《环境与绿色化学》教学大纲

一、课程基本信息

开课单位：生命科学学院

课程名称：环境与绿色化学

课程编号：092030

英文名称：Environmental and green chemistry

课程类型：专业选修课

总 学 时：34 理论学时：34

学 分：2

开设专业：环境科学专业

先修课程：环境学、普通物理、无机化学、有机化学、化工原理

二、课程任务目标

（一）课程任务

“绿色”不仅是一种颜色的表述，而是具有更为广泛的生产、生活、社会和经济的内涵。为了避免环境污染，人们向往绿色、渴望绿色。1995年美国设立了"总统绿色化学挑战奖"以后，绿色化学得到世界各国政府、企业界和化学界的普遍关注。绿色化学已成为世界各国可持续发展战略的重要组成部分。《环境与绿色化学》是环境类专业的一门专业选修课程。通过本课程的学习，使学生了解自然科学在社会进步以及科技发展中的地位和作用；了解环境科学与化学学科在发展过程中相互交叉渗透的特点。

（二）课程目标

以当前人们最关心的环境问题为经线、以绿色化学知识为纬线编织"绿色化学概论"的教学内容，介绍绿色化学的思想与理论、绿色化学发展现状与研究成果。

三、教学内容

（一）理论教学的内容及要求

绪论

1. 可持续发展战略依靠绿色化学 2. 绿色化学

3. 绿色化学应用的原则 4. 绿色化学的中心内容

5. 绿色化工强化技术 6. 绿色化学在我国

7. 绿色化学展望

第一章 环境问题

第一节 人类面临的重大环境危机

1.1.1 全球变暖 1.1. 2 臭氧层破坏 1.1. 3 生物多样性减少 1.1.4 酸雨蔓延

1.1.5 森林锐减 1.1.6 土地荒漠化 1.1.7 大气污染 1.1.8 水体污染

1.1.9 海洋污染 1.1.10 垃圾围城 1.1. 11 放射性污染 1.1.12 战争：生态环境的灾难

第二节 室内污染问题

1.2.1 室内污染物的种类及危害 1.2.2 日常生活污染 1.2.3 建筑和装修材料污染

第三节 人类面临新的环境问题

1.3.1 "生命伦理"受到挑战 1.3.2 人类遭受新旧传染病的围攻

1.3.3 人类活动污染宇宙 1.3.4 人类自身隐忧增加

第四节 绿色化学的主要研究内容

1.4.1 设计或重新探索对人类健康和生存环境更安全的目标物质：绿色产品

1.4.2 采用无毒或低毒的绿色原料 1.4.3 实现废物"零排放"的原子经济性反应

1.4.4 第四个要点：催化剂的绿色化 1.4.5 介质绿色化 1.4.6 环保思想及经典著作

第二章 自然资源

第一节 概述

2.1.1 自然资源的概念及特征

2.1.2 自然资源的分类

第二节 我国对天然资源的利用

2.2.1 土地资源 2.2.2 矿产资源 2.2.3 物种资源 2.2.4 森林资源 2.2.5 水资源

第三节 海洋资源

2.3.1 海水淡化淡水资源 2.3.2 能源 2.3.3 化工原料基地 2.3.4 药品、保健品的原料基地

2.3.5 海洋农业 2.3.6 海洋空间的利用 2.3.7 我国海洋资源的利用

2.3.8 海洋资源开发的可持续发展问题 2.3.9 海洋--国家安全的命脉

第四节 传统能源

2.4.1 煤 2.4.2 石油和天然气 2.4.3 核能

第五节 清洁能源

2.5.1 水能 2.5.2 太阳能 2.5.3 风能 2.5.4 地热能 2.5.5 生物质能

2.5.6 氢能 2.5.7 水合甲烷

第三章 石油化工

第一节 概述

第二节 石油炼制

3.2.1 常规炼油过程 3.2.2 石油炼制的污染问题 3.2.3 清洁燃料的现状和问题（以汽油为例）

3.2.4 炼油工业的清洁生产 3.2.5 绿色炼油技术的进展 3.2.6 乙烯生产技术

第三节 基本有机化工原料

3.3.1 环氧丙烷生产工艺 3.3.2 Ti-Si分子筛制备环己酮肟 3.3.3 分子筛合成乙苯

3.3.4 分子筛合成异丙苯 3.3.5 丙烯氨氧化制丙烯腈 3.3.6 甲苯歧化

3.3.7 固体酸代替液体酸催化剂制十二烷基苯 3.3.8 丙二醇醚合成技术

3.3.9 水溶性均相络合催化反应进行低碳烯和高碳烯烃的氢甲酰化

3.3.10 丁烷晶格氧氧化制顺酐

第四章 绿色材料

第一节 玻璃

4.1.1 概述 4.1.2 玻璃中有害物质的污染与防治

4.1.3 玻璃原料中有害物质挥发的污染及防治 4.1.4 玻璃工业中的粉尘污染及防治

4.1.5 展望

第二节 塑料

4.2.1 概述 4.2.2 塑料带来的污染与危害 4.2.3 绿色塑料 4.2.4 展望

第三节 橡胶

4.3.1 概述 4.3.2 橡胶工业中污染产生的来源与组成 4.3.3 合成橡胶工业的绿色化

4.3.4. 展望

第四节 合成纤维

4.4.1 概述 4.4.2 绿色纤维的种类 4.4.3 展望

第五节 皮革

4.5.1 概述 4.5.2 制革污染的来源 4.5.3 绿色化学在制革工业中的应用 4.5.4 展望

第六节 造纸

4.6.1 概述 4.6.2 无污染制浆新技术 4.6.3 无污染漂白 4.6.4 发展前景

第五章 涂料、染料、洗涤剂

第一节 涂料

5.1.1 概述 5.1.2 涂料的污染 5.1.3 绿色涂料 5.1.4 绿色涂料涂装技术前景

第二节 染料

5.2.1 概述 5.2.2 合成染料的分类 5.2.3 染料的污染问题 5.2.4 几种环保型染料

5.2.5 新染色技术 5.2.6 废水污染的治理 5.2.7 另辟蹊径

第三节 洗涤剂

5.3.1 概述 5.3.2 合成洗涤剂的新品种 5.3.3 表面活性剂 5.3.4 另辟蹊径

第六章 绿色有机合成

第一节 原子的经济性

6.1.1 原子经济性的概念 6.1.2 常见有机合成反应的原子经济性

6.1.3 提高合成反应原子经济性的途径

第二节 绿色原料

6.2.1 取代光气的原料 6.2.2 取代氢氰酸的原料 6.2.3 取代硫酸二甲酯的原料

6.2.4 以CO2为原料的有机合成 6.2.5 以生物质为原料的有机合成

第三节 溶剂的革命

6.3.1 超临界CO2作为溶剂 6.3.2 以水作为溶剂 6.3.3 离子液体 6.3.4 固相反应

第四节 绿色催化剂

6.4.1 无毒无害固体酸催化剂 6.4.2 手性催化（不对称催化）

第七章 农 药

第一节 农药的种类

7.1.1 农药的历史和范畴 7.1.2 杀菌剂 7.1.3 杀虫剂 7.1.4 除草剂

第二节 农药的作用和农药的污染

7.2.1 农药的作用 7.2.2 农药的负面影响

第三节 绿色农药

7.3.1 超高效低毒化学药 7.3.2 氨基酸类农药的进展 7.3.3 生物农药

7.3.4 特性农药 7.3.5 转基因作物 7.3.6 绿色农药的发展趋势

第四节 绿色农药的清洁生产

7.4.1 农药工业的污染 7.4.2 农药工业废水的处理

第五节 农业的清洁生产

7.5.1 施用农药带来的农业生产污染 7.5.2 农药剂型的发展

7.5.3 农药施用技术的改革 7.5.4 农药剂型加工发展的趋势

第八章 国外绿色化学奖简介（自学）

第一节 美国总统绿色化学挑战奖之学术奖

第二节 美国总统绿色化学挑战奖之设计安全化学品奖

第三节 美国总统绿色化学挑战奖之更新合成路线奖

第四节 美国总统绿色化学挑战奖之改进溶剂和反应条件奖

第五节 美国总统绿色化学挑战奖之小企业奖

第六节 其他国家绿色化学发展简介

四、考核说明

课程考核办法：开卷考试

五、教材及教学参考书目

（一）教材

《环境与绿色化学》，张钟宪等著，清华大学出版社，2005年

（二）参考书目

《绿色化学与化工》、《绿色化学化工实用技术》、《环境•化学与人类健康》