁酚、
叔丁胺等多种有机化工原料和精细化工产品。1-丁
烯是一种化学性质比较活泼的a-烯烃,其主要用途
是作为线性低密度聚乙烯(LLDPE)的共聚单体,也用
于生产聚丁烯、聚丁烯酯、庚烯和辛烯等直链或支链
烯烃、仲丁醇、甲乙酮、顺酐、环氧丁烷、醋酸、营养药、
农药等。特别是自20世纪70年代LLDPE工业化技术
开发成功以来,随着LLDPE工业生产的蓬勃发展,国
内外对1-丁烯的需求与日俱增,已成为发展最快的
化工产品之一。
刘志刚[9]等用浸渍法制备了Cs+、K+、NH4+的SiPW12
杂多酸盐类和SiO2负载的SiPW12杂多酸,在超临界
条件下评价了它们对异丁烷和丁烯烷基化的催化作
用。结果表明,它们的活性和选择性大小顺序是当阳
离子数相同时,Cs+盐>K+盐>NH4+盐。
(NH4)2.5H1.5SiW12O40尽管催化活性不高,但对C8产物的
选择性达到83.48%;Cs2.5H1.5SiW12O40具有很高的催化
活性,但其对C8产物的选择性却只有62.47%。
1.3异构化反应
汽油的抗爆性用异辛烷值表示,直链烃异构化是
生产高辛烷值汽油的重要手段。C5~C6烷烃骨架异构
化旨在提高汽油总组成的辛烷值,反应受平衡限制,
低温有利于支链异构化热动力学平衡。为达到最大的
异构化油产率,C5~C6烷烃异构化应在尽可能低的温
度和高效催化剂存在下进行。烷烃骨架异构化是典型
的酸催化反应,最近发现有较多的固体酸材料(其酸
强度高于H-丝光沸石)可用于轻质烷烃骨架异构化,
其中,最有效的有基于杂多酸(HPA)的催化材料和硫
酸化氧化锆、钨酸化氧化锆(WOx-ZrO2)。
2绿色催化剂
绿色化学对催化剂也提出了相应的要求[1,2]:(1)
在无毒无害及温和的条件下进行;(2)反应应具有高
的选择性,人们将符合这两点的催化剂称之为绿色催化剂。
由于一些杂多酸化合物表现出准液相行为,极性
分子容易通过取代杂多酸中的水分子或扩大聚合阴
离子之间的距离而进入其体相中,在某种意义上吸收
大量极性分子的杂多酸类似于一种浓溶液,其状态介
于固体和液体之间,使得某些反应可以在这样的体相
内进行。作为酸催化剂,其活性中心既存在于“表相”,
也存在于“体相”,体相内所有质子均可参与反应,而
且体相内的杂多阴离子可与类似正碳离子的活性中
间体形成配合物使之稳定。杂多酸有类似于浓液的
“拟液相”,这种特性使其具有很高的催化活性,既可
以表面发生催化反应,也可以在液相中发生催化反
应。准液相形成的倾向取决于杂多酸化合物和吸收分
子的种类以及反应条件。正是这种类似于“假液体”的
性质致使杂多酸即可作均相及非均相反应,也可作相
转移催化剂。陈诵英[10]等用二元杂多酸为催化剂,双
氧水为氧化剂,醋酸为溶剂,催化氧化三甲基苯酚
(TMP)合成三甲基苯醌(TMBQ),这与传统方法先用发
烟硫酸磺化TMP,然后在酸性条件下用固体氧化剂氧
化得到TMBQ相比,能减少排放大量废水以及10 t以
上的固体废物,且其摩尔收率可达86%,大大提高了
原子利用率。刘亚杰[11]等采用一种性能优良的环境友
好的负载型杂多酸催化剂(HRP-24)合成二十四烷基
苯。HR-24属于一种大孔、细颗粒、强酸性的固体酸
催化剂,大孔和细颗粒有利于大分子烯烃的扩散,且
不容易被长链烯烃聚合形成的胶质堵塞孔道,而强酸
性可使催化剂在较低温度下就具有较高的催化活性。
实验表明,在反应温度和压力较低的情况下(120℃
和0.1~0.2 MPa),烯烃的转化率和二十四烷基苯的
选择性都接近100%。Furuta等[12]采用Pd-H3SiW12O40
催化乙烯在氧气和水存在下氧化一步合成了乙酸乙
酯,简化合成工艺,与绿色化学相适应。刘秉智[13]以活
性炭负载磷钼钨杂多酸为催化剂,用30%双氧水催化
氧化苯甲醇合成苯甲醛,苯甲醛收率可达74.8%。与
国内同类产品的生产工艺相比,其具有催化活性好,
反应条件温和,生产成本低廉,催化剂可重复使用,对
设备无腐蚀性,不污染环境,是一种优良的新型合成
工艺路线,具有一定的工业开发前景。
3展望
虽然绿色化工催化剂理论发展逐渐得到完善,但
大多数催化剂仍停留在实验阶段,催化剂性能不稳
定,制备过程复杂,性价比低是制约其工业化应用的
主要原因,但从长远角度考虑,采用绿色化工催化剂
是实现生产零污染的一个必然趋势。环境友好的负载
型杂多酸催化剂既能保持低温高活性、高选择性的优
点,又克服了酸催化反应的腐蚀和污染问题,而且能
重复使用,体现了环保时代的催化剂发展方向。今后
的研究重点应是进一步探明负载型杂多酸的负载机
制和催化活性的关系,进一步解决活性成分的溶脱问
题,并进行相关的催化机理和动力学研究,为工业化
技术提供数据模型,使负载型杂多酸早日实现工业化
生产,为石油化工和精细化工等行业创造更大的经
济、社会效益。
[参考文献]
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
[8]
[9]
[10]
[11]
[12]
[13]
王恩波,胡长文,许林.多酸化学导论[M].北京:化学工业出版社,
1997,170-195.
夏恩冬,王鉴,李爽.杂多酸氧化-还原催化应用及研究进展
[J].天津化工,2007,21(3):20-23.
Aubry C,Chottard G,Bregeault J,et al.Reinvestigation
of epoxidation using tungsten-based precursors and
hydrogen peroxide in a biphase medium[J].Inorg Chem.,
1991,30(23):4 409-4 415.
刘志刚,刘植昌,刘耀芳.SiW12杂多酸盐在C4烷基化反应中应用的
研究[J].天然气与石油,2005,23(1):17-19.
陈诵英,陈蓓,王琴,等.环境友好氧化催化剂杂多酸的应用
[J].宁夏大学学报,2001,(2):98-99.
刘亚杰,温朗友,吴巍,等.负载型杂多酸催化剂合成二十四烷
基苯[J].石油炼制与化工,2002,33(12):18-21.
Futura M,Kung H H.Applied Catalysis A:General[J],
2000,201:9-11.
刘秉智.固载杂多酸催化氧化合成苯甲醛绿色新工艺[J].应用化
工,2005,(9):548-549.
Anastasp,Will Iamsont.Green Chemistry Theoryand
Practice[M].Oxford:Oxford University Press,1998.
Trostbm.The atom economy:a search for synthetic effi 2
ciency[J].Science,1991,254(5037):1 471-1 477.
Misono M,Okuhara T.Chemtech[J],1993,23(11):23-29.
Kozhevrukov.Catal Rev-Sei Eng.[J],1995,37(2):311-352.
温朗友,闵恩泽.固体杂多酸催化剂研究新进展[J].石油化工,
2000,(1):49-55.

相关文章
学术参考网 · 手机版
https://m.lw881.com/
首页