绿色催化剂吴桥

绿色催化剂吴桥13级化工2班，0903130129摘要：绿色催化剂是在催化转化反应过程中，不产生环境污染，甚至是“零排放”，从而实现清洁生产的一类催化剂。当前节能型社会发展的需要，绿色化学中急需更多的绿色催化剂。环保催化剂是指用直接或间接的方法处理有毒、有害物质，使之无害化或减量化，以保护和改善周围环境所用的催化剂。目前的环保催化剂并不包括涉及绿色化学工艺的催化剂，后者常称为绿色催化剂或环境友好催化剂，往往要求催化剂本身也必须是无毒的。[2]绿色催化技术包括两层含义，一层是催化剂的选用需无毒无害无污染，另一层是催化反应的高选择性，使反应达到尽可能高的原子经济性。绿色催化技术包括生物催化、电催化、离子液体催化、光催化、超临界流体催化、微波催化、吸附团催化等，尤以酶催化和生物降解技术最为突出。生物技术的发展为酶催化反应提供了更多的机遇，分子生物技术还能用来加强工业过程催化剂使用的酶的性能。[3]1.工程造价角度探讨催化剂概述工程造价具备了以下特点：大额性、单个性、层次性、阶段性、动态性。有效控制工程造价应体现以下原则：以设计阶段为重点的全过程造价控制。技术与经济相结合是是控制工程造价最有效的手段。工程造价控制的主要内容：决策阶段做好投资估算。投资估算对对工程造价起到指导性和总体控制作用；设计阶段强调限额设计。限额设计是控制工程造价的有效措施。经批准的投资估算作为工程造价控制的最高限额，是限额设计控制工程造价的主要依据；招投标阶段重视施工招标；施工阶段加强合同管理和事前控制。2.绿色催化剂催化剂的作用都是为了控制(加快或是减慢)化学反应的速度,绿色催化剂还要求不能污染环境或是对人体有害。2.1固体强酸催化剂以固体超强酸[5]作催化剂主要应用于石油炼制及有机合成工业,其优点是反应物和催化剂易于分离,催化剂可反复使用,不腐蚀反应器,催化剂选择性高,反应条件温和,原料利用率高,“三废”少。固体强酸催化剂主要用于烃类异构化反应和烷基化反应。2.2分子筛催化剂分子筛是具有均匀微孔,其孔径与一般分子大小相当的薄膜类物质,是由SiO2、Al2O3和碱金属或碱土金属组成的无机微孔材料[6]。分子筛催化剂,又称沸石分子筛催化剂,指以分子筛为催化剂活性组分或主要活性组分之一的催化剂。分子筛具有离子交换性能、均一的分子大小的孔道、酸催化活性,并有良好的热稳定性和水热稳定性,可制成对许多反应有高活性、高选择性的催化剂。例如,烷基芳烃的酰化反应用盐酸和卤化物(AlCl3,TiCl4,FeCl3等)、硫酸、氢氟酸作催化剂,这些液体酸对设备腐蚀严重,在反应后分离困难而且排出大量含酸废水。分子筛催化剂本身无毒、无害,由于是多相催化工艺,反应后产品分离容易,选择性好、催化活性高,可大大提高生产效率,降低设备投资成本,降低原材料消耗,从而提高产量和质量,而且废催化剂对环境友好,不产生污染。又如传统工艺用硫酸或氢氟酸作为催化剂制备十二烷基苯,存在严重的设备腐蚀和环境污染问题。清华大学与中国石化总公司石油化工科学研究院合作开发了固体酸分子筛TH-06为催化剂的液固循环流化床连续反应-再生工艺。十二烯转化率99.9%,烷基苯选择性100%,并消除了设备腐蚀和环境污染问题。3绿色催化工艺酶催化与纳米科技催化技术。(1)酶是存在于生物体内具有催化功能的蛋白质。酶反应选择性好，催化反应效率高,反应条件温和。20世纪70年代提出了酶的固定化技术后,酶在化工生产中的作用与日巨增,在绿色催化中扮演着重要的角色。日本田边制药用K—角叉菜胶包埋酵母细胞在柱状反应器中连续培养,胶内细胞数成千倍增加,连续90天葡萄糖100%转化为乙醇,反应器容积收率比传统的制酒精方法高十倍。随着酶固定化技术的不断发展,酶工程在化工中的应用冲击着化工生产的传统模式。(2)纳米催化技术纳米科技是以0.1-100纳米这样的尺度为研究对象的前沿科学,。由于纳米材料具有不同常规的性能,因而纳米催化剂的催化活性和选择性都大大优于常规催化剂。例如日本已有人在实验室研制成功自洁玻璃,这种新产品的表面上涂有一薄层纳米TiO2,在光的照射下任何沾污在表面上的物质,包括油污、细菌由于纳米TiO2的催化作用,使这些碳氢化合物质进一步变成气体或很容易搽掉的物质。由于有机化学产品的生产带来的废物处理、环境危害等一系列问题,即使今天使用的这些新催化剂的成本还很高,但由于它们有高有效性和高选择性的显著优点,因此这将是一个有巨大潜力的研究领域。参考文献:[1]王恩举.漫谈绿色化学[J].大学化学,2002,(4).[2]朱清时.绿色化学和新的产业革命[J].现代化工,·42·1998,(6).[3]高兆林,谭丕亨.绿色化学浅说[J].山东化工,1999,(2).[4]龚涛,赖闻玲.化学发展的新趋势绿色化学[J].南昌高专学报,2001,(3).[5]吴棣华.几种值得注意的有机原料清洁工艺技术[J].化学进展,1998,(2).[6]程荣,王建龙,张伟贤.纳米金属铁降解有机卤化物的研究进展[J].化学进展,2006,(1).[7]程佳,王继东.绿色化工催化剂研究进展[J].化工中间体,2006,(12).[8]沈玉龙,曹文华.绿色化学(第二版)[M].北京:中国环境科学出版社,2009.