绿色催化过程与工艺PDF电子书下载

1 绿色化学引论 1

1．1化学工业与可持续发展 1

1．1．1可持续发展的基本概念 1

1．1．2化学工业的特点与可持续发展之路 2

1．2绿色化学的诞生 4

1．3绿色化学的含义及特点 6

1．4绿色化工过程 7

1．4．1原子经济性 7

1．4．2原子利用率 8

1．4．3绿色组装过程 15

1．4．4清洁生产的概念与含义 16

1．5．1研究内容 18

1．5绿色化学的研究内容与实现途径 18

1．5．2实现途径 20

1．5．3绿色化学的12项准则 29

1．6绿色化学的相关活动 42

1．6．1美国“总统绿色化学挑战年度奖”简介 42

1．6．2日本的“新阳光计划” 63

1．6．3欧洲国家的环境保护新政策 63

1．6．4香山科学会议第72次学术讨论会简介 65

1．6．5与绿色化学相关的其他活动 68

参考文献 74

2 绿色化学品——碳酸二甲酯的合成及其应用 76

2．1碳酸二甲酯的性质 76

2．2．1光气化法 78

2．2碳酸二甲酯工业化生产工艺 78

2．2．2酯交换法 79

2．2．3甲醇液相氧化羰基化法 81

2．2．4甲醇气相氧化羰基化两步法 82

2．3开发中的碳酸二甲酯合成过程 87

2．3．1甲醇气相氧化羰基化一步合成法 87

2．3．2甲醇、甲酸酯合成法 94

2．3．3甲醇与CO2反应合成法 95

2．3．4甲醇与尿素反应合成法 97

2．4碳酸二甲酯在替代光气等传统领域中的应用 99

2．4．1光气的性质 99

2．4．2异氰酸酯的合成 102

2．4．3聚碳酸酯合成的新路线 129

2．4．4碳酸二苯酯合成的新路线 137

2．5碳酸二甲酯在甲基化反应中的应用 148

2．5．1 C-甲基化反应 148

2．5．2苯酚的O-甲基化反应 152

2．5．3碳酸二甲酯与硫醇的反应 153

2．5．4苯胺的N-甲基化反应 153

2．6碳酸二甲酯其他应用 154

2．7从碳酸二甲酯制造新化学品 156

2．8碳酸二 甲酯在大气保护中的应用 158

参考文献 161

3 环境友好的固体酸及其应用 166

3．1．1定义与分类 168

3．1固体酸的定义、分类及测定 168

3．1．2酸性测定 169

3．2金属氧化物 170

3．2．1氧化钛和氧化锆 170

3．2．2氧化铌和氧化钽 172

3．2．3氧化铝和氧化硅 172

3．2．4固体磷酸 175

3．3复合金属氧化物 176

3．3．1酸性产生机理 176

3．3．2影响二元氧化物酸碱性的因素 177

3．3．3具有代表性的二元氧化物 178

3．4．1层状硅酸盐类 182

3．4粘土矿物 182

3．4．2层状硅酸盐与交联粘土的酸性 184

3．4．3层状硅酸盐催化剂上的有机反应 185

3．4．4交联粘土的催化作用 187

3．5沸石分子筛 188

3．5．1沸石分子筛的结构 188

3．5．2沸石的酸性 190

3．5．3用哈默特指示剂法测定八面沸石的酸性 192

3．5．4金属硅酸盐沸石的酸性 193

3．5．5 AIPO4-n、SAPO-n及其有关性质 194

3．5．6沸石分子筛上的择形反应 196

3．6杂多酸化合物 198

3．6．1概述 198

3．6．2制备与物性 199

3．6．3固体状态的酸性质 201

3．6．4酸催化作用 202

3．6．5杂多酸催化剂在石油化工中的应用 204

3．7离子交换树脂 206

3．7．1离子交换树脂的结构 206

3．7．2苯乙烯-二乙烯基苯离子交换树脂的催化特性 208

3．7．3 Nafion-H所催化的有机反应 210

3．8固体超强酸 212

3．8．1概述 212

3．8．2 SO？/MxOy型固体超强酸 216

3．8．3负载金属氧化物的固体超强酸 216

3．8．4固体超强酸在石油化工中的应用 217

3．9．1苯与乙烯烷基化反应制备乙苯 220

3．9应用固体酸取代液体酸的典型石油化工过程 220

3．9．2苯与丙烯烷基化反应制备异丙苯 227

3．9．3异丁烷与烯烃烷基化制备高辛烷值汽油调和组分 234

3．9．4酯化、醚化及水合反应 239

参考文献 249

4 新反应条件——超临界流体中的化学反应过程 253

4．1超临界流体中化学反应的相关基础 254

4．1．1高压相行为 255

4．1．2化学反应平衡 258

4．1．3超临界条件下的反应动力学 261

4．1．4超临界反应常用的流体介质 266

4．2超临界流体中分子催化反应 268

4．2．1分子催化简述 268

4．2．2超临界流体中有机金属化合物的合成 271

4．2．3超临界流体中有机化学反应 273

4．2．4超临界流体中均相催化反应 279

4．3超临界流体中的多相催化反应 289

4．3．1超临界条件下的F-T合成反应 289

4．3．2应用超临界CO2合成碳酸丙烯酯 297

4．3．3超临界状态下固体酸催化反应 300

4．3．4超临界状态下多相催化氧化反应 310

4．3．5超临界状态下其他多相催化反应 315

4．4超临界CO2流体中高分子合成 317

4．4．1超临界CO2的性质 317

4．4．2超临界CO2作为聚合反应介质 320

4．4．3超临界CO2在高分子科学中的其他应用 325

4．5超临界条件下的酶催化反应 327

4．6超临界水的酸性功能与反应性能 330

4．6．1超临界水的溶剂特性 330

4．6．2超临界水中的有机合成反应 331

4．6．3催化超临界水氧化反应 336

4．7超临界流体在催化剂制备中的应用 341

4．7．1利用物理性质制备催化剂 341

4．7．2利用化学性质制备催化剂 342

参考文献 347

5 烃类清洁催化氧化反应与工艺 351

5．1氧分子的活化与催化反应 353

5．1．1活性氧物种的反应性 353

5．1．2氧转移反应 356

5．1．3还原性氧化反应 358

5．1．4位置及立体选择氧化 360

5．2烃类晶格氧选择氧化工艺过程 361

5．2．1烃类晶格氧选择氧化概念 361

5．2．2丁烷氧化制顺酐工艺过程 364

5．2．3间二甲苯氨氧化制间苯二甲腈工艺过程 376

5．3钛硅分子筛上环氧丙烷合成反应与工艺 382

5．3．1钛硅分子筛的结构、合成方法及表征 383

5．3．2丙烯环氧化反应制环氧丙烷 390

5．3．3丙烯环氧化与H2O2的集成过程 403

5．4环已酮氨氧化制环已酮肟 409

5．5饱和烷烃的氧化反应 418

5．6苯胺的氧化反应 420

5．7烯烃的环氧化反应 424

5．8苯酚氧化反应 427

5．9其他氧化反应 431

参考文献 433

6 精细化学品绿色合成过程中的催化技术 437

6．1绿色精细化工 437

6．2环境友好的多相催化转化过程 439

6．2．1化学合成中的多相催化 440

6．2．2酸催化作用 441

6．2．3碱催化作用 449

6．2．4氧化反应 451

6．2．5还原反应 455

6．3．1精细化学品生产特点 458

6．3精细化学品清洁生产中的催化作用 458

6．3．2催化剂的作用 459

6．3．3催化剂应用的几个问题 460

6．3．4催化剂的开发方法 461

6．3．5一些实例 463

参考文献 469

7 电化学技术在绿色化工过程中的应用 471

7．1电化学基本知识 471

7．1．1电化学反应 471

7．1．2电化学反应器 471

7．2．3自发电合成法 474

7．2．2配对电合成法 474

7．2．1间接电合成法 474

7．2电化学反应分类 474

7．3电化学反应的研究实例 476

7．3．1电还原反应 476

7．3．2电氧化反应 478

7．3．3电卤化反应 479

7．3．4间接电氧化的研究实例 481

7．3．5电羰基化反应——碳酸二甲酯的电化学合成 483

7．4电化学工业生产实例 489

7．4．1已二腈的电合成 489

7．4．2对氨基苯酚的电合成 491

7．4．3对氟苯甲醛的电合成 493

参考文献 495

8．1．1通过生物技术生产化学品的基本要素和最新进展 496

8 生物技术在绿色化工过程中的应用 496

8．1生物技术 496

8．1．2生物质 497

8．1．3代谢工程 498

8．1．4芳烃化学品 498

8．1．5重组DNA技术及其放大 499

8．2生物化学品 500

8．2．1 1，3-丙二醇 500

8．2．2乙醇 500

8．2．3丁二酸（琥珀酸） 501

8．2．4乳酸 501

8．3生物加工 502

8．3．1双粒子流化床反应器技术 502

8．4．1独立的酶和其他生物催化剂 503

8．4．2纤维素酶 503

8．3．2两步电透析技术 503

8．4作为生物催化剂的酶 503

8．4．3超临界流体中的酶 505

8．4．4耐极端条件酶 505

8．4．5催化抗体 505

8．4．6核酸酶 506

8．5生物技术的前景展望 506

8．5．1丰富的生物质资源 506

8．5．2较强的竞争能力 506

8．5．3稳步的发展速度 507

参考文献 507