第05章绿色化学的应用实例

第五章第五章 绿色化学的应用实绿色化学的应用实例例 为了加强对绿色化学的理解，本章侧重于从为了加强对绿色化学的理解，本章侧重于从化化学知识学知识的角度对绿色化学的应用进行解读，而后面的角度对绿色化学的应用进行解读，而后面的若干章节侧重于的若干章节侧重于不同行业或领域不同行业或领域对绿色化学的应对绿色化学的应用与拓展进行论述用与拓展进行论述。第一节第一节 新型汽油添加剂新型汽油添加剂第二节第二节 绿色漂白与消毒绿色漂白与消毒第三节第三节 绿色涂料的开发绿色涂料的开发本章思考题本章思考题第一节第一节 新型汽油添加剂新型汽油添加剂一、汽油添加剂的历史一、汽油添加剂的历史为获得高质量汽油，提高汽油抗震性，需在汽油中添加为获得高质量汽油，提高汽油抗震性，需在汽油中添加四乙基铅四乙基铅Pb(CH2CH3)4，但其最终产生的但其最终产生的二溴化铅二溴化铅（PbBr2）进入大气会造成严重的环境进入大气会造成严重的环境铅（铅（Pb）污染，对污染，对人体健康，特别是对儿童智力的有害影响。人体健康，特别是对儿童智力的有害影响。因此，因此，我国北京、上海、广州早在我国北京、上海、广州早在1997年年6月月10月就率月就率先在全国实现了汽油无铅化。目前，全国范围车用汽油已全先在全国实现了汽油无铅化。目前，全国范围车用汽油已全部无铅化。部无铅化。与此同时，与此同时，寻找其他提高汽油辛烷值的化学物质一直是寻找其他提高汽油辛烷值的化学物质一直是汽油无铅化的研究方向。这也是一个绿色化学中汽油无铅化的研究方向。这也是一个绿色化学中拒用危害拒用危害品品的实例。的实例。第一节第一节 新型汽油添加剂新型汽油添加剂二、汽油添加剂的代用品二、汽油添加剂的代用品 人们寻找的四乙基铅的代用品，包括含氧有机物，如人们寻找的四乙基铅的代用品，包括含氧有机物，如乙乙醇（醇（CH3CH2OH）、二甲醚（二甲醚（CH3OCH3）、甲基叔甲基叔丁基醚（丁基醚（MTBE）、）、甲基叔戊基醚（甲基叔戊基醚（TAME），），以及茂金属以及茂金属化合物（如甲基环戊二烯三羰基锰）等。化合物（如甲基环戊二烯三羰基锰）等。其中，其中，MTBE已经进行了规模化生产，并大量使用。作已经进行了规模化生产，并大量使用。作为一种混合醚，为一种混合醚，MTBE可以用取代反应合成（可以用取代反应合成（TAME也类似。也类似。很很明显，这些反应的明显，这些反应的原子利用率原子利用率都不是都不是100%）。第一节第一节 新型汽油添加剂新型汽油添加剂三、三、MTBE的合成的合成BAD！事事实实上上，工工业业上上是是通通过过酸酸催催化化下下甲甲醇醇（CH3OH）与与异异丁丁烯烯的的反反应应实实现现MTBE的的制制备备的的，而而它它正正是是一一个个原原子子利利用用率率为为100%的实例。的实例。GOOD！第一节第一节 新型汽油添加剂新型汽油添加剂三、三、MTBE的前途的前途尽尽管管MTBE已已经经投投入入了了规规模模使使用用，但但在在美美国国有有科科学学家家认认为为MTBE可可能能对对人人类类具具有有毒毒性性，甚甚至至目目前前尚尚在在开开发发的的甲甲基基环戊二烯三羰基锰也被怀疑具有潜在的环戊二烯三羰基锰也被怀疑具有潜在的致癌性致癌性。毒毒性性，特特别别是是长长期期毒毒性性，不不是是一一朝朝一一夕夕可可以以发发现现的。的。因此，比较因此，比较安全安全的乙醇被受到重视，但达到理想效果的乙醇被受到重视，但达到理想效果时其添加量需要达到时其添加量需要达到10%左右，此时不宜称乙醇为添加剂。左右，此时不宜称乙醇为添加剂。或许，使用或许，使用醇类汽油醇类汽油等是解决绿色交通中环境污染和等是解决绿色交通中环境污染和能源危机的根本出路。能源危机的根本出路。第二节第二节 绿色消毒与漂白绿色消毒与漂白一、二恶英一、二恶英传统消毒、漂白剂氯气带来的危害传统消毒、漂白剂氯气带来的危害 在在传传统统的的消消毒毒、漂漂白白领领域域，常常用用的的试试剂剂是是氯氯气气（Cl2），利用的是其生成的利用的是其生成的次氯酸（次氯酸（HClO）的的氧化性氧化性。Cl2+H2O HClO+HCl 但但是是，氯氯气气对对有有机机物物的的氯氯化化作作用用，可可能能会会导导致致有有毒毒有有机机物如物如氯仿（氯仿（CHCl3）、二恶英二恶英（Dioxin）的生成。的生成。特特别别是是“谈谈虎虎色色变变”的的二二恶恶英英的的生生成成，使使氯氯气气由由曾曾经经“消消毒必氯气毒必氯气”的辉煌时代走向终结。的辉煌时代走向终结。第二节第二节 绿色消毒与漂白绿色消毒与漂白一、二恶英一、二恶英传统消毒、漂白剂氯气带来的危害传统消毒、漂白剂氯气带来的危害（一）二恶英的恐怖史（一）二恶英的恐怖史1999年年初初，比比利利时时等等国国饲饲料料因因被被二二恶恶英英污污染染，导导致致畜畜禽禽类类制制品品、乳乳制制品品中中二二恶恶英英严严重重超超标标，引引起起欧欧洲洲食食品品严严重重滞滞销销，这就是全球瞩目、轰动一时的这就是全球瞩目、轰动一时的“二恶英事件二恶英事件”。之所以如此，是因为二恶英的之所以如此，是因为二恶英的毒性毒性约是约是氰化钾氰化钾（KCN）的的1000倍，是人类目前发现的最毒的化合物（天然倍，是人类目前发现的最毒的化合物（天然的生物毒素除外，第三章）之一，被称为的生物毒素除外，第三章）之一，被称为“毒中之王毒中之王”。其实，科学家在二十世纪其实，科学家在二十世纪70-80年代就发现了二恶英对人年代就发现了二恶英对人类的类的“悄然攻击悄然攻击”。第二节第二节 绿色消毒与漂白绿色消毒与漂白/一、二恶英一、二恶英传统消毒、传统消毒、漂白剂氯气带来的危害漂白剂氯气带来的危害/（一）二恶英的恐怖史（一）二恶英的恐怖史案例案例1TimesBeach（1983年年的的人人口口约约为为2000人人）是是座座落落在在美美国国密密苏苏里里州州的的圣圣路路易易斯斯西西南南方方向向40千千米米（25英英里里）处处的的一一个个小小镇镇。该该镇镇起起始始于于20世世纪纪20年年代代，作作为为圣圣路路易易斯斯的的工工作作阶阶层层的的时时期期度度假假胜胜地地。而而后后，TimesBeach很很快快变成了由小房子和活动住宅营构成的永久村落。变成了由小房子和活动住宅营构成的永久村落。1982年年人人们们发发现现，TimesBeach路路边边的的土土壤壤被被毒毒性性化化学学物物品品二二恶恶英英污污染染。该该镇镇是是密密苏苏里里州州中中至至少少26个个也也许许多多达达100个个被被污污染染的的地地带带之之一一，这这些些地地带带的的土土壤壤里里二二恶恶英英的的含含量量介介于于300-740ppb之之间间。美美国国联联邦邦疾疾病病控控制制中中心心测测定，如长期接触高于定，如长期接触高于1ppb二恶英含量的都将有危险。二恶英含量的都将有危险。由由于于1982年年末末的的一一场场洪洪水水，TimesBeach居居民民的的遭遭遇遇更更加加恶恶化化。在在这这场场洪洪水水中中，约约700户户人人家家被被迫迫撤撤离离。洪洪水水过过后后，美美国国政政府府劝劝告告居居民民们们，不不要要试试图图清清理理因因洪洪水水而而沉沉积积在在他他们们家家中中的的污污泥泥和和碎碎片片，并并提提供供了了避避难难所所，而而且且史史无前例地决定动用无前例地决定动用3300万美元作为毒废物清理专用款买下了整个镇。万美元作为毒废物清理专用款买下了整个镇。第二节第二节 绿色消毒与漂白绿色消毒与漂白/一、二恶英一、二恶英传统消毒、传统消毒、漂白剂氯气带来的危害漂白剂氯气带来的危害/（一）二恶英的恐怖史（一）二恶英的恐怖史案例案例2位位于于美美国国纽纽约约州州尼尼加加拉拉瀑瀑布布市市的的LoveCanal的的一一场场大大灾灾难难，则则涉涉及及到到长长久久性性污污染染的的问问题题。在在20世世纪纪30年年代代到到50年年代代期期间间，一一家家化化学学与与塑塑料料制制品品公公司司曾曾用用该该地地的的一一个个旧旧河河床床作作为为化化工工产产品品的的垃垃圾圾场场。这这片片土土地地于于1953年年被划拨给了尼加拉瀑布市。而后，一座学校和一片房屋建在这片土地上。被划拨给了尼加拉瀑布市。而后，一座学校和一片房屋建在这片土地上。在在1971年年，多多年年被被抛抛弃弃在在那那里里的的化化学学品品开开始始从从为为密密封封垃垃圾圾所所用用的的填填土土层层下下泄泄漏漏出出来来。结结果果这这片片土土地地被被至至少少82种种化化学学品品所所污污染染，其其中中包包括括一一些些怀怀疑疑有有致致癌癌性性的的物物品品，如如苯苯、一一些些卤卤代代烃烃以以及及二二恶恶英英。在在LoveCanal，由由化化学学接接触触引引起起的的健健康康问问题题有有天天生生缺缺陷陷、流流产产及及肝肝癌癌，在在这这些些居居民民的的孩孩子子中中还还多发急性神经病。多发急性神经病。因因此此，该该地地区区被被正正式式列列为为灾灾区区。美美国国政政府府国国家家动动用用了了1000万万美美元元来来购购买买其其中中的的一一些些房房屋屋，并并用用另另外外1000万万美美元元试试图图终终止止毒毒物物的的泄泄漏漏。为为此此，大大约约有有1000户户居居民民不不得得不不搬搬家家。直直到到1990年年，一一部部分分被被污污染染的的地地方方才才被被清清理理得足够干净，使得位于那里的一些房屋可以出售。得足够干净，使得位于那里的一些房屋可以出售。第二节第二节 绿色消毒与漂白绿色消毒与漂白/一、二恶英一、二恶英传统消毒、传统消毒、漂白剂氯气带来的危害漂白剂氯气带来的危害（二）二恶英的结构（二）二恶英的结构二二恶恶英英是是一一类类具具有有高高毒毒性性的的芳芳香香族族化化合合物物的的总总称称，母母体体结结构构如如A所所示示。毒毒性性很很强强的的一一类类化化合合物物是是A的的各各种种氯氯代代物物（单单氯氯代代或或多多氯氯代代）。因因为为芳芳环环上上可可被被氯氯取取代代的的氢氢很很多多，因因此此各各种种氯氯代二恶英代二恶英数目惊人数目惊人（仅（仅A的二氯代化合物就有的二氯代化合物就有10种异构体）种异构体）。研究表明，二恶英类化合物中研究表明，二恶英类化合物中毒性最强毒性最强的是的是A的一种四的一种四氯代物氯代物B，其二个氯原子处于相邻的位置，且结构具有很强的其二个氯原子处于相邻的位置，且结构具有很强的对称性和对称性和“美感美感”。除除氯气消毒、漂白氯气消毒、漂白可能会产生二恶英外，使用卤代酚为可能会产生二恶英外，使用卤代酚为原料的化学反应（如原料的化学反应（如2,4-D的合成的合成第七章）、森林燃烧、第七章）、森林燃烧、焚烧垃圾（尤其是含氯等卤素的垃圾，如焚烧垃圾（尤其是含氯等卤素的垃圾，如PVC的焚烧处理的焚烧处理第十一章）等，都可能生成第十一章）等，都可能生成二恶英二恶英。第二节第二节 绿色消毒与漂白绿色消毒与漂白/一、二恶英一、二恶英传统消毒、传统消毒、漂白剂氯气带来的危害漂白剂氯气带来的危害（二）二恶英的产生（二）二恶英的产生 有漂白、消毒作用的氯气的有漂白、消毒作用的氯气的代用品代用品，可用，可用二氧化氯二氧化氯（ClO2）或不含氯的或不含氯的过氧化氢（过氧化氢（H2O2）、臭氧（臭氧（O3）等物质，使用它们的等物质，使用它们的无污染无污染漂白、消毒技术，将对传统的漂白、消毒技术，将对传统的有严重环境污染的造纸厂有严重环境污染的造纸厂纸浆氯化漂白纸浆氯化漂白和和次氯酸盐漂白次氯酸盐漂白，以及以及自来水消毒自来水消毒等产生等产生绿色革命绿色革命。第二节第二节 绿色消毒与漂白绿色消毒与漂白二、绿色漂白剂、消毒剂的开发二、绿色漂白剂、消毒剂的开发ClO2是一种是一种易爆易爆的气体，的气体，易分解易分解，因此通常，因此通常现场制备现场制备、现场使现场使用用，其制备原理是，其制备原理是氯酸盐氯酸盐（如（如氯酸钾氯酸钾，KClO3）与还原剂（如与还原剂（如二氧化二氧化硫硫，在反应体系中由，在反应体系中由亚硫酸钠亚硫酸钠和和硫酸硫酸直接产生）的反应。直接产生）的反应。2KClO3+Na2SO3+H2SO4=2ClO2+K2SO4+Na2SO4+H2O为为了了防防止止ClO2爆爆炸炸，在在上上述述制制备备过过程程中中要要通通入入氮氮气气（N2）将将ClO2冲冲淡淡并并吹吹出出。如如果果使使用用草草酸酸（HOOC-COOH，C2H2O4）为为还还原原剂剂，则则可可不不必必通通入入N2，这这是是因因为为反反应应体体系系本本身身有有二二氧氧化化碳碳（CO2）生生成成，能能起起到到冲淡并吹出冲淡并吹出ClO2的作用。的作用。2KClO3+H2C2O4+H2SO4=2ClO2+2CO2+K2SO4+3H2O第二节第二节 绿色消毒与漂白绿色消毒与漂白/二、绿色漂白剂、消毒剂二、绿色漂白剂、消毒剂的开发的开发（一）二氧化氯（一）二氧化氯亦可用亦可用甲醇（甲醇（CH3OH）代替草酸进行上述制备而不必通入代替草酸进行上述制备而不必通入N2。6KClO3+CH3OH+3H2SO4=6ClO2+CO2+3K2SO4+5H2OClO2不不仅仅可可以以用用于于自自来来水水消消毒毒、杀杀菌菌，也也可可以以用用于于纸纸浆浆等等的的漂漂白白，同同样样不不会会生生成成二二恶恶英英等等有有害害的的有有机机氯氯化化物物，因因此此ClO2被称为被称为“绿色试剂绿色试剂”。另外，国内外也开发了以另外，国内外也开发了以稳定二氧化氯稳定二氧化氯作为主要成分的洗作为主要成分的洗涤消毒剂。该类产品多以液体状态为主，可广泛用于家庭中洗涤消毒剂。该类产品多以液体状态为主，可广泛用于家庭中洗涤水果、蔬菜、餐具等，并能杀灭多种病菌。涤水果、蔬菜、餐具等，并能杀灭多种病菌。第二节第二节 绿色消毒与漂白绿色消毒与漂白/二、绿色漂白剂、消毒剂二、绿色漂白剂、消毒剂的开发的开发（一）二氧化氯（一）二氧化氯造造纸纸术术是是华华夏夏子子孙孙为为之之自自豪豪的的中中国国四四大大发发明明之之一一，但但造造纸纸行行业业所所带带来来的的污污染染却却让让我我们们深深感感头头痛痛。当当今今世世界界各各国国的的造造纸纸厂厂多多用用氯氯和和次次氯氯酸酸钠钠漂漂白白纸纸浆浆，这这种种工工艺艺严严重重污污染染环环境境，且且氯氯导导致致癌物的产生。致致癌物的产生。但但臭臭氧氧作作为为“绿绿色色试试剂剂”，也也可可应应用用于于自自来来水水消消毒毒、纸纸浆浆漂漂白白。在在漂漂白白纸纸浆浆的的过过程程中中，严严格格控控制制臭臭氧氧漂漂白白和和反反应应器器中中水水的的注注入入量量，以以便便进进行行水水洗洗并并将将纸纸浆浆分分离离出出来来，因因而而不不存存在在用用硫硫磺磺处理时的处理时的废气废气和和臭味臭味，基本上消除了，基本上消除了氯气氯气漂白所带来的污染。漂白所带来的污染。臭氧可用臭氧机生产，通以臭氧可用臭氧机生产，通以11万伏的高压，便可产生，而万伏的高压，便可产生，而且效率越高，成本越低。若应用无污染造纸新技术，定能使造且效率越高，成本越低。若应用无污染造纸新技术，定能使造纸业在具有纸业在具有5000年文明的古国中年文明的古国中再铸辉煌。再铸辉煌。第二节第二节 绿色消毒与漂白绿色消毒与漂白/二、绿色漂白剂、消毒剂二、绿色漂白剂、消毒剂的开发的开发（二）臭氧（二）臭氧以以氯氯为为活活性性组组分分的的消消毒毒剂剂，如如氯氯气气、次次氯氯酸酸钠钠（NaClO），具具有有杀杀菌菌效效果果明明显显的的优优点点。但但是是，为为明明确确达达到到杀杀菌菌效效果果，含含氯氯消消毒毒剂剂的的使使用用方方法法规规定定必必须须达达到到一一定定的的残残留留，这这更更容容易易引引起起副副作用。作用。以以过过氧氧化化氢氢为为活活性性组组分分的的绿绿色色消消毒毒剂剂，不不仅仅具具有有良良好好的的杀杀菌菌效效果果，而而且且无无色色无无味味，其其残残留留物物过过氧氧化化氢氢在在水水中中会会很很容容易易分分解解为为氧氧气气和和水水，无无任任何何有有害害残残留留物物，因因此此是是环环保保型型消消毒毒剂剂。这这类类产产品品可可广广泛泛应应用用于于家家庭庭及及医医院院、学学校校等等公公共共场场所所，也也可可以以应应用于饮料行业挥手包装物及生产装置的消毒。用于饮料行业挥手包装物及生产装置的消毒。第二节第二节 绿色消毒与漂白绿色消毒与漂白/二、绿色漂白剂、消毒剂二、绿色漂白剂、消毒剂的开发的开发（三）过氧化氢（三）过氧化氢高高铁铁酸酸盐盐早早在在1702年年就就被被发发现现，但但高高铁铁酸酸钾钾（K2FeO4）。作为一种作为一种新型水处理剂新型水处理剂是是20世纪世纪70年代以后开发成功的。年代以后开发成功的。高高铁铁酸酸盐盐（钠钠、钾钾）是是六六价价铁铁盐盐，具具有有很很强强的的氧氧化化性性，溶溶于于水水中中能能释释放放大大量量的的原原子子氧氧，从从而而非非常常有有效效地地杀杀灭灭水水中中的的病病菌菌和和病病毒毒。同同时时，自自身身被被还还原原成成新新生生态态氢氢氧氧化化铁铁Fe(OH)3，作作为一种品质优良的无机絮凝剂高效地除去水中的微细悬浮物。为一种品质优良的无机絮凝剂高效地除去水中的微细悬浮物。由由于于其其强强烈烈的的氧氧化化和和絮絮凝凝共共同同作作用用，高高铁铁酸酸盐盐的的消消毒毒和和除除污污效效果果，全全面面优优于于含含氯氯消消毒毒剂剂和和高高锰锰酸酸盐盐。更更为为重重要要的的是是，它它在在整整个个对对水水的的消消毒毒和和净净化化过过程程中中，不不产产生生任任何何对对人人体体有有害害的的物物质。因此，高铁酸盐被科学家们公认为质。因此，高铁酸盐被科学家们公认为绿色消毒剂绿色消毒剂。第二节第二节 绿色消毒与漂白绿色消毒与漂白/二、绿色漂白剂、消毒剂二、绿色漂白剂、消毒剂的开发的开发（四）高铁酸盐（四）高铁酸盐据据报报道道，日日本本一一家家公公司司正正在在研研究究用用“超超临临界界水水”作作高高级级蔬蔬菜菜的的消消毒毒剂剂。这这种种特特殊殊的的水水不不会会污污染染环环境境，是是清清洁洁绿绿色色蔬蔬菜菜的的理想洗涤剂理想洗涤剂。“超超临临界界水水”是是水水处处于于临临界界温温度度374摄摄氏氏度度、225个个大大气气压压以以上上状状态态的的存存在在形形式式，它它既既不不是是气气体体，也也不不是是液液体体。水水在在这这种种状状态态下下具具有有较较强强的的消消毒毒功功能能，通通常常在在常常温温常常压压下下无无法法分分解解的的物物质，如质，如二恶英二恶英等在这种状态下也会被分解。等在这种状态下也会被分解。虽虽然然超超临临界界水水的的制制造造成成本本较较高高，但但是是由由于于它它不不存存在在残残留留药药物物等等危危险险性性，因因此此仍仍有有利利用用价价值值，可可望望用用于于喷喷洒洒人人参参及及名名贵贵蔬蔬菜。菜。第二节第二节 绿色消毒与漂白绿色消毒与漂白/二、绿色漂白剂、消毒剂二、绿色漂白剂、消毒剂的开发的开发（五）超临界水（五）超临界水 涂料涂料是由高分子物质、颜料、填料、助剂和有机溶剂等组是由高分子物质、颜料、填料、助剂和有机溶剂等组成的混合物，并能涂覆在基材表面形成牢固附着连续涂膜的成的混合物，并能涂覆在基材表面形成牢固附着连续涂膜的新新型高分子材料型高分子材料。涂料常用于建筑装修、汽车行业、海洋船舶等。涂料常用于建筑装修、汽车行业、海洋船舶等的美化与材料保护。的美化与材料保护。在在涂涂料料生生产产与与使使用用中中产产生生大大量量“三三废废”，特特别别是是涂涂料料中中的的挥挥发发性性有有机机物物（如如溶溶剂剂、助助剂剂等等），造造成成对对环环境境的的污污染染，影影响响了人类健康。了人类健康。目前，目前，绿色涂料绿色涂料的开的开发，主要，主要为控制涂料中控制涂料中挥发性有机物挥发性有机物（VOC），如甲如甲醛、卤化物或芳香族碳化物或芳香族碳氢化合物等的化合物等的总量，量，不用或少不用或少溶溶剂，严格限制格限制有毒溶剂有毒溶剂的使用，降低有机溶的使用，降低有机溶剂的毒的毒性，追求低公害（或无公害）和低毒（或无毒）的涂料。性，追求低公害（或无公害）和低毒（或无毒）的涂料。第第三节三节 绿色涂料的开发绿色涂料的开发一、绿色涂料的含义一、绿色涂料的含义（一）海洋船舶的涂料污染（一）海洋船舶的涂料污染（上）（上）涂料对海洋的污染，主要是涂料对海洋的污染，主要是船体防垢涂料船体防垢涂料对海洋水体的污对海洋水体的污染。船体表面往往会长满有害的海藻和贝壳，形成染。船体表面往往会长满有害的海藻和贝壳，形成积垢积垢，会增，会增加船的阻力，使航速下降，燃料消耗会增加加船的阻力，使航速下降，燃料消耗会增加40%50%。防垢防垢涂料涂料的作用是阻止海中生物如贻贝、海藻等在吃水线下船体的的作用是阻止海中生物如贻贝、海藻等在吃水线下船体的生长，减少海生物对船体的依附，保持其清洁。生长，减少海生物对船体的依附，保持其清洁。有机锡化合物，如有机锡化合物，如三丁基氧化锡（三丁基氧化锡（TBTO）被用来控制海被用来控制海藻和贝壳的生长。自藻和贝壳的生长。自20世纪世纪60年代人们发现有机锡的防垢特性年代人们发现有机锡的防垢特性以来，以来，有机锡防垢涂料有机锡防垢涂料到越来越广泛的应用。有机锡防垢涂料到越来越广泛的应用。有机锡防垢涂料可有效减少海洋污损生物对海洋船舶和建筑物造成的危害，控可有效减少海洋污损生物对海洋船舶和建筑物造成的危害，控制船体积垢的增长，但是会带来广泛的制船体积垢的增长，但是会带来广泛的环境问题环境问题。第第三节三节 绿色涂料的开发绿色涂料的开发二、涂料本身的绿色化二、涂料本身的绿色化海洋涂料海洋涂料有有机机锡锡化化合合物物会会持持久久地地存存在在于于环环境境中中，并并带带来来某某些些毒毒害害，包包括括急急性性毒毒性性、生生物物累累积积、降降低低再再生生能能力力和和增增加加贝贝壳壳类类生生物物的的贝贝壳壳厚厚度度。80年年代代以以来来，人人们们发发现现TBTO对对环环境境有有许许多多负负面面影影响响，每每年年均均有有3000吨吨TBTO等等防防垢垢涂涂料料进进入入海海洋洋，从从而而对对海海洋洋环环境境产产生生很很大大影影响响，甚甚至至对对海海湾湾、港港口口、船船坞坞等等局局部部海海域域的的海海洋生物带来洋生物带来毁灭性威胁毁灭性威胁。防防垢垢涂涂料料TBTO是是进进入入海海洋洋环环境境毒毒性性最最大大的的污污染染物物之之一一。TBTO化化合合物物能能够够使使牡牡蛎蛎壳壳增增厚厚、空空腔腔以以及及螺螺类类性性畸畸变变；在在牡牡蛎蛎贝贝壳壳的的空空腔腔中中有有大大量量的的胶胶状状蛋蛋白白质质，不不能能正正常常钙钙化化；TBTO可可以以影影响响螺螺体体内内激激素素代代谢谢，在在雌雌体体内内产产生生雄雄性性激激素素睾睾酮酮，雌雌体体表现雄性特征。表现雄性特征。影响生态！影响生态！第三节第三节 绿色涂料的开发绿色涂料的开发/二、涂料本身的绿色化二、涂料本身的绿色化海洋涂料海洋涂料（一）海洋船舶的涂料污染（一）海洋船舶的涂料污染（中）（中）20世世纪纪70年年代代末末，有有机机锡锡污污染染曾曾使使法法国国防防卡卡琼琼湾湾的的牡牡蛎蛎养养殖殖业业一一度度瘫瘫痪痪，幼幼蚝蚝和和成成体体牡牡蛎蛎养养殖殖业业直直接接经经济济损损失失近近1.5亿亿美美元元。毒毒性性试试验验表表明明，有有机机锡锡尤尤其其是是TBTO对对鱼鱼类类毒毒性性很很大大。鱼鱼类对类对TBTO有很强的有很强的富集富集能力，富集系数为能力，富集系数为1001000。近近20年年以以来来，曾曾发发现现鲸鲸和和海海豚豚大大批批冲冲滩滩自自杀杀，其其主主要要原原因因是是鲸鲸和和海海豚豚喜喜欢欢追追逐逐海海船船，海海船船中中的的有有机机锡锡毒毒害害了了动动物物脑脑神神经经细细胞胞，使使其其丧丧失失方方向向，具具有有集集体体行行动动习习性性的的动动物物当当其其中中一一头头中中毒冲滩后，其余便盲目跟进形成毒冲滩后，其余便盲目跟进形成“集体自杀集体自杀”。这这些些有有害害的的影影响响导导致致了了美美国国1988年年关关于于限限制制使使用用防防船船体体积积垢垢的的有有机机锡锡涂涂料料的的法法案案。这这个个法法案案也也促促使使美美国国环环保保局局（EPA）和海军开展寻找有机锡化合物和海军开展寻找有机锡化合物替代物替代物的研究。的研究。第三节第三节 绿色涂料的开发绿色涂料的开发/二、涂料本身的绿色化二、涂料本身的绿色化海洋涂料海洋涂料（一）海洋船舶的涂料污染（一）海洋船舶的涂料污染（下）（下）有有机机锡锡防防污污涂涂料料对对海海洋洋生生态态环环境境和和海海洋洋渔渔业业资资源源破破坏坏性性影影响响已已引引起起了了人人类类的的警警觉觉和和重重视视，限限制制乃乃至至禁禁止止使使用用有有机机锡锡防防污污涂涂料料还还在在进进行行之之中中，取取而而代代之之的的将将是是无无锡锡（Sn）或或其其他他新新型型的无毒防污涂料，以保护海洋水体和保持海洋生态的平衡。的无毒防污涂料，以保护海洋水体和保持海洋生态的平衡。理理想想的的防防船船体体积积垢垢的的化化合合物物是是，既既能能在在大大量量的的海海洋洋生生物物中中防防止止某某些些海海藻藻和和贝贝壳壳等等在在船船体体表表面面上上的的生生长长，又又不不会会毒毒害害其其他他的生物。的生物。例例如如，美美国国Rohm&Haas公公司司开开发发出出“海海洋洋9号号”4,5-二二氯氯-2-正正辛辛基基-4-异异噻噻唑唑啉啉-3-酮酮，可可作作为为新新的的商商用用的的防防船船体体积垢涂料。积垢涂料。第三节第三节 绿色涂料的开发绿色涂料的开发/二、涂料本身的绿色化二、涂料本身的绿色化海洋涂料海洋涂料（二）新型海洋涂料（二）新型海洋涂料海洋海洋9号号（上）（上）“海海洋洋9号号”能能非非常常快快地地降降解解，在在海海水水中中半半衰衰期期为为1天天，而而在在地地下下仅仅1个个小小时时。三三丁丁基基氧氧化化锡锡的的降降解解则则要要慢慢得得多多，在在海海水水中中的的半衰期为半衰期为9天，而在地下为天，而在地下为69个月。个月。另另外外，“海海洋洋9号号”的的生生物物积积累累基基本本上上为为零零。万万一一涂涂料料中中的的“海洋海洋9号号”进入海洋环境，也影响很小。进入海洋环境，也影响很小。因因此此，Rohm&Haas公公司司荣荣获获了了首首届届（1996年年）美美国国“总总统绿色化学挑战奖统绿色化学挑战奖”设计更安全化学品奖。设计更安全化学品奖。第三节第三节 绿色涂料的开发绿色涂料的开发/二、涂料本身的绿色化二、涂料本身的绿色化海洋涂料海洋涂料（二）新型海洋涂料（二）新型海洋涂料海洋海洋9号号（下）（下）人人们们过过去去往往往往把把目目光光聚聚集集在在室室内内装装饰饰涂涂料料上上，但但是是作作为为一一个个更更为为新新兴兴的的行行业业，海海洋洋涂涂料料已已经经成成为为人人们们日日益益关关注注的的焦焦点点。我我国国是是个个海海洋洋大大国国，拥拥有有丰丰富富的的海海洋洋资资源源和和蓬蓬勃勃发发展展的的海海洋洋产产业业，海海洋洋腐腐蚀蚀与与防防护护将将是是我我国国经经济济发展中急需认真解决的问题。发展中急需认真解决的问题。上上述述的的船船舶舶防防污污涂涂料料只只是是海海洋洋涂涂料料中中的的一一种种，海海洋洋涂涂料料按按用用途途的的不不同同分分，还还包包括括集集装装箱箱涂涂料料、海海洋洋混混凝凝土土构构造造物物防防腐腐涂涂料料，以以及及海海上上桥桥梁梁和和码码头钢铁设施、输油管线、海上平台等大型设施的防腐涂料等。头钢铁设施、输油管线、海上平台等大型设施的防腐涂料等。其其中中，海海洋洋防防腐腐对对涂涂料料的的质质量量要要求求很很高高，一一般般要要求求其其保保护护期期至至少少在在10年年以以上上，属属于于重重防防腐腐领领域域（重重防防腐腐涂涂料料是是指指能能在在恶恶劣劣腐腐蚀蚀环环境境下下应应用用并并具具有有长效使用寿命的涂料）。长效使用寿命的涂料）。在在一一定定程程度度上上，重重防防腐腐涂涂料料的的发发展展水水平平标标志志着着一一个个国国家家防防腐腐涂涂料料的的发发展展水平，甚至标志着一个国家的水平，甚至标志着一个国家的科技发展水平科技发展水平。第三节第三节 绿色涂料的开发绿色涂料的开发/二、涂料本身的绿色化二、涂料本身的绿色化海洋涂料海洋涂料（三）我国海洋涂料的现状（三）我国海洋涂料的现状（上）（上）海海洋洋防防腐腐涂涂料料的的开开发发研研制制周周期期长长、投投资资大大、技技术术难难度度高高且且风风险险大大，因因此此国国外外海海洋洋防防腐腐涂涂料料研研发发主主要要集集中中在在实实力力雄雄厚厚的的大大公公司司或或靠靠政政府府支支持持的的部部门门（如如英英国国的的国国际际船船舶舶漆漆公公司司、丹丹麦麦的的Hemple、荷荷兰兰的的Sigma、挪挪威威的的Jotun及日本关西涂料等几家大公司及美国、英国等国的海军部）。及日本关西涂料等几家大公司及美国、英国等国的海军部）。我我国国海海洋洋防防腐腐、防防污污涂涂料料的的开开发发主主要要集集中中在在青青岛岛、上上海海、大大连连、天天津津、常常州州、广广州州及及厦厦门门等等几几家家油油漆漆厂厂生生产产，目目前前已已经经开开发发出出一一些些海海洋洋防防腐腐、防防污污涂涂料料的的品品种种。近近年年来来，虽虽然然建建立立了了中中国国船船舶舶工工业业船船舶舶涂涂料料厦厦门门检检测测站站、海海洋洋涂涂料料产产品品质质量量监监督督中中心心等等质质量量管管理理监监督督机机构构，但但整整体体技技术术水水平平仍仍落落后后于于先先进国家进国家2030年年。目目前前，我我国国海海洋洋防防腐腐涂涂料料市市场场呈呈现现十十分分激激烈烈的的竞竞争争态态势势，国国外外大大涂涂料料公公司司的的合合资资或或独独资资企企业业几几乎乎占占领领了了我我国国海海洋洋涂涂料料的的主主要要市市场场。在在海海洋洋防防腐腐、防防污污涂涂料料的的船船舶舶涂涂料料领领域域，全全球球十十大大船船舶舶涂涂料料公公司司在在2003年年就就已已全全部部进进驻驻中中国国，并建有生产基地。因此，我国海洋涂料还需要我们不懈的努力。并建有生产基地。因此，我国海洋涂料还需要我们不懈的努力。第三节第三节 绿色涂料的开发绿色涂料的开发/二、涂料本身的绿色化二、涂料本身的绿色化海洋涂料海洋涂料（三）我国海洋涂料的现状（三）我国海洋涂料的现状（下）（下）一一些些公公司司已已开开发发出出对对人人体体健健束束和和环环境境无无害害的的“绿绿色色溶溶剂剂”。在在加加拿拿大大，制制造造商商正正在在考考虑虑或或者者已已经经开开始始推推广广这这些些新新产产品品，如如乳乳酸酸乙乙酯酯乳乳酸酸酯酯无无毒毒、可可生生物物降降解解，并并能能提提供供优优良良的的溶溶解解性性，能能够够很很好好地地取取代代目目前前油油漆漆、涂涂料料和其他工业用途中有毒卤化溶剂的使用。和其他工业用途中有毒卤化溶剂的使用。（一）绿色溶剂（一）绿色溶剂乳酸乙酯乳酸乙酯第第三节三节 绿色涂料的开发绿色涂料的开发三、涂料溶剂的绿色化三、涂料溶剂的绿色化水性涂料水性涂料（二）水性涂料（二）水性涂料以以水水分散介质分散介质（自学）（自学）与与固固相相合合成成技技术术的的思思路路类类似似，如如果果将将溶溶剂剂涂涂料料中中的的溶溶剂剂用用量量大大大大减少，甚至趋零化，也可以实现减少，甚至趋零化，也可以实现绿色涂料绿色涂料的开发。的开发。（一）高固分涂料（一）高固分涂料（自学）（自学）第第三节三节 绿色涂料的开发绿色涂料的开发四、涂料溶剂的趋零化四、涂料溶剂的趋零化粉末涂料粉末涂料（二）粉末涂料（二）粉末涂料（自学）（自学）（三）辐射固化涂料（三）辐射固化涂料（自学）（自学）近近来来，还还涌涌现现了了一一大大批批以以新新型型生生态态功功能能涂涂料料为为代代表表的的绿绿色色涂涂料料，它们是一类对环境无污染，对人居环境有益的健康型涂料，如：它们是一类对环境无污染，对人居环境有益的健康型涂料，如：（一）空气净化功能涂料（一）空气净化功能涂料（自学）（自学）（二）杀虫涂料（二）杀虫涂料（自学）（自学）（三）防辐射（防氡）涂料（三）防辐射（防氡）涂料（自学）（自学）（四）抗菌涂料（四）抗菌涂料（自学）（自学）（五）远红外保健涂料（五）远红外保健涂料（自学）（自学）（六）全氟碳防污涂料（六）全氟碳防污涂料（自学）（自学）第第三节三节 绿色涂料的开发绿色涂料的开发五、其他绿色涂料五、其他绿色涂料新型功能涂料新型功能涂料第五章第五章 思考题思考题v一、判断题：一、判断题：v 1、溶剂涂料都不可能是绿色涂料。、溶剂涂料都不可能是绿色涂料。v 2、溶剂涂料中的溶剂用量大大减少，甚至趋零化，也可以实现绿色涂、溶剂涂料中的溶剂用量大大减少，甚至趋零化，也可以实现绿色涂料的开发。料的开发。v 3、我国海洋涂料研究居于世界领先水平。、我国海洋涂料研究居于世界领先水平。v 4、水性涂料以水为分散介质，具有不燃、无毒、不污染环境和节省资、水性涂料以水为分散介质，具有不燃、无毒、不污染环境和节省资源等优点。源等优点。v 5、无铅汽油的开发，是绿色化学产物绿色化的体现、无铅汽油的开发，是绿色化学产物绿色化的体现。v二、选择题：二、选择题：v 1、甲基叔丁基醚、甲基叔丁基醚CH3OC(CH3)3可以用下列几种方法合成中，其中原可以用下列几种方法合成中，其中原子经济性最好的是（反应均在一定条件下进行）（子经济性最好的是（反应均在一定条件下进行）（）。）。v2、可作为绿色漂白、消毒剂的化学试剂有（、可作为绿色漂白、消毒剂的化学试剂有（）。）。v A、高铁酸钾高铁酸钾 B、二氧化氯二氧化氯 C、臭氧臭氧 D、过氧化氢过氧化氢v E、氯气氯气 F、次氯酸钠次氯酸钠 G、氯酸钾氯酸钾 H、超临界水超临界水v3、下列属于绿色涂料的是（、下列属于绿色涂料的是（）。）。v A、水性涂料水性涂料 B、粉末涂料粉末涂料 C、“海洋海洋9号号”D、TBTOv4、下列属于绿色涂料溶剂的是（下列属于绿色涂料溶剂的是（）。）。v A、水水 B、乳酸乙酯乳酸乙酯 C、氯仿氯仿 D、苯苯v三三、写写出出下下列列化化学学物物质质的的名名字字，并并写写出出与与其其性性质质、用用途途等等相相关的一句话。关的一句话。v1、Pb(CH2CH3)42、PbBr23、Pbv4、CH3CH2OH5、CH3OCH36、CH3OHv7、Cl28、HClO9、CHCl3v10、NaClO11、KCN12、ClO2v13、O314、H2O215、N2v16、CO217、HOOC-COOHv18、Fe(OH)319、K2FeO420、Snv四、问答题（贵在创新、言之成理）。四、问答题（贵在创新、言之成理）。v 1、汽油添加剂有何意义？为什么要发展无铅汽油？、汽油添加剂有何意义？为什么要发展无铅汽油？v 2、作为目前广泛使用的新型汽油添加剂，甲基叔丁基醚马上就被科学、作为目前广泛使用的新型汽油添加剂，甲基叔丁基醚马上就被科学家质疑具有致癌性，甚至被呼吁禁止使用。你作为一名消费者和普通民家质疑具有致癌性，甚至被呼吁禁止使用。你作为一名消费者和普通民众，如何看待其中的争议？众，如何看待其中的争议？v 3、查阅文献资料，了解甲基叔丁基醚的性质、制备、应用与发展前景、查阅文献资料，了解甲基叔丁基醚的性质、制备、应用与发展前景等，就其中的一个方面撰写一篇小论文（注意格式与尊重知识产权）。等，就其中的一个方面撰写一篇小论文（注意格式与尊重知识产权）。v 4、查阅文献资料，了解国内外新开发的汽油添加剂研究现状，撰写一、查阅文献资料，了解国内外新开发的汽油添加剂研究现状，撰写一篇小论文（注意格式与尊重知识产权）。篇小论文（注意格式与尊重知识产权）。v 5、查阅文献资料，了解二恶英的形成、性质、危害、检测与治理等情、查阅文献资料，了解二恶英的形成、性质、危害、检测与治理等情况，撰写一篇小论文（注意格式与尊重知识产权）。况，撰写一篇小论文（注意格式与尊重知识产权）。v 6、查阅文献资料，了解国内外绿色漂白、消毒的研究与应用情况，撰、查阅文献资料，了解国内外绿色漂白、消毒的研究与应用情况，撰写一篇小论文（注意格式与尊重知识产权）。写一篇小论文（注意格式与尊重知识产权）。v 7、你作为一名消费者，如何理解绿色涂料？谈谈你的个人体会。、你作为一名消费者，如何理解绿色涂料？谈谈你的个人体会。vTHIS GAME IS OVER！vTHE NEXT WILL BE BETTER！