绿色化学与化工  042M4007H

学期:2017—2018学年(春)第二学期 | 课程属性:专业核心课 | 任课教师:李会泉,侯新娟
授课时间: 星期五, 第5、6、7节
授课地点: 教2-427
授课周次: 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19
授课时间: 星期五, 第5、6、7节
授课地点: 教2-427
授课周次: 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19
课程编号: 042M4007H 课时: 50 学分: 3.0
课程属性: 专业核心课 主讲教师:李会泉,侯新娟
英文名称: Green Chemistry and Chemical Engineering

教学目的、要求

绿色化学与化工是用化学方法来防止污染产生的一门新兴交叉学科,是减少污染产生、降低资源消耗和实现人类可持续发展的重要科学基础,它吸收了当代物理、生物、材料、信息等学科的最新理论和技术,利用现代化学的原理、方法来降低或消除在化工产品的设计、生产及应用中有害物质的使用和产生,以期获得“绿色”的反应工艺和化工产品。通过本课程的学习,使学生掌握绿色化学的基本概念、基本理论、基本方法等基础知识,了解绿色化学应用及发展前景,认识绿色化学对社会生产和生活的影响;认识环境危机、能源危机的严峻性,明确绿色化学兴起的历史必然性和必要性及其对人类可持续发展的重要意义;使学生学习到绿色化学的基本原理以及绿色化工技术,建立新的环保理念,树立科学的发展观。

预修课程

物理化学,化学反应工程

教 材

主要内容

二、讲授内容 
第一章 引言
了解绿色化学的兴起和背景
第二章 绿色化学
绿色化学的内涵以及实现绿色化学的手段,介绍绿色技术的核心,生产环境友好产品和“零排放”的特点
第三章 绿色化学原理
防止污染优于污染治理;设计安全化学品;溶剂绿色化;提高能源效率;利用可再生资源为原料;减少化学合成的衍生步骤;开发新型催化剂;设计可降解的化学品等
第四章 不产生三废的原子经济反应
原子经济反应概念,有机合成中的原子经济性探讨,化学反应原子经济性的有效途径,发展前景与趋势
第五章 绿色化学化工技术及应用
生物技术(生物质资源的利用等);能源技术(洁净煤技术;绿色燃料;燃料电池等);材料技术(新型材料的特点;金属材料;陶瓷材料;高分子材料;纳米材料等);催化技术(催化剂;组合催化技术及应用;微型化催化技术;液体酸催化剂与固体酸催化剂的特性与工业应用;超临界二氧化碳的固定化及反应催化等);分离技术(超声波技术、微波技术、膜分离技术、催化蒸馏技术等);水处理技术
第六章 绿色化学工艺
绿色无机化学工艺(绿色磷酸盐工业;铬盐生产的绿色化;氯碱生产的绿色化等);绿色有机合成(高效均相和多相化学催化;生物催化和生物过程;环境友好介质中的有机合成;组合合成等);绿色制药工业(化学制药的绿色化;中草药制药的绿色化;生物制药的绿色化);绿色农药工业;绿色精细化工等
第七章 计算化学的主要原理和方法
计算化学与材料设计简介;量子化学原理;分子动力学原理;分子力学原理;计算化学用于化学反应过程的实例介绍
第八章 工业生态学原理
工业生态学的发展简况;工业生态学的研究方法(工业代谢;生命周期评估等);工业生态学的应用(卡伦堡工业共生体系;卡伦堡工业共生体系的效益与特征等);循环经济和生态工业(循环经济的特点和优势;生态工业园区)
第九章 绿色化学化工发展趋势
研究前沿、化学工业发展的技术需求、前景展望

四、教学重点与难点 
(1)绿色化学兴起对人类可持续发展的重要意义,环境问题的成因与危害
(2)绿色化学内涵、原子经济性概念,绿色化学十二条原则。
(3)绿色化学的基本方法,化学反应过程的绿色化学评估。构效关系在安全化学品设计中重要作用的理解,催化剂在绿色化学中的重要作用,分子筛催化剂的优越性
(4)绿色产业的基本内涵特征。传统产业产生的危害。绿色能源、绿色农药、绿色涂料、绿色塑料、绿色造纸、绿色制革的概念。
(5)工业生态学的研究方法和相关概念
(6)计算化学几种主要方法的理论基础

五、学时分配与进度计划 
第一章 引言                             2学时
第二章 绿色化学                         4学时
第三章 绿色化学原理                     4学时
第四章 不产生三废的原子经济反应         4学时
第五章 绿色化学化工技术及应用           7学时
第六章 绿色化学工艺                     7学时
第七章 计算化学的主要原理和方法         5学时
第八章 工业生态学原理                   6学时
第九章 绿色化学化工发展趋势             1学时

参考文献

1、[美]P.T.阿纳斯塔斯,J.C.沃纳著,绿色化学理论与应用,李朝军,王东译,科学出版社,2002 
2、胡常伟,李贤均编著,绿色化学原理与应用,中国石化出版社,2004 
3、闵恩泽等著,绿色化学与化工,化学工业出版社,2000
4.贡长生,张克立,《绿色化学化工适用技术》,化学工业出版社,2002