绿色涂料研究进展论文

浅谈水体污染 全世界都在高速发展的今天，人类对水的需求量正逐渐地增加，而与此同时，水资源的浪费，水土的流失，水体的污染，也正威胁着人类的生存与发展。这其中，尤以水体污染最为严重。 水体除了水本身外，还包括水生生物和底泥等。天然水体本身所具有的净化污染物的能力，称为水体的自净作用。按净化的机制，水体自净可分为物理净化、化学净化和生物净化。水体的自净作用过程进行得相当缓慢，自净能力也是有限的。当污染物进入水体后，其含量超过水体的自净能力，引起水质恶化，破坏了水体的原有用途时称为水体污染。 究其原因，很大程度上是因为19世纪英国工业革命后，一方面工业化和城市化的迅猛发展，工业废水和生活污水排出的污染物数量大大超过水体的自净能力，而使地球上的江河湖海受到日益严重的污染；另一方面，随着科技和生产力水平的发展，各种人工合成的化学新物质日益增多，许多新物质具有突变、致畸、致癌作用，一旦污染水体，将长时间滞留在水中，水体的自净作用无法分解这些人工合成的化学新物质。 水体中的主要污染物按其存在状态可分为悬浮物质、胶体物质和溶解物质三类。 悬浮物质主要是泥砂和粘土，大部分来源于土壤和城镇街道径流，少量来自洗涤废水。 胶体物质主要是各种有机物，水体中有机物的生物部分，总大肠菌群是检验致病微生物是否存在和水体污染状况的指标之一；水中溶解氧浓度是衡量水中有机物的非生物部分污染程度的重要指标之一，溶解氧浓度DO越低，有机物污染越严重，当DO≤4时，鱼类生存就会受到影响，甚至死亡。有机物污染的另两种更常用的指标是化学需（耗）氧量COD和生化需（耗）氧量BOD。COD表示利用化学氧化剂氧化水样中的有机物所需（耗）的氧量，单位是mg/L。BOD表示利用微生物氧化水样中全部的有机物过程所消耗的溶解氧的量，单位是mg/L。这两种指标越高，表示水体污染程度越深。 溶解物质主要是一些完全溶于水的盐类（氯化物、硫酸盐、氟化物等）和溶解气体（二氧化碳、硫化氢等）。 我国水体污染量大而广的主要污染是耗氧的有机物，危害最大的是重金属和生物难降解的有机物。 前不久，曾取样杭州西溪河水做了实验，测得水样中COD（Mn）=，超过正常标准将近一倍（详见文后所附实验报告）。环境污染是当前全球所面临的一个重大问题，水体污染已成为了问题的重中之重。西溪河能有今天的状况，绝不是人们在短时间内所为，而必然是因为沿岸居民对其长达数十年的不间断的污染所致。高达的耗氧指数，令人心悸，几十年前清澈见底的小河，如今却连鱼也无法生存，这是何等的可怕，又是何等的可悲！几年前，沿河的工厂每年向河中排放的工业废水数以亿计，垃圾处理场每年向河中倾倒的生活垃圾又何止万吨？再加上周围居民无限制地向其中排放生活废水，使清水终于成了污水、臭水、死水。如今，杭州市政府虽然为改良西溪河的水质投入了巨大的人力、物力、财力，关停了沿河的所有工厂和垃圾处理场，但是随着居民小区的增多，使生活废水的排放量较从前又大大地增加了，以致于水质无法从根本上得以改善。这一切，使得所有的“始作佣者”饱受煎熬。尤其是夏季，河水散发出阵阵恶臭，引得沿河地区蚊蝇满天。每当河道的水闸关闭时，成片的垃圾堆积于河面，此情此景与“全国十佳卫生城市”的美名是何等的“相配”啊！ 然而，作为地球上最聪明的动物，人类却一定要见到这一幕惨剧发生，甚至一定要这一幕惨剧有所发展，方肯痛下决心来治理。这是何必呢？这不仅对水体、对环境、对自然造成了极大的污染和破坏，也极大地浪费了财力、物力和人力，也在一定程度上减缓了一个地区乃至一个国家经济的发展和人民生活水平的提高。 1992年，当时的水利部长杨振怀曾发布过全国各类水土流失情况的报告，上载：截至1992年6月，全国各类水土流失面积为492万平方公里，相当于全国国土总面积的。如此惊人的数字，已告诉人们，中国是当今全世界水土流失最严重的国家之一，可见水资源在中国的可贵。 尽管如此，却仍有许许多多的河流遭到不同程度的污染。杭州的西溪河早已是“臭名远扬”，另外，杭城的运河、古新河也早与西溪河“齐名” 在泰国首都曼谷，号称泰国母亲河的楣楠河，如今河水似墨般黑，泛出的臭气，也绝不亚于西溪河，拿根棒子随手一搅，沼气便不断涌出。楣楠河落到如此地步，是因为沿岸宾馆向其中排放大量生活污水以及货船排放的废油所致。98年亚运会前夕，更有甚者将成车的建筑垃圾倾倒入河。这一切的一切，终于使得泰国的“母亲河”面目全非。 大量事实再一次地向人类证明：水体污染是人类自己所为，而这一切后果，都必须由人类自己来承担。 严重的水体污染已引起了各国政府的高度重视。如何保护环境，如何保护有限的水资源已是一个刻不容缓的问题了。 在中国，太湖流域内所有的排污单位均在1998年12月31日前实现了达标排放。这也足以说明我国政府对水体保护的重视程度了。 现在，一切的行为，都只是治标而不治本。要想彻底解决这一世界性的难题，决非三五年便可完成的，必须在治理已污染水体的同时，保护未被污染的水体，并从根本上提高人类的素质，增强人类的环保意识，为造福子孙万代而做出贡献。 大自然需要人类，人类更需要大自然。环境被污染，生态平衡被破坏，遭灾的还是人类自己。为了自己，为了一切生物，更为了地球，人类必须解决环境问题。从小事做起，还空气以清新！还天空以碧蓝！还河流以清澈！还山峦以绿色！还地球以健康！ 附1：检验水质实验报告 实验名称：水中化学耗氧量（COD）测定 实验目的：1、巩固滴定操作成果 2、了解水体及水体污染的初步知识 3、通过对水中化学耗氧量的测定，了解不同水体受污染的程度，从而激发和增强环保意识 实验原理：利用氧化还原反应的原理，测算水中的化学耗氧量（COD）。当DO≤4时，鱼类即无法生存。 实验仪器：铁架台、酒精灯、石棉网、移液管、洗耳球、10ml量筒、100ml量筒、烧杯、锥形瓶、胶头滴管、酸式滴定管、碱式滴定管、100ml酸式容量瓶、100ml 碱式容量瓶、玻璃棒 实验药品：高锰酸钾溶液、稀硫酸、草酸钠溶液、蒸馏水、河水水样 水样来源：杭州西溪河 实验操作：1、分别用浓度为的KMnO4溶液与Na2C2O4溶液配制为的溶液，置于100ml的容量瓶中； 2、将配制好的溶液倒入滴定管中，并调零（KMnO4溶液置于酸式滴定管中，Na2C2O4溶液置于碱式滴定管中）； 3、取充分摇匀的废水样100ml置于250ml锥形瓶中，并向瓶中加入5 ml以1∶3配制的H2SO4溶液，使其均匀混合； 4、自滴定管中加入体积为V0的KMnO4溶液，摇匀，并立即放入沸水浴中加热（沸水浴液面要高于瓶内溶液液面）在此过程中，溶液必须保持淡红色，否则应向瓶中再加入KMnO4溶液； 5、 30分钟后，取出锥形瓶，并趁热向其中滴加的Na2C2O4 标准溶液，摇匀后，立即用的KMnO4溶液滴定至溶液呈粉红色并半分钟不褪色，记录滴定所耗的KMnO4溶液的体积，记作V1； 6、再向溶液中滴加的Na2C2O4标准溶液，并用的KMnO4溶液滴定至溶液呈粉红色，记录滴定所耗KMnO4溶液的体积，记作V2，以此测定KMnO4溶液的校正系数K= V2

界定涂料是否符合绿色环保标准，有三个考量层次。 第一是涂料的总有机挥发量（TVOC）。有机挥发物对人类自身和自然环境构成的危害是直接的，超标涂料已成为现代社会中继汽车尾气、油料泄漏的又一巨大污染源，越来越受到世界各国的关注。早在1967年，美国洛杉矶地区就实施了限制涂料溶剂用量的“66法规”。此后，各发达国家对涂料的绿色环保标准，愈来愈严格，开始的时候，只对一些可发生光化反应的溶剂实施限制，后来发现，除了水、丙酮以外，几乎所有的溶剂，如甲苯、二甲苯、丁酮、醋酸脂、乙醇都能发生光化反应，形成有机挥发物污染，必须加以限制使用。 第二是溶剂的毒性，即与人体接触或吸入后可能会导致疾病。乙二醇的醚类曾是一类水性涂料常用的溶剂，在上世纪70年代被严格禁用。聚乙烯吡咯烷酮是一类人造血浆，制备它的单位乙烯吡咯烷酮曾被认为是无毒化学品，上世纪80年代起在光固化涂料系列产品中得到广泛运用，认为是一种具有高稀释放率、高聚合速度的活性单体，作为稀释剂所得到的漆腊性能超群。但不久发现它是一种强烈的致癌物质，因此被禁止使用。 第三是用户的环境安全。一般说来，涂料干燥后，它的制备溶剂基本上都可挥发干净，但这要有一个过程，特别是有些室温固化的涂料，溶剂挥发速度很慢，溶剂量虽不大，但若有毒性的话，用户长时间的接触，就会对人体造成伤害，因此在制备时，一定要限制有毒溶剂的使用。绿色环保涂料的兴起 1988年第一届国际材料科学研究会上首次提出了“绿色建材”的概念，绿色成为人类环境愿望的标志。绿色建材是指采用清洁生产技术，少用天然资源和能源，大量使用工业或城市固态废弃物生产的对人体、周边环境无害的健康、环保、安全、消防型建筑材料，国际上也称“生态建材”、“健康建材”或“环保建材”。1992年国际学术界明确提出绿色材料 的定义：绿色材料指在原料生产、产品制造、使用或者再循环以及废料处理等环节中对地球环境负荷为最小和有利于人类健康的材料，亦称为“环境调和材料”。 绿色环保涂料作为绿色建材的一种，同样是对涂料“健康、环保、安全”属性的评价，包括对生产原料、生产过程、施工过程、使用过程和废弃物处置五大环节的分项评价和综合评价。绿色环保涂料的基本功能除作为建筑涂料的基本实用外，还在于维护人体健康、保护环境。因此，绿色环保涂料与传统涂料相比，应该具有以下五个特征： 少用或不用天然资源，大量使用尾矿、废渣、垃圾、废液等废弃物作为再生资源。 采用低能耗制造工艺，采用清洁的生产技术，尽量减少废气、废渣和废水的排放量，或使之经有效的净化处理。 在产品配制或生产过程中，不得使用甲醛、卤化物、溶剂或芳香族碳氢化合物；产品不得含有汞及其化合物，不得使用铅、镉、铬及其化合物及添加剂。 严格控制涂料的voc的释放量，禁止使用有毒有害的溶剂，使产品不仅不损害人体健康，而且应有益于人体健康，产品要具有多功能：如抗菌、防霉、隔热、阻燃、防火、调温、消声、消磁、防射线、抗静电等等。 产品可循环或回收再利用，无污染环境的废弃物等等。 随着人类对自身健康和环保意识的不断增强，人们对绿色环保涂料的消费需求日趋强烈。为此，国家还于2001年12月10日批准发布了《室内装饰装修材料有害物质限量》等10项强制性国家标准，自2002年1月1日起，企业生产的产品应执行该10项标准，自2002年7月1日起，市场上停止销售不符合该10项国家标准的产品。其中一项就是gb18582-2001《室内装饰装修材料内墙涂料中有害物质限量》国家标准，其技术要求包括(1)挥发性有机化合物(voc)(g/i)≤200；(2)游离甲醛(g/kg)≤；(3)重金属(mg/kg)：可溶性铅≤90，可溶性镉≤75，可溶性铬≤60，可溶性汞≤60等。这些强制性的标准的出台无疑将推进绿色环保涂料成为涂料工业开发的主流，同时绿色环保涂料也将成为涂料生产企业实施可持续发展战略重要内容之一。 绿色环保涂料的可持续发展 从企业的角度理解建筑涂料的可持续发展应该是，使建筑涂料的生产———分配———流通———消费———生产这一循环能够周而复始地进行下去。为了实现这一点，就要求有可持续的生产、优化公平的分配、顺畅快捷的流通和文明的消费，并且要有持续的要素投入。但实现这一循环的必要条件是其所生产的产品是绿色和环保的，因为只有对环境友好的涂料产品，才能具有旺盛的生命力，才能使企业实现可持续发展。 因此，开发“绿色环保涂料”是21世纪涂料企业生存发展的前提，具有非常重要的意义。具体表现在以下几个方面： 减少环境污染，给子孙后代留下一个洁净的空间。 目前，大量使用的建筑涂料仍是一个重要的污染释放源，因为，涂料在生产和使用过程中的污染排放不仅会对大气和环境造成破坏，同时，还直接影响着人们的身体健康。 提高企业在消费者心目中的地位，树立和改善企业形象。 任何企业的市场营销活动都是以消费者需求为中心的，随着环境污染的日益严重，环保意识在人们心目中的地位逐步提高，人们在选择商品时把环境指标当作是一个非常重要的因素加以考虑。对涂料产品而言，工厂生产出来的只能算半成品，与其实现最终用途的装饰保护作用的形态之间还存在一个使用过程评价这一特殊的互动环节。因此，涂料生产企业必须迎合消费者的这种购买心理，努力生产“绿色环保涂料”，满足消费者的需求，这样，企业才能最终赢得消费者，在消费者心中树立良好的企业形象，提高企业的知名度，在市场竞争中处于优势。 抵制绿色贸易壁垒的影响，促进产品的出口创汇。 随着国际上环境保护意识的增强，为国际贸易提出了新的机遇和挑战，各国政府为了实现环保目标以及为了鼓励出口，限制进口，增大国际贸易顺差，采取了多种贸易限制措施。如：征收环境进口附加税、环境费，推行国际环保标准等等。这对我国产品的出口创汇产生深远的影响。因此“绿色贸易壁垒”已成为我国贸易领域难以摆脱的障碍。因此，我们的涂料企业必须更多地生产“绿色环保涂料”，盯住国际标准，紧跟世界潮流，为我国外贸出口开拓更多、更广阔的绿色市场，实行“绿色市场营销”，努力克服绿色贸易保护障碍，争取更多的外汇。 值得注意的是，生产绿色环保涂料产品已为许多企业带来了丰厚的利润，特别是一些拥有先进的涂料生产技术、资金雄厚的大企业，已在这方面走在了前面。生产绿色环保涂料要求企业在技术和设备上的投入，对任何一个企业来说都是一笔不小的费用。因此，从某种意义上来说，激烈的市场竞争已有意无意地利用了绿色技术来淘汰一部分落后原始的小企业和正待建设的小企业，这是市场经济的法则，是企业的可持续发展的必修课。 绿色环保涂料的生产 尽管人们对绿色环保涂料的呼声越来越高，企业也日益认识到要采取主动，积极适应这一发展趋势。但如何行动，或者说如何做到既满足环保要求，又不致增加过高的投资，保证企业的利润和良性发展仍是一个值得研究的课题。 生产途径：由于真正意义上的绿色环保涂料是指从事制造、使用、废弃整个过程，都与生态环境相协调，那么绿色环保涂料的设计就不能局限于“末端治理”型的狭义的环境保护，检验产品是否绿色环保也不仅仅是控制涂料的voc那么简单和单纯，而是在产品的整个生命周期中都贯彻环保思想，实现生命周期成本总和最小化。因此，生产绿色环保涂料应该是采用清洁生产工艺、使用可回收利用的包装、以及绿色营销等手段等等。 (1)清洁生产。清洁生产是指对工艺和产品不断运用综合性的预防战略，以减少其对人体和环境的风险。研究表明，以清洁生产技术解决污染问题的成本要比末端处理技术节约25~50%。1999年3月，朱镕基总理在政府工作报告中首次明确提出鼓励清洁生产，将推行清洁生产作为我国政府的重要政策。清洁生产的技术手段有使用有毒有害原料的替代技术；节能技术；物料循环使用或重复使用技术；先进的催化、分离技术等等。 (2)可回收利用的包装。选择可以重复使用或者是容易分解处理的包装材料。 (3)绿色营销。引进科学的市场营销手段，把企业的经济效益、环境效益和社会效益结合起来，拓展营销观念，引导文明消费。 保证措施：生产绿色环保涂料除了要具有以上的工艺和技术外，还与企业的经营管理、政府的政策法规、产品的技术创新、教育培训以及公众参与和监督有着紧密的联系。因为企业的经营管理是生产绿色环保涂料的体现主体，政府的政策法规是生产绿色环保涂料的调控手段，产品的技术创新是生产绿色环保涂料的强大推动力，教育培训和公众参与是生产绿色环保涂料的保障。因此，要确保企业有动力和能力和平和销售绿色环保涂料产品，还要求政府、行业协会、企业自身、公众等各方采取相应的措施，如： (1)宏观上，国家要健全各种规章制度，利用经济手段限制污染产品的生产，鼓励绿色环保涂料产品的开发。 (2)建立良好的信息传递机制，促进企业之间的协调竞争。可以通过发展科技咨询中介和服务中介，解决企业在研发绿色产品过程中的信息短缺问题。同时，博弈论的角度看，建立企业间的协调的竞争秩序，在竞争中合作，合作中竞争，可以避免在目前绿色产品和技术尚不完善的前提下，发生低水平重复和资源的浪费，实现企业间的双赢。 (3)实行环境标志，公布权威的认证机构，引导消费者购买“绿色涂料产品”。环境标志通过标志图形、说明标签等形式向消费者指出标志产品与非标志产品行为的判别及标志产品对环境保护的作用；公布权威的认证机构是为了在源头上杜绝假冒“绿色涂料产品”之名坑害消费者的产品在市场上流通。 (4)加大科技创新，努力研发绿色涂料产品和绿色技术。目前市场上之所以还有那么多污染的产品在生产和应用，其主要原因是我们的科技水平有限，开发“绿色涂料产品”会导致成本的大幅度提高，所以，我们必须大力提高科技创新水平。 建筑涂料的可持续发展是全面贯彻实施可持续发展战略的一个组成部分，是建筑涂料的发展方向。正确理解认识绿色环保涂料与可持续发展之间的关系和相互促进机制，对提高我国的涂料生产水平和人们的生活质量有着重要的意义。 (转摘自‘中国塑编网’）

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。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。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)尽管催化活性不高，但对C8产物的选择性达到％；具有很高的催化活性，但其对C8产物的选择性却只有。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～ 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。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)： C,Chottard G,Bregeault J,et epoxidation using tungsten-based precursors andhydrogen 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)： M,Kung H 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)： Chemistry TheoryandPractice[M].Oxford:Oxford University Press, atom economy:a search for synthetic effi 2ciency[J].Science,1991,254(5037):1 471-1 M,Okuhara [J],1993,23(11): 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.

在现代生活中，几乎随时随地都离不开化工产品，下面是我精心推荐的一些化工类职称论文，希望你能有所感触!

化工产业的希望绿色化工

摘要 随着化工行业飞速发展,在带来巨大经济效益的同时环境污染问题也越来越严重,由此引发的矛盾日益突出,关、停、转现象屡见不鲜,而化工产品又是人们日常生活必须用品,研发“环境友好、节约能源”的绿色产品日见紧迫,发展绿色化工突显重要性。

关键词 绿色化工;实用性;紧迫性

中图分类号[TQ09]文献标识码A文章编号 1674-6708(2010)20-0043-01

0 引言

20世纪中叶,科学与技术在全球范围内进入了一个飞速发展的时期。与此同时,越来越引起人类担忧的是全球资源的掠夺性开发和伴随工业化发展而产生的大量“三废”排放,这些对人类的生存环境造成了严重的破坏。由于环境的污染和生态平衡的失调,对生命和健康造成了极大的威胁,人们越来越清楚地认识到保护环境的重要性,利用化学原理从源头上消除环境污染,研发绿色化工技术势在必行。

1 化学工业现状

化学工业是与人类生活关系最密切的工业,已渗透到人类生活的各个方面,包括衣、食、住、行乃至当代高科技的发展都与化学化工的进步直接相关,因此,化学工业所表现出的“环境污染”和“特殊贡献”两重性,对广大化工研究人员和生产人员提出了挑战。最初的办法是对化工生产过程中产生的污染进行治理,政府和企业投入大量资金和人力,对环境污染的治理方法和技术开展了大量而卓有成效的研究,发展了水处理技术,大气污染治理技术,固体废弃物处理技术和噪声治理技术等环境保护手段,对环境生态的保护作出了重要贡献。但是人们发现,随着人类社会的不断进步,生产规模的迅速增长,环境治理的速度远远落后于环境污染的速度,而且用于污染治理的费用不断上升。地球的生态环境随着工业生产的不断进步而迅速恶化,已严重威胁着人类的生存。因此,根本的解决办法只有一条,这就是彻底改变传统工业的生产模式,倡导绿色化生产,从污染源头防止污染发生,走可持续发展道路。特别是化学工业,只有用“绿色化学工艺”来替代传统化学工艺,实施化学工业的清洁生产,才有可能完全改变化学工业的面貌,使化学工业实现跳跃式发展。在这样的背景下,产生了从源头上减少和消除污染的清洁生产,即绿色化工。

2 绿色化工的原理

通过利用一系列的化学原理与方法来降低或除去化学产品设计、制造与应用中有害物质的使用与产生,使化学产品或过程的设计更加环保化,包括所有可以降低对人类健康产生负面影响的化学方法的技术,在此基础上产生的无害化工过程,被称为绿色化工。绿色化工的最大特点在于它是在始端就采用实现污染预防的科学手段,因而过程和终端均为零排放和零污染。

3 研发绿色化工的紧迫性

随着经济的快速发展,环境问题、化学污染问题日益被提高到愈来愈重的位置,在各地大力发展工业的同时,环境污染问题实行一票否决制,由此催生各类厂矿企业加大绿色环保、绿色产品的研发,尤其是化工类企业更是下大力气进行科技研发,探讨环境友好,节约能源的新工艺;探索绿色原料,尽可能选用无毒无害的化工原料进行化学合成;开发绿色工艺,利用全新的化工技术,从工艺上清除有毒有害物质的产生,做到清洁生产,最终实现废物的零排放;生产绿色产品。近几年,中国科学院化学部加大了《绿色化学与技术》院士咨询课题,并多次召开了研讨会,探索“可持续发展问题对科学的挑战--绿色化学”,由此推动了绿色化工的发展。

4 研发绿色化工的内容

1)选择可更新的原材料;设计低公害的化学合成方法;原子经济性化学反应;应用催化转化并开发新催化剂;设计更安全的化学产品和化工过程;降低化学过程能耗,尽可能采用在环境温度和常压下进行的合成方法;尽可能不用助剂或附料,必要时选用无毒的助剂或附料;选用本质上更安全的化学产品;防止产生污染的过程分析;化学品的可降解性。

2)研发可替代的原料、试剂、溶剂,新型催化剂与合成过程等等。如通过对废弃的物质进行处理,将其转化为动物饲料和有机化学品;利用无毒无害的原料代替剧毒的光气、氢氰酸生产有机原料;利用生物技术以废弃物为原料生产常用的有机原料;采用超临界CO2代替有机溶剂作为油漆和涂料的喷雾剂等。

3)具有可回收利用性、可处理性或可重新加工性能的清洁化学产品,近年来在这方面的研究有:(1)可降解塑料。目前,降解塑料主要分为光降解塑料和生物降解塑料。(2)氟氯烃替代产品。臭氧层的破坏是当前国际上面临的三大全球性环境问题之一,为了保护臭氧层必须禁止使用CFCs(氟氯碳化合物)。(3)绿色涂料产品:传统的涂料产品含有大量挥发性有机化合物(VOC),污染环境,危害人身健康。不含VOC的绿色涂料产品主要为:水基涂料、粉末涂料和无溶剂涂料。在绿色产品的要求下聚合方法也得到了发展,特别是在乳胶型涂料方面通过改进的微乳聚合方法成功地制备了固含量高达30%~50%,乳化剂含量为1%~5%,微粒小于2nm的含反应性官能团的丙烯酸酯类乳胶,其VOC含量为零。

5 研发绿色化工的经济实用性

绿色化工是解决污染问题的一种根本方法,与传统的污染处理不同,绿色化工通过改变化学产品的结构与性质或产生工艺过程来减少或消除有害物质的产生与使用。绿色化工通过设计或重新设计化学物质的分子结构,使其具备所需的特性又避免或减少有毒基团的产生与使用。同时,绿色化学追求高选择性化学反应,副产品极少,甚至达到原子经济性,实现零排放。因此,研发绿色化工不仅可以防止环境污染,亦可提高资源与能源的利用率,提高化工过程的经济效益,对化工过程的可持续发展具有巨大的推动作用。随着化工行业清洁生产的持续推进,绿色化工产品将以绿色优势赢得市场。短期来看,推进绿色化工技术和生产规范会提升生产成本。长期来看,随着社会和公众对绿色化工产品的认可,通过推进企业和产品的绿色化,先行的企业和产品将会赢得公众,赢得市场;许多尚无绿色意识和改进措施的产品将被禁止而为绿色替代产品提供机会。因此,开发绿色化工前景广阔,应用广、实用性强、经济效益显著。

参考文献

[1]徐立青,唐方敏.千方百计实现我国化学工业可持续发展.

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