綠色化學(xué)(全套課件)四川大學(xué)-2024鮮版

綠色化學(xué)(全套課件)四川大學(xué)2024/3/281目錄綠色化學(xué)概述綠色合成技術(shù)綠色催化技術(shù)綠色溶劑與反應(yīng)介質(zhì)綠色分離與純化技術(shù)2024/3/282目錄綠色分析測試與評價方法綠色化學(xué)在四川大學(xué)研究進展與成果展示2024/3/283綠色化學(xué)概述012024/3/28401綠色化學(xué)定義02發(fā)展歷程綠色化學(xué)是一種旨在減少或消除對人類健康和環(huán)境負(fù)面影響的化學(xué)分支學(xué)科。綠色化學(xué)起源于20世紀(jì)90年代，隨著環(huán)保意識的提高和可持續(xù)發(fā)展觀念的普及，綠色化學(xué)逐漸受到重視并得到快速發(fā)展。綠色化學(xué)定義與發(fā)展2024/3/285預(yù)防污染、原子經(jīng)濟性、低毒或無毒、可降解性、高選擇性。注重從源頭消除污染、強調(diào)資源的高效利用、追求環(huán)境友好的化學(xué)反應(yīng)和工藝。綠色化學(xué)原則與特點綠色化學(xué)特點綠色化學(xué)原則2024/3/286環(huán)境保護綠色化學(xué)有助于減少化學(xué)工業(yè)對環(huán)境的污染，保護生態(tài)環(huán)境。資源節(jié)約通過提高資源利用效率和開發(fā)可再生資源，綠色化學(xué)有助于實現(xiàn)資源的可持續(xù)利用。人類健康綠色化學(xué)可以減少或消除有害化學(xué)物質(zhì)對人類健康的影響，提高生活質(zhì)量。經(jīng)濟發(fā)展綠色化學(xué)可以推動化學(xué)工業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，促進經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。綠色化學(xué)研究意義2024/3/287綠色合成技術(shù)022024/3/288010203原子經(jīng)濟性反應(yīng)是指在化學(xué)反應(yīng)中，原料分子中的原子最大限度地轉(zhuǎn)化為目標(biāo)產(chǎn)物，實現(xiàn)原子的高效利用，減少廢物的生成。原子經(jīng)濟性概念包括加成反應(yīng)、重排反應(yīng)、環(huán)化反應(yīng)等，這些反應(yīng)類型具有原子利用率高、廢物生成少的特點。原子經(jīng)濟性反應(yīng)類型例如烯烴的氫甲?；磻?yīng)，可以高選擇性地生成醛類化合物，同時避免了傳統(tǒng)合成方法中產(chǎn)生的廢物。原子經(jīng)濟性反應(yīng)實例原子經(jīng)濟性反應(yīng)2024/3/289123高選擇性合成方法是指在化學(xué)反應(yīng)中，通過特定的反應(yīng)條件和催化劑，實現(xiàn)目標(biāo)產(chǎn)物的高選擇性生成，減少副產(chǎn)物的生成。高選擇性合成概念包括手性合成、不對稱合成、金屬有機合成等，這些方法在藥物、農(nóng)藥、材料等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。高選擇性合成方法類型例如手性藥物的合成，通過手性催化劑或手性輔劑的作用，實現(xiàn)手性藥物的高選擇性合成，提高藥物的療效和安全性。高選擇性合成方法實例高選擇性合成方法2024/3/2810無溶劑合成技術(shù)優(yōu)勢減少溶劑的使用和排放，降低環(huán)境污染；提高反應(yīng)的選擇性和效率；簡化后處理過程，降低生產(chǎn)成本。無溶劑合成技術(shù)應(yīng)用實例例如固相反應(yīng)、微波輔助無溶劑反應(yīng)等，這些技術(shù)在有機合成、無機合成等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。無溶劑合成技術(shù)概念無溶劑合成技術(shù)是指在化學(xué)反應(yīng)中，不使用或僅使用極少量溶劑，通過特定的反應(yīng)條件和催化劑，實現(xiàn)目標(biāo)產(chǎn)物的生成。無溶劑合成技術(shù)2024/3/2811綠色催化技術(shù)032024/3/2812酶的基本概念與分類介紹酶的定義、特性、來源及分類，闡述其在生物體內(nèi)的催化作用。酶催化反應(yīng)機理詳細(xì)解析酶催化反應(yīng)的機理，包括底物結(jié)合、催化反應(yīng)過程及產(chǎn)物釋放等步驟。酶催化技術(shù)的應(yīng)用舉例說明酶催化技術(shù)在醫(yī)藥、農(nóng)藥、食品工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用，如藥物合成、農(nóng)藥殘留降解等。酶催化技術(shù)0302012024/3/2813金屬有機催化劑概述金屬有機催化劑簡要介紹金屬有機催化劑的定義、發(fā)展歷程及研究現(xiàn)狀。金屬有機催化劑的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)詳細(xì)闡述金屬有機催化劑的結(jié)構(gòu)特點、性質(zhì)及其與催化性能的關(guān)系。舉例說明金屬有機催化劑在有機合成、高分子合成等領(lǐng)域的應(yīng)用，如烯烴聚合、不對稱合成等。金屬有機催化劑的應(yīng)用2024/3/281401光催化技術(shù)概述簡要介紹光催化技術(shù)的定義、基本原理及研究現(xiàn)狀。02光催化反應(yīng)機理詳細(xì)解析光催化反應(yīng)的機理，包括光吸收、電荷分離、表面反應(yīng)等步驟。03光催化技術(shù)的應(yīng)用舉例說明光催化技術(shù)在環(huán)境保護、能源轉(zhuǎn)化等領(lǐng)域的應(yīng)用，如污水處理、二氧化碳還原等。光催化技術(shù)2024/3/2815綠色溶劑與反應(yīng)介質(zhì)042024/3/281601介紹超臨界流體的概念、特性以及在化學(xué)反應(yīng)中的應(yīng)用。超臨界流體定義及性質(zhì)02詳細(xì)闡述超臨界流體萃取的原理、優(yōu)點、設(shè)備及其在天然產(chǎn)物提取、環(huán)境樣品處理等領(lǐng)域的應(yīng)用。超臨界流體萃取03探討超臨界流體作為反應(yīng)介質(zhì)在有機合成、催化反應(yīng)等方面的應(yīng)用及優(yōu)勢。超臨界流體反應(yīng)超臨界流體技術(shù)2024/3/281703離子液體在綠色合成中的應(yīng)用重點闡述離子液體作為綠色溶劑在有機合成中的應(yīng)用，如選擇性合成、手性合成等。01離子液體概述簡要介紹離子液體的定義、分類、性質(zhì)及其在綠色化學(xué)中的意義。02離子液體合成與應(yīng)用詳細(xì)介紹離子液體的合成方法、應(yīng)用領(lǐng)域，如電化學(xué)、催化、分離等。離子液體技術(shù)2024/3/2818水相合成技術(shù)水相合成概述簡要介紹水相合成的概念、原理及其在綠色化學(xué)中的重要性。水相有機合成反應(yīng)詳細(xì)介紹水相中的有機合成反應(yīng)，如水解、氧化、還原等，以及反應(yīng)機理和影響因素。水相合成在藥物合成中的應(yīng)用探討水相合成在藥物合成中的應(yīng)用實例，如抗生素、抗癌藥物等的合成。2024/3/2819綠色分離與純化技術(shù)052024/3/2820利用膜的選擇性透過性質(zhì)，實現(xiàn)不同組分的分離。膜分離原理包括微濾膜、超濾膜、納濾膜、反滲透膜等，具有不同的孔徑和截留分子量。膜的種類與特性在水處理、食品加工、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用，如海水淡化、果汁澄清、蛋白質(zhì)分離等。膜分離技術(shù)應(yīng)用膜分離技術(shù)2024/3/2821色譜法的分類根據(jù)固定相和流動相的不同，可分為液-液色譜、氣-液色譜、氣-固色譜等。色譜分離技術(shù)應(yīng)用在石油化工、環(huán)境監(jiān)測、食品藥品分析等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用，如油品組成分析、大氣污染物監(jiān)測、藥物成分分析等。色譜分離原理利用物質(zhì)在固定相和流動相之間的分配平衡，實現(xiàn)不同組分的分離。色譜分離技術(shù)2024/3/2822利用物質(zhì)在溶液中的溶解度差異，通過冷卻、蒸發(fā)等操作使物質(zhì)結(jié)晶析出。結(jié)晶分離原理結(jié)晶方法與設(shè)備結(jié)晶分離技術(shù)應(yīng)用包括冷卻結(jié)晶、蒸發(fā)結(jié)晶、真空結(jié)晶等，常用設(shè)備有結(jié)晶器、蒸發(fā)器、冷卻器等。在化工、制藥、冶金等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用，如鹽類生產(chǎn)、藥物提純、金屬冶煉等。030201結(jié)晶分離技術(shù)2024/3/2823綠色分析測試與評價方法062024/3/2824通過計算化學(xué)反應(yīng)中原子的利用效率和環(huán)境負(fù)荷來評估其綠色程度。原子經(jīng)濟性和E因子評價法選擇環(huán)境友好的溶劑，如離子液體、超臨界流體等，以減少對環(huán)境的污染。綠色溶劑選擇開發(fā)高效、可回收和可重復(fù)使用的催化劑，以降低化學(xué)反應(yīng)的能耗和廢棄物產(chǎn)生。綠色催化劑設(shè)計綠色分析測試方法2024/3/2825綠色化學(xué)原則遵循減量、重復(fù)使用、回收再利用和再生資源的原則，以最小化環(huán)境影響為目標(biāo)。綠色評價標(biāo)準(zhǔn)建立包括原子經(jīng)濟性、E因子、能源效率、廢棄物產(chǎn)生量等在內(nèi)的綜合評價標(biāo)準(zhǔn)。綠色化學(xué)認(rèn)證體系通過權(quán)威機構(gòu)對綠色化學(xué)產(chǎn)品、技術(shù)和過程進行認(rèn)證，以推動綠色化學(xué)的發(fā)展和應(yīng)用。綠色評價標(biāo)準(zhǔn)及體系建立2024/3/2826LCA在綠色化學(xué)中的應(yīng)用利用LCA方法評估綠色化學(xué)產(chǎn)品、技術(shù)和過程的環(huán)境影響，為綠色化學(xué)的發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。LCA與綠色化學(xué)的相互促進LCA可以為綠色化學(xué)提供全面的環(huán)境影響信息，而綠色化學(xué)的發(fā)展又可以推動LCA方法的改進和完善。生命周期評價（LCA）方法通過對產(chǎn)品從原材料獲取、生產(chǎn)、運輸、使用到最終處置的整個過程進行環(huán)境影響評估，以全面評價其綠色程度。生命周期評價在綠色化學(xué)中應(yīng)用2024/3/2827綠色化學(xué)在四川大學(xué)研究進展與成果展示072024/3/2828高效、高選擇性合成方法的開發(fā)成功開發(fā)出多種高效、高選擇性的合成方法，如金屬有機框架材料（MOFs）的合成、不對稱催化合成等，這些方法在藥物、材料等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用前景。原子經(jīng)濟性反應(yīng)的研究在原子經(jīng)濟性反應(yīng)方面取得重要突破，通過設(shè)計新型催化劑和反應(yīng)條件，實現(xiàn)了多個具有高原子經(jīng)濟性的有機合成反應(yīng)，提高了資源利用率。生物質(zhì)資源的轉(zhuǎn)化與利用利用生物質(zhì)資源，如纖維素、木質(zhì)素等，開發(fā)出多種高附加值化學(xué)品和生物燃料，為可再生能源的利用提供了新的途徑。四川大學(xué)在綠色合成方面取得成果2024/3/2829四川大學(xué)在綠色催化方面取得成果積極探索并應(yīng)用新型催化技術(shù)，如光催化、電催化等，在環(huán)境治理、能源轉(zhuǎn)化等領(lǐng)域取得了重要進展。催化新技術(shù)的探索與應(yīng)用成功設(shè)計并開發(fā)出多種高效、環(huán)保的催化劑，如金屬納米粒子催化劑、固體酸催化劑等，這些催化劑在有機合成、石油化工等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用。高效、環(huán)保催化劑的設(shè)計與開發(fā)深入研究了多個催化反應(yīng)的機理，揭示了催化劑活性中心的結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系，為催化劑的優(yōu)化設(shè)計提供了理論支持。催化反應(yīng)機理的研究2024/3/2830四川大學(xué)在綠色溶劑及反應(yīng)介質(zhì)方面取得成果成功開發(fā)出多種環(huán)保溶劑，如水溶性離子液體、生物基溶劑等，這些溶劑在有機合成、分離純化等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用。無溶劑反應(yīng)的研究在無溶劑反應(yīng)方面取得重要突破，通過優(yōu)化反應(yīng)條件和催化劑設(shè)計，實現(xiàn)了多個無溶劑有機合成反應(yīng)，減少了溶劑使用和廢棄物排放。反應(yīng)介質(zhì)對反應(yīng)影響的研究深入研究了不同反應(yīng)介質(zhì)對化學(xué)反應(yīng)的影響規(guī)律，為綠色溶劑的選擇和應(yīng)用提供了理論指導(dǎo)。環(huán)保溶劑的開發(fā)與應(yīng)用2024/3/2831高效分離純化技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用成功開發(fā)出多種高效分離純化技術(shù)，如超臨界流體萃取、膜分離等，