21世纪中国绿色化学与化工发展的思考 绿色化学 

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pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 维普资讯 http://www.cqvip.com 第 ５卷 ５ 第 １ 期 ２ 化 工 学 报

Ｖｏ ＿ ５ № １ ｌ５ ２ ２０ ０ ４年 １ ２月

Ｊ ｕ ｎ ｌ ｏ Ｃｈ ｍｉ ｌ Ｉｄ ｓｒ ａ ｄ Ｅ ｇｎ ｅ ｉ ｏ ｒａ ｆ ｅ ｃ ｎｕｔ ａ ｙ ｎ ｎ ｉｅ ｒ ｇ （ ｈｎ ） ｎ Ｃ ｉａ Ｄｅ ｅ ｅ ２ ０ ｃ ｍｂ ｒ ０ ４

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ｌ 综述与专论８ ２ 世纪中国绿色化学与化Ｔ发展的思考 １ 》三 ｝｛ ｝＿ ｝ 三 三 ｝三 》｛ 争 王静康 龚俊波 鲍 颖

（ 天津 大学化工学 院 ，天津 ３０７） ００２ 摘 要

化学科学 与工程作为 核心科学 和关 键技术在 ２ 世纪 为人类 的科 学发展 和社会 进步做 出 了巨大 贡献．进 ０

入 ２ 世纪 ，中国的化学 与化工应走上绿 色化和可持 续发展 的道 路 ，使人类 与 自然和谐 相处 ．本文 从 ８ 研究 领 １ 个 域对 中国绿色化学 与化工 的发 展进行 了探讨 ． 关键词 绿色 化学 与化工 Ｔ Ｘ Ｑ０ １

发展 中国

文献标识码 Ａ 文章编 号 ０３ —１５ （０４ １～１４ －０ ４ ８ １７ ２０） ２ ９４ ６ 中图分 类号

Ｓ ｏＭ Ｅ ＴＨｏＵＧＨＴ Ｓ ＡＢｏＵＴ ＤＥＶＥＬ ｏＰ ＥＮＴ ｏＦ ＣＨＩ Ｍ ＮＥＳ Ｅ ＧＲＥＥＮ Ｓ ＴＲＹ 衄 Ｉ ＣＡＬ ＥＮ（ Ｇ Ｃ ＮＡ 脚 ２ ｓ Ｎｒ １ Ｔ ＣＥ ｎ

Ｗ ＡＮＧ ｉ ｇ ａ ｇ Ｊｎ ｋ ｎ 。ＧＯＮＧ ｕ ｂ ｎ ＡＯ ｎ Ｊ ｎ ｏａ ｄＢ Ｙｉｇ （ ｃｏ ｌ ｆＣ ｅ ｃ ｌ ｎ ｉｅｒｎ ｎ ｅｈ ｏｏ ｙ，Ｔｉｎ ｉ ｎｖｒｉ Ｓｈ ｏ ｈ ｍｉ ｇｎ ｅｉｇａ ｄ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ｏ ａＥ ａ ｊｎＵ ｉｅｓ ｙ，Ｔｉｎ ｉ ０ ０ ２ ｈ ｎ ） ｔ ａ ｊｎ３０ ７ ，Ｃ ｉ ａ Ａｂ ｔａ ｔ Ｃｈ ｍｉｔｙ ａ ｄ ｃ ｅ ｃ ｌｅ ｇｎ ｅ ｉ ｇ ａ ｅ ｔ ｅ ｃ ｒ ｃｅ ｃ ｎ ｅ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ，ｗｈｃ ｋ ｒ ａ ｓｒ ｃ ｅ ｓｒ ｎ ｈ ｍｉａ ｎ ｉ ｅ ｒｎ ｒ ｈ ｏ ｅｓ ｉｎ ｅ ａ ｄ ｋ ｙ ｔｃ ｎ ｌｇ ｉｈ ｍａ ｅｇ ｅ ｔ

ｃ ｎ ｒｂ ｔｏ ｏ ｔ ｅ ｄ ｖ ｌｐ ｎ ｆ ｃｅ ｃ ｎ ａ ｖ ｎ ｅ

ｎ ｆ ｈ ｍａ ｓ ｃｅｙ Ｉ ｈ ｅ ｏ ｔｉ ｕ ｉｎ ｔ ｈ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔ ｏ ｓｉｎ ｅ ａ ｄ ｄ ａ ｃ ｍｅ ｔ ｏ ｕ ｎ ｏ ｉｔ ． ｎ ｔ ｅ ｎ ｗ ｃ ｎ ｕ ｙ ｅ ｔｒ ， ｃ ｅ ｓｒ ｎ ｈ ｍｉａ ｎ ｉｅ ｒｎ ｈ ｕ ｄ ｄ ｖ ｌ ｐ ａｏ ｇ ｔ ｅ ｇ ｅ ｎ ａ ｄ ｓ ｓａｎ ｂ ｅ ｒ ｕ ｅ ａ ｄ ｍ

ａ ｅ ｍａ ｈ ｍｉｔｙ ａ ｄ ｃ ｅ ｃ ｌｅ ｇｎ ｅ ｉｇ ｓ ｏ ｌ ｅ ｅｏ ｌｎ ｈ ｒ ｅ ｎ ｕ ｔｉ ａ ｌ ｏ ｔ ｎ ｋ ｎ ａ ｄ ｎ ｔ ｒ ｃ ｅ ｉｔ ａ ｍｏ ｉｕ ｌ． Ｉ ｔ ｉ ｐ ｐ ｒ ｔ ｅ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔ ｆ ｒ ｅ ｃ ｅ ｓｒ ｎ ｃ ｅ ｃ ｌ ｎ ａ ｕ ｅ ｏ ｘ ｓ ｈ ｒ ｎ ｏ ｓｙ ｎ ｈ ｓ ａ ｅ ， ｈ ｄ ｖ ｌｐ ｎ ｏ ｇ ｅ ｎ ｈ ｍｉｔ ｙ ａ ｄ ｈ ｍｉａ ｅ ｇｎ ｅ ｉｇ ｉ ｉ ａｉ ｉｃ ｓ ｅ ｎ ８ ａ ｅ ｓ ｎ ｉ ｅ ｒｎ ｎ Ｃｈ ｎ ｓｄ ｓ ｕ ｓ ｄ ｉ ｒ ａ ．

Ｋｅ ｗｏ ｄ ｇ ｅ ｎ， ｃ ｅ ｃ ｌ ｃｅ ｃ ｎ ｎ ｉ ｅ ｒｎ ｙ ｒ ｓ ｒｅ ｈ ｍｉａ ｉｎ ｅａ ｄ ｅ ｇｎ ｅ ｉｇ，ｄ ｖ ｌｐ ｎ ，Ｃｈ ｎ ｓ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔ ｉａ

引 言

化学科学与工程是制造新物质 ，并在原子 、分

工业化进程 中，许多宝贵 的资源被过度地消耗 ，大 量 的污染物排放到环境 中，人类赖以生存的环境受 到了严重的威胁．

子层次上研究物质转化 、制备 、功能、用途及其产 业化的科学与工程．所有对人类发展产生重大影响

世界 自然基金会和联合国环境规划署联合发表

的 《００ ２ ０ 年地球 生态报告 》显示 ，若按 目前 的资 的科学技术都需要化学与化工提供的各种功能和性

能独特的分子 和材料．进入 ２ 世纪以来 ，人类 面 １ 临着严峻的资源 、能源和环境危机的挑战．一个国 家能否发展成 为世界强 国。不仅取决于 目 前是否具 有较高的发展速度 ，更大程度上还取决于能否持续

源消耗速度 ，地球 的资源会在 ２ ７ ０ ５年耗尽．全球 的生态系统正在向危险的临界值接近．环境恶化导 致 的 自然灾害造成 了近十年 中 ６ ８ 亿 美元的经济 ００

损失．矿物燃料的过分使用使气温变暖 ，北极冰盖 减少 ４ ，继续变暖会导致水资源的极度缺乏． ２／ ９ ６ 中国的资源环境问题更是不容乐观＿ ．作为一 １ ］ 个大国 ，主要资 源 的拥 有量 与人 口数量 不匹 配＿ ２ （ 见表 １． ） 作为一个发展 中国家 ，中国的发展成本 总体高于世界水平 ，环境污染 问题十分严重＿ ：一 １ ］ Ｒｅｅｖ ｄ ｄ ｔ ２ Ｏ 一 Ｏ — １ ． ｃ ｉｅ ａｅ： Ｏ ４ ８ １ 稳定发展 ，这对化学与化工提出了更高要求． １ 资源环境约束与化学化工的 发展战略

地球负载着 ６ 多亿人 口，在过去 ２０余年 的 ０ ０

２ Ｏ 一Ｏ — １ 收到初稿 ，２ Ｏ —１ 一Ｏ 收到修 改稿． Ｏ４ ８ １ Ｏ４ １ １

联系人及第一作者 ：王静 康 ，女 ，６ 岁 ，中国工程院院士． ６

０舶 叩饵Ｉｉｇ ａ ｔ ｏ ： Ｐ ｏ． Ｗ ＡＮＧ ｉｇ ａ ｇ Ｅ — ｍａ ： ｄＩ ｕ ｈ ｒ ｌ ｒｆ Ｊｎ ｋ ｎ ． ｉ ｌ

ｓｃ ｔ ｉ．ｄ ．ｎ ｒｉ ＠ｔ ｅ ｕ ｃ ｃ ｕ

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第 ５ 卷 第 １ 期 ５ ２

王静 康等 ：２ 世纪 中国绿 色化学与化 工发展 的思 考 １ ‘１ ４ ? ９５

级标准城市只 占 ６０多个城市 中的不到 １ ；流行 ０ 病的 ８ 是 由于水 污染传播 ；固体废 弃物 以每年 ０

１ 速度增长 ，存储量已达 ６４ 亿吨 ，占地 ５ １ ０ ．９ ．７

水平去研究 、设计 、创造新 的有用物质 ，直至完成 其工业制造与转化过程的全程 目 ，最终实现资源 标

的生态化利用 ，建立生态工业园区．

万顷．化学工业排放的废水 、废气和固体废物分别

占全国工业排放总量的 ２ ． ，７８ ，５９ ． ２５ ．２ ．３

Ｔａ ｌ Ｐ ｏ ｏ ｔｏ ｓ ｏ ｒｍａ ｙ ｒ ｓ ｕ ｃ ｓｏ ｂｅ１ ｒ ｐ ｒｉ ｎ ｆ ｐ ｉ ｒ ｅ ０ ｒ ｅ ｆ Ｃｈ ｎ ｏ ｔ ａ ｆ ｔ ｅ ｗｏ ｌ ［ ｉ ａ ｔ ｈ ｔｏ ｒｄ ｈ ］ ２ 中国化学化工面临 的挑战 与发展

机遇

资源浪费 、环境污染等问题的解决 ，人 民健康 水平与生活质量 的提高 ，社会 的可持续发展 等涉及 众多领域 ，如信息 、生命 、材料 、环境 、能源 等， 它们都与化学化工密不可分 、水乳交融．下 面从 ８ 个方面阐述 ２ 世纪我 国化学化工 面临的挑战和发 １

展 机遇 ．

Ｒｅｏ ｒｅ ｓｕｃｓ

ｐ ｐ ａｉ ｏ ｕｌｔ ｏｎ ｐｏ ａｄ ｌ ｗｌｎ ｗａ ｅ ｔｒ ｆ ｒ ｓ ｏｅｔ

Ｐ ｏ ｏｔ ｎ ／ ｒｐ ｒｉ ｓ ｏ

２ ． １１ ７１ ． ７０ ． ３５ ．

Ｒｅｏ ｒｅ ｓｕｃ ｓ

０ｌ ｉ ｎａｕｒｌｇ ｓ ｔ ａ ａ ｃ ａ ｏｌ ｉｏ ｒ ｒｎｏｅ Ｐｏ ｔ ｎ／ ｒｐ ｉ ｓ ｏ ｏ

２ ４ ．３ １ ．２ １ ．９ ０ ７ １ ．１ ４ 一

系列触 目 惊心 的数据终于使人类觉醒 ：如果 ２ １ 新物质的合成与制造 ．

不采取有效措施改变无序开发 自然资源和粗放型发 展 的方式 ，子孙后代将面临一个非 常凄惨 的局面． ２０ ０ ０年八 国集 团环境部长会议宣言 ，２ 世纪人类 １ 经济社会 的发展将 同 ２ 世 纪那种不可能持续 的发 ０

几乎所有重要领域都对特殊功能分子有着强烈 的需求 ，因此新 型功能分子的设计与合成是化学与 化工的核心研究领域．有用新物质的创制是化学化 工学者研究 的永恒主题 ，它不仅可 以带动整个学科

展模式诀别．人类将理智地利用 自然资源，减少废 弃物 ，妥善处理废弃物 ，并使废弃物再生和循环利

用．１９ ９７年美 国国家实验 室、企业 和大学联 合成 立 了绿色化 学院 ；同年德 国联邦 政府 正式通 过 了 “ 为环境而研究” 的计划 ；英 国皇家化学会主办 的

国际性杂 志 《 绿色化学 》于 １ ９ 年 １ ９９ 月创刊 ，并 于 ２ ０ 年开始颁发绿色化学奖 ；日本 制定 了在 ２ ００ １ 的发展 ，还可以使 中国彻底摆脱对国外产品和技术 的依赖．

２ 世纪物 质 的合 成与 制 造将 面临 的挑 战 是 ： １

利用分子 自组装合成具有特定性质的有序体系 ；运

用理论 与计算模拟手段 和现代实验方法 ，在不同时 问和空问尺度上研究物质形成与转化过程 中的化学 本质和规律 ；揭示分子的运动规律 ，预测新 分子 的 生态影响 ，用以指导新物质分子 的创造 ；开发物质

世纪重建绿色地球 的 “ 阳光计 划” ０ ２ 新 ；２０ 年美 国 化学会年会的主题之一就是倡导绿色化学与化工．

绿色化学是当今 国际化学科学研究的前沿 ，是 ２ 世纪化学工业可持续 发展 的科学基 础 ，其 目的 １

合成 、转化的新策略和环境友好 的新化学体 系，实

现新的具有特定结构和功能的物质的可控制造；设

计高效 、环境友好和低能耗的生产工艺． 原子经济性 、绿色合成是新时期合成化学与化

工领域发展的重要内涵．鉴于精细化工生产对生态 环境造成的影响最为突出 ，发展精细化工必须考虑

是将 现有化工生产 的技 术路 线从 “ 先污 染 、后 治 理”改变为 “ 源头上根除 污染 ” 从 ．绿色化学 的理 想一方面是实现反应的 “ 原子经济”性 ，要求原料

中的每一原 子进 入产 品 ，不产 生任 何废物 和 副产 品 ，实现废物的 “ 零排放” ，并采用 无毒无害 的原 料 、催化剂和溶剂 ；另一方面是生产环境友好 的绿 色产品 ，不产生环境污染［．绿色化学与化工越来 ３ ３ 越受到各 国政府 、企业和学术界 的关注． 面对绿色化学与清洁生产技术浪潮 ，国家 自然 科学基金委员会和中国科学 院组织 了绿色化学与技 环境保护 、降低原材料消耗 、节约能源 、关键合成 技术和专用化技术等问题 ＿．基本有机化学品是现 ５ ］ 代化学工业的重要原料．我 国 目 的生产工艺大多 前

是 ２ 年前 国外 开发出来 的 ，有些 使用有毒有 害的 ０ 原料 、催化剂或溶剂 ，生产过程排放大量废物．如 果仍沿用这些技术增加产量 ，不仅会大量增加废物 处理费用 ，而且会进一步破坏生态环境 、危害人身

术 的咨询活动，一些绿色化学化工 的研究课题已纳

入 国家重大科学技术计划 ，有关院校也相继成立 了 绿色化 学研究 机构．借 鉴 国际发展 的 战略［ ，２ ４ １ ］ 世纪中国化学科学 与工程 的发展应走绿 色化道路 ， 强调化学科学与化工技术 的紧密结合 ，实现 由分子

健康．因此必需 探索新 的 “ 原子经 济性 ”合成 途

径 ，开发 以绿色化学为基础的清洁生产工艺 ．天 然产 物的全合成是制药行业的基础． 自然界中天然 产物的数 量有限 ，如果 能够批 量生产 将对 治疗疾 病 、改善生命质量产生巨大影响． 维普资讯 http://www.cqvip.com １４ ? ９６

化

工 学 报

２０ 年 １ 月 ０４ ２

２ ２ 计算化学与产品工程 ． 在新 的功能分子被发现和确定后 ，通过产品工 程技术向人类提供最经济的产 品是实现这些物质价 值 的必经途径．产品工程 的挑战是使集约化 的化工 厂能高效安全地生产所需产品并对环境产生最小的 废弃高分子聚合物的生物法和催化转化法的闭路循 环利用 ，如图 １ 所示．

副作用．资源循环利用是产品工程的新理念，可通

过设备强化 、过程集成和系统工程的方法实现． 作为现代化学研究的有力工具 ，计算化学 已经 能够对很多化学体系 、化学现象及化学反应提供准 确的 、较为全面的描述与解释．计算化学可以辅助 反应分离试剂的选择 、药物的分子设计 、工艺流程 Ｆｉ． Ｒｅ ｙ ｌ ｆｍａ ｒ ｍｏｅ ｕｅ ｐ ｌｍ ｅ ｇ １ ｃ ｃｅｏ ｃｏ ｌｃ ｌ ｏｙ ｒ

２４ 农业与化 学化工 ．

筛选和大系统优化 ，不仅节约研究时间，而且 降低 资源消耗． 目前的挑战是研究各种化合物结构和性

能 的关系 ，为新药 物 、农 药 、材料 的开发 提供 依 据 ；预测与设计生物大分子 的空间结构、取向和形 态 ，分析分子一 分子体 系的排列和相互作 用 ；预测 一

农业发展 的理想模式是生态农业．生态农业是 个 自我维 持 的系统 。该 系统 要使 能量减 少到 最

低 ，并且一切副产物都再循环 ，使农业生态系统具

有稳定性 ，尽可能保证农村的各种景观并生产 出需 要的产 品，使农业生态体系变得更稳定＿． ６ ］ 我国现有 １． ２ ５亿人 口，发展农 业保证 以 占世 反应结果 ，设计高效催化剂和构筑高效反应体系． 过程系统工程研究的 目标是力图从资源利用效

界 ７ 的耕地面积养活 占世界总人 口 ２ 的人 民是 ２

国民经济发展 的首要任务 ，其最主要的措施就是通 过化肥和农药不断提高单位面积 的产量．发展绿色 农药和绿色肥料技术是生态农业和国民经济发展的 迫切要求． 农药和肥料科学历来是化学化工和农学的交叉

率 、环境影响和经 济性诸 方面 使过程 系统实 现优

化．它借助过程系统模型化方法 ，通过计算机分析

与模拟 ，利用 优化 算法 ，最终 使 系统 物 流、能量 流 、资金流与信息流深度集成 ，实现化工生产的集

约化．

２３ 环境 问题与化学化工 ．

学科．绿色农药 的发展 应优 先注 意低毒 高效 的农

药．它通过影响、控制和调节各种有害生物的生长 繁殖过程抑制有害生物 ，达到对非指定 目标没有影 响并且不会长期存 留，对人类健康和生态平衡不产 生影响．应优先开展以下研究 ：基于靶标结构或知 识 的绿色化学农药新先导结构的发现及优化 ；从天 然生物源小分子发现农药 的新作用靶标 、机制及先 导结构 ；农药抗性变构靶标的

研究及其药效活性评 价新方法；绿色化学农药创新研究 的关键理论方法 和技术 ；农药清洁生产工艺与设备． 我国化肥主要 问题在于品种单一 ，氮磷钾 比例 失调 ，高效化肥和复合化肥有赖于进 口，传统的氮 肥和磷肥工艺能耗和物耗大．针对于此建议研究开

传统 的化学工业对环境污染十分严重，直到半 个世纪以前 ，人们才刚刚意识到这一点．恰恰是应 用化学与化工技术才从污染 治理的角度初步解决 了

问题．要解决未来的环境问题 ，化学与化工面临许 多的挑战 ：了解大气 、土壤 、湖泊、溪流和海洋既

复杂又相互作用 的化学世界 ，为制定生态环境保护 政策提供科学依据 ；从各个层面上研究物质与环境 的相互作用 ，对产品在生态系统 中的分布状况和作

用做 出真实可靠 的评 价． 开发对环境负责的方法来制造有用产品是保护 环境 的根 本措施 ，例如 采用 无毒无 害 的原 料 、溶 剂 、助剂和催化剂 ，零排放的生产工艺等．例如 目

前用超 临界 Ｃ ２ ０ 替代传统的水和有机溶剂 的一场

“ 绿色革命” ． 发绿色新工艺和新技术 ，有效利用不丰富的磷钾资 源；开发节能降耗 的氮肥生产工艺和技术 ；研究由 工农业废弃物 、污水 、污泥制备缓释肥料 ；开发节 能、低排放 、符合生态要求 的生产工艺．

２５ 人类保健与化学化工 ．

废弃物的回收利用不仅可以根治环境污染 ，而 且能够缓解资源危机．源于化工品的大量废弃物主

要为废塑料 、纤维和废溶液．回收废塑料 、纤维等

高分子聚合物产 品和废溶液中的单体一直是化学家 和生产企业 的理想．美英等 国工业界 已经实现了对

人类保健与化学化工的密切联系体现在人们 日 常生活 中需要的化学 日 用品和医药用品．随着人们

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第 ５ 卷 第 １ 期 ５ ２

王静康等：２ 世纪中国绿色化学与化工发展的思考 １

物质生活水平的不断提高 ，洗涤用品和化妆 品发展 十分迅速．生态平衡 、节约能源 、保护资源是未来

洗涤剂工业发展的方向．化妆 品将向天然性 、生物

化、疗效性 和功能性 方 向发展．采用绿 色化学 设 计、绿色化工技术 和绿色生产工艺是洗涤用品、化 妆品 日用 化 学 工 业科 研 和生 产 部 门 的重 要 研 究 课题 ．

ｐｏ ｕ ｔ ｒ ｄ ｃ Ｂ Ａ

表 面活性 剂 是洗 涤剂 和化妆 品中最重要 的成 分 ，其生物降解性 和降解产物的安全性 以及对皮肤 的刺激性 ，直接关系到洗涤剂的生态环境及使用性

Ｆｇ ２ Ｏｆｉｉａ ｏ ｐ ｎ ｎ ｘ ｒｃｉｎ ａ ｄ ｉ． ｆｃｎ ｌ ｍ ｏ ｅ ｔｅ ｔａ ｔ ｎ ｃ ｏ

ｒｃ ｃｅｏ ｎ￣ｒｏ ｍ ｇ ｏ Ｈ． Ｗ． Ｌｉ ｅ ｙ ｌ ｆＣｉ ｒ ｎ ｍｕ ｍｉ ａ ．

能．应开发和使用性能优越 、生态友好 的表面活性

剂．绿色表面活性剂可 由天然再生资源加工 ，采用

２６ 能源开发利用与化学化工 ． 最新估计 ，２０ ２０年世 界天然 气和石 油将 消耗 殆尽．能源危机是世界性 的，在这一领域化学家面 临诸多挑战 ：开发更加稳定 和廉价的能源材料及方 法 ；应用改进 的膜 、催化剂、电极和电解液开发实

绿色催化剂 、溶剂和原子经济反应 ，提高反应的选

择性 ，最大限度地降低产品中有害物质的含量 ，以 达到对人体刺激性低 ，对环境相容性好．

我 国医药工业在近 １ 年中一直保持高速增长 ， ０ 但产品只能以低价位原料药进人国际市场 ，固然为 国家挣 了不少外汇 ． 但同时也把大量的严重污染环 境的 “ 三废”留在国内，平均而言，传统 的制药工 艺会产生 ９ 倍于预期 目标产物 的废物 ，单位产品产

污量最高 ，在 ２ ￣１ ０ ５ ０ 之间ｌ．长此下去 ，势必破 ＿ ７ ］

用 、低廉 、更稳 定 的燃 料 电池 ；开发用 于氢 气制 备 、分配 、储藏及运输的材料 、工艺和装置 ；研究

集中安全处理核电厂的放射性废物的方法 ；开发能 量产生及分配新工艺，达到温室气体或有毒物质的 零排放．

众所周知，中国能源短缺．雪上加霜的是 ，我

坏我 国的可持续发展战略．为了扭转这种消极被动 局面 ，必须大力提倡和发展 “ 绿色化学制药工业” ．

国单位产值能源消耗多 出其他发 展中 国家约 １ ， 倍 为发达国家的 ３ 倍．两方面 因素造成 中国的能 ～５ 中国进人 ＷＴ Ｏ以及人们 自我保健和回归 自然 的意识的增强给医药的发展带来了机遇．在该领域 源问题尤为突出，开发丰富的绿色新能源与可再生 能源是化学化工必须解决的问题．

人们面临的挑战是 ：开发新药物合成及现代化制药 生产线的方法与技术 ，新制剂 的给药系统及治疗试 洁净煤技术是 旨在减少污染和提高效率的煤炭 加工 、燃烧 、转化和污染控制等一系列新技术 的总 剂 的靶向传递与可控释放 ，中药现代化．药物治疗

试剂的靶 向传递 与可控释放的 目标是药物能 以合适 的剂量 、精确的速率 、预定的时间传递到正确的 目 标器官和特定的部位 ，提高药物的生物利用度 ，发 挥最佳疗效 ，这是 目 前医药界 中最富有挑战性的国

称 ，它使煤作为一种能源达到最大限度潜能的利用

而释放 的 污染 最 少 ，达 到 煤 高 效、洁 净 利 用 目 的ｌ．这是当今世界煤化工的主流方 向，更是我 国 ＿ ９ ］ 能源与经济 、环境协调发展的根本出路． 石油是关系到 国民经济发展和 国家安全的战略 性资源＿ ．我 国汽柴油的品质较低 ，致使 大气污染 ３ ］ 严重．应根据清洁汽柴油生产 的要求 ，利用计算机

际前沿课题．中药是中华 民族之瑰宝 ，由于文化背 景和理论体系的差异 ，要使西方国家接受 和使用中

药 ，必须明确 中药的活性成分 （ 或功能成分）并达

分子模拟 、原位表面结构表征、瞬时反应等近代方 法 ，形成汽柴油绿色化 的科学

基础 ，进一步加强绿 色化途径和化学基础等导向性基础研究．开发新型

高效催化剂 ，建立基于原子经济反应的绿色催化过 程 ，特别要针对重质和劣质石油 的深度转化中的重

到质量稳定的批量生产．中药成分复杂 ，药理研究

十分困难．开发天然药物各种成分的绿色提取和分 离工艺不仅可以提高中药质量 ，还为药理学研究排

除 了障碍 ，更是扭转制药行业排污量大的途径．如

大果木姜子中精油的分离提取 ，采用超临界流体萃 取与分子蒸馏集成 ，不仅是绿色过程 （ 不使用其他

大催化反应过程．绿色催化过程进一步结合环境友

好和原子经济的思想 ，是实现绿色化工产业化 的主 要动力和技术 源头． 溶剂） ，还保护 了精油 的全部组 分 ，保证 了药效【 ８ ］ （ 见图 ２ ． ）

可再生能源不但是重要后续能源，而且对生态 维普资讯 http://www.cqvip.com １４ ? ９８ 化 工 学

报

２０ 年 １ 月 ０４ ２

环境有保护作用 ，它 的利用可达到经济效益和社会

杂材料在氢化物／ （ 镍 ＭＨ— ｉ Ｎ ）二次 电池 、燃 料 电 效益双赢．生物质能、太 阳能和氢能等是我国可重

点发展 的几个方 向Ｌ ． １ ２ ７ 新材料与化学化工 ． 池、锂离子 电池为代表的三种绿色化学 电源中也得 到了广泛的应用［ １ ．

２８ 安全工程与化学化工 ．

新材料 与绿 色化学化工有 着密不可分 的联 系， 一

安全工程 中的化学化工问题小到 日常饮食如食 方面 ，通过绿色化学化工技术开发新材料 ，另一

品的检 验 ，大到战争 防护 如危 险的检测 ，涉 及合 成、分析 、环境 、材料等化学化工领域．借助于绿

色化学 的理论和实践 ，及其与安全 的密切关系 ，采 方面，新材料的应用可以促进绿色化学化工技术的 发展．

纳米材料可以制成非常好的催化剂 ，用来治理 环境污染．如纳米 Ｔｏ 锐钛 型）是 重要 的降解 ｉｚ（ 有机污染物 的光催化剂，纳米钛酸钴则是非常好的

用环境友好的技术或绿色工艺 ，将使新过程 的危险 性大大降低或者没有危险性．开发无公害食 品和绿 色食 品以及食 品添加剂 、储藏剂 、保鲜剂等 ；采用

绿色原料 ，改进安全 的化工生产过程 ，减小火灾发 石油脱硫催化剂 ，复合稀土化合物 的纳米级粉体可 以使汽油燃烧时起催化作用使之不再产生氮氧化物

等 ，而根本无需进行尾气净化处理．碳纳米管和纳

米纤维是很好 的储氢材料 ，并可以做成燃料电池驱 动汽车，可有效避免因机动车尾气排放所造成的大 气污染．因此 ，纳米材料不仅在污染源头预防而且 在环境治理方面都有极大的潜力 ，这正是绿色化学 和环境可持续性发展 的目的和要求［ ． １ 生的可能性 ；开发有机溶剂含量低 和不含有机溶剂

的绿色涂料 ，降低对人身 的危 害，增加消 防安全 ； 选择零氧平衡配方设计 ，含氢 、氧 、碳 元素高 的、 无毒无害的物质作 为原料 ，提高炸药 的爆炸性 能， 减轻对人类生存环境 的破坏等．这些绿色化学化工

技术和过程 以及化工产品对于维护国家和人民的安 全具有重要意义．

有机 高分子材料在我 国生产和使用规模很大 ， 但是其废弃物绝大部分不能 自然降解 ，污染河流和 空气 ，除严重地威胁着人们 的生存环境外 ，还造成 巨大浪费．因此 ，进行有机高分子材料生态设计与 再生利用是人类生存环境的需要 ，也具有重要的政 治和经济意义．在进行 “ 生态高分子材料”绿色化 设计时，至少遵循 三大原则｜ １ （ ）在生命周期 引： １

３ 总结 与建议

未来经济和社会可持续发展要求传统化学工业

必须向绿色化学与化工方向发展 ，中国的化学与化

工面临新 的机遇 与挑 战．面 向 ２ 世纪 ，我国绿色 １ 化学与化工要加速发展 ，需要加强以下几个方面的

工作 ：

内应具有对环境冲击负荷低 、生命周期长 、低成本 的基本特点；（）应具有多次利用或易再 生利用 的 ２

特点 ，能通过反序 加工技 术或 还原技 术还原 成原

（ ）绿色化学与化工观念 的建立．从教育、经 １

济 、立法 以及社会责任等角度让政府、企业 、各级 教育机构与化学和化学工程界认识绿 色化学与化工

的重要性 和紧迫性． 料 ；（ ）应具有低成本回收或低成本再 生资源化 的 ３

特点．

在建筑材料 中，绿色化学和技术生产绿色阻燃 剂及阻燃材料 的目标是其在整个生命周期 （ 包括设 计生产、销售 、使用和后处理 ４ 个阶段）对 ４ 种不 同的介质 （ 生物 、大气 、水和土壤 ）都无影响或影 （ ）形成绿色化学 与化工一体化 的发展模式． ２ 不仅是分子水平 的化学和大规模的化学工程技术的 融合 ，还要化学化工与其他学科 的交叉．建议我 国

建立几个 “ 化学科学 与工程”国家实验室与科技基 响最小．今后绿色阻燃材料工业研究 的重点应是开 发新型环境友好的低烟 、低毒无卤产品 ，采用环境 友好的化学反应 ，在工艺过程 中使用无毒无害的原

料 、溶剂和催化剂［ ． １ 还有一些新材料也将在绿色化学化工领域大有 地作为绿色科技创新平 台；持续大力度地对基础 和 应用基础 研究投 人 ，为创新 突破作 积 累；加 强政

府 、企业 、各级教育机构与化学 和化学工程界沟通 与合作． （ ）加强相关人

才 的培养．未来 的化学和化学 ３

可为 ，如 甲壳素是性能独特 、组织相容性 良好 、可

工程师应该在开发合成路线 、设计生产工艺以及改 进生产技术 等方面接受并 适应绿 色化 学与化工 的 要求．

生物降解的、符合环保要求 的绿色材料 ，其化学开 发应用领域 异常广 阔［ ．稀土 功能材料及 稀土掺 １ 维普资讯 http://www.cqvip.com 第 ５ 卷 第 １ 期 ５ ２

王静康 等 ：２ 世纪 中国绿 色化学 与化工发展 的思 考 １ １ ４ ? ９９

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３７：１ — １ ２ ８

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两条 生 态 水 泥示 范 线 亮相 京 城

两条生态水泥生产示范线于 １ 月 ２ １ ４日在北京举办的中国国际绿色建材展上 同时亮相 。绿色建材展还 将展示我国绿色建材 的发展现状 ，以及生态水泥 、抗菌型纳米涂料等多种绿色建材产品。北京金隅集团的 国内首条生态水泥生产示范线 ，将 与全球最大的拉法基集 团生态水泥生产示范线 同时亮相 。 据介绍 ，生态水泥最大的特点是可消耗大量 的工业固体废料 ，并逐步过渡到大量消耗生活垃圾 ，使水 泥窑炉从 “ 能源老虎”变成城市 “ 清洁工” 。生态水泥 生产线 的推广 ，将使水泥业从环境污染行业变成环 境保护行业 。 专家指出 ，绿色建材必须 同时具有原料消耗节能化、生产过程环保化 、产 品使用无害化 、产品质量优 质化 ４ 个标准，以上 “ 四化 ”缺一即不是绿色建材 。

（ 自“ 摘 中国＂ Ｘ信 息网” Ｉ － ￣ ） 1