绿色化学方法催化作用特征？循环过程;热力学可行;改变速度不改变平衡位置;具有选择性。催化剂得作用:①加快反应速度,提高生产效率;②提高选择性,控制反应方向或产物构成;③缓和反应条件。④改善反应条件,降低化学反应得能耗。⑤提高选择性,减少副产物和其她废物得排放⑥缩短反应步骤,提高原子经济性,减少副产物和其她废物得排放。⑦消除有毒有害得反应原料、试剂得使用;⑧淘汰有污染得反应过程;⑨实现无溶剂反应,减少挥发性有机溶剂得使用。结论1:催化过程就是符合绿色化学要求得化学过程,在新得、不产生污染得合成途径中将继续发挥重要得作用。结论2:催化剂就是化学工业得基石。化学工业中80%以上得反应过程都就是催化过程,“没有催化剂,就没有现代化学工业”;尤其就是化学品生产。催化科学得发展:公元前,用发酵得方法酿酒和致醋——生物催化剂;1740年,英国Ward、J第一次使用非生物催化剂:硫磺+硝石(硝酸钾)硫酸1806年,法国Chenent,N阐明了在NO得作用下,SO2氧化成SO2得催化机理。1835年瑞典得Berzelius首次提出“催化剂”得概念。催化技术得发展目标(1)2005年之前催化燃烧:实现催化燃烧技术得工业应用,达到无污染电能得生产;基本实现酶催化:实现酶催化得石油馏分生物脱硫、脱氮和脱金属;手性催化:普遍应用手性催化生产生物活性分子;部分实现燃料电池:突破燃料电池技术,尤其就是高效、廉价得燃料电池催化剂;固体酸烷基化:用安全得固体酸替代HF和H2SO4得催化技术得工业化。(2)2010年之前精细化工催化:化学催化和生物催化相结合生产精细化学品和医药品得广泛应用,能部分实现。膜催化技术:催化膜反应器广泛工业规模得应用;石油化工催化:直接将烷烃官能团化用于工业生产;环境催化:CO2应用于化学品生产;催化剂制备技术:分子标记技术应用于普通和高选择性催化剂得制备。11(3)2040年之前外场作用下得催化技术:光催化作用普遍应用于氢和化学品得生产;医疗催化技术:小分子催化剂用作医疗治疗剂;生物催化工程:通过微生物和植物工程途径生产化学品和材料;材料科学:无级高聚物取代金属和合金;如:聚甲醛、聚二氧化碳人工酶催化:合成酶催化剂应用于工业生产。催化剂得分类固体催化剂得构成载体得选择催化剂得一般制备方法沉淀法单组分沉淀法共沉淀法浸渍法浸渍法(多次浸渍)实例典型催化反应得例子(P80)2b5a催化剂被称为分子机器?近年来得研究发现,不仅酶得功能像一台万无一失得机器,我们常用得化学催化剂也具有这种功能,其典型例子就是环戊二烯金属络合物用作烯烃聚合反应得催化剂。上世纪60年代荷兰壳牌公得科技人员以钛原子设定了合理得配位结构和本位原子间距,通过分子轨道法计算,提出了乙烯聚合反应中链增长得顺位插入机理。该机理让人联想到一台在分子水平上起作用得纺车,增长中链与分子单体往复于两个顺式配位结构之间。如下图示:(为乙烯聚合反应中链增长得顺位插入机理)其作用为:将二环戊二烯及其衍生物与钛等金属原子得络合物开发成为乙烯和丙烯聚合反应得分子机器,并通过对两个环戊二烯分子之间结构和对称性得安排,可以调控聚乙烯和聚丙烯侧键得定向问题。如下图:不管就是酶催化剂还就是传统得化学催化剂,只要其具有高度得专一性,高得选择性,高得反应物转化率和反应得原子经济性,均可认为,她就是在化学反应中具有特殊功能得分子机器。第二节、绿色化学与催化催化可从各个方面满足绿色化学得要求。不管就是酶催化还就是传统得化学催化得反应,通常所需得能量较低,转化更为有效,减少副产物、共生物和其她废物得生成。同时还可以把催化剂设计成环境友好得催化剂。一、催化与污染防治催化已经在减少环境污染方面引起到了重要作用利用催化剂减少和消除发电厂废气及汽车尾气中得NOx得排放,以改善空气得质量;利用催化剂以减少挥发性有机溶剂得使用;利用催化技术处理高浓度有机废水;……催化在新得、不产生污染得合成途径中将继续起重要作用二:新原料需要新催化剂来活化例1:CO2重整反应,没有催化剂,反应很难实现目前实现工业应用得技术瓶颈就是催化剂失活例2:CO2一步法加氢直接制甲醇以及碳酸二甲酯,没有催化剂,反应很难实现;实现该工业应用得技术瓶颈就是催化剂得活性和选择性不够。例3:邻苯二酚得生产。传统得方法:苯和丙烯为原料。例3:邻苯二酚得生产。新方法:酶催化法,密歇根大学光米(K、M、Draths)博士和j得瓦特前(J、W、Front)教授,用DNA重组技术改进得微生物催化剂优点:安全无毒、可再生得纤维素和淀粉水解制得得葡萄糖为原料。高选择性一步合成、副产物很少;条件温和;避免了风险原料和试剂得使用,副产物大为减少。并获得了1998年美国总统绿色化学挑战