《綠色化學》教學大綱9頁

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1、 《綠色化學》教學大綱 課程編號： 070219 課程性質(zhì)： 專業(yè)任選 總學時： 32學時 總學分： 2 開課學期： 第七學期 適用專業(yè)： 應用化學 先修課程：無機化學、有機化學、高分子化學與物理、化工原理等 大綱執(zhí)筆人： MH 參加人：HJH、HJ、HH 大綱審核人： FGC 修訂時間： 2012年8月 編寫依據(jù)： 應用化學專業(yè)人才培養(yǎng)方案（ 2009 ）年版 一、課程介紹 綠色化學是20 世紀90 年代中期出現(xiàn)的一門具有重大社會需求和明確科學目標的新興交叉學科，是當今國際化學化工科學研究的前沿和重

2、要發(fā)展領域。本課程主要研究如何節(jié)約能源、開發(fā)新資源和從源頭上消除污染，是實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟和可持續(xù)發(fā)展的重要科學技術基礎。開設本課程的目的在于通過在大學生中普及綠色化學基本知識，培養(yǎng)大學生的綠色化學意識，了解如何利用科學技術實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。這對于提高大學生的綜合素質(zhì)，增強社會責任感十分重要。 二、本課程教學在專業(yè)人才培養(yǎng)中的地位和作用 通過本課程的學習，使同學們較好地了解綠色化學的興起與發(fā)展，掌握綠色化學的基本原理和方法，熟悉化學化工行業(yè)中具有先進性、實用性和前瞻性的綠色化學技術及其在現(xiàn)代化學工業(yè)中的應用，樹立以綠色化學為核心的可持續(xù)發(fā)展觀，為將來從事本專業(yè)相關工作和在科學研究過程中時時刻刻以可

3、持續(xù)發(fā)展的觀點考慮問題打下一定的基礎。 三、本課程教學所要達到的基本目標 理解并掌握本課程中的一些基本概念，基本原理和應用實例。本課程主要講授綠色化學的形成與發(fā)展狀況、基本原理、設計安全有效目標化合物的原理和方法、設計安全有效目標化合物的應用實例、綠色化學方法、綠色化學的應用實例、綠色化學的發(fā)展趨勢簡介等內(nèi)容，通過課堂講授、習題課、專題講座、課堂討論、演算習題、自學和學生自主命題小論文等教學環(huán)節(jié)達到本課程的教學目的。 四、學生學習本課程應掌握的方法與技能 學生在學習本課程過程中應掌握的基本方法是理論聯(lián)系實際。重點掌握各種化學化工過程綠色化的基本概念、基本原理和實際應用，同時結合綠色化學

4、學科前沿，在課程學習中注重能力和技能的培養(yǎng)。 五、本課程與其它課程的聯(lián)系與分工 綠色化學體現(xiàn)了科學發(fā)展觀，是減少資源消耗、實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟和可持續(xù)發(fā)展的重要科學基礎。本課程是在學生已掌握大學數(shù)學、大學物理、無機化學、有機化學、化工原理、高分子化學等前置課程的基本理論和實驗技能的基礎上進行，為本課程的學習提供了知識基礎，在整個專業(yè)學習過程中起到了非常重要的作用。 六、本課程的教學內(nèi)容與目的要求 【第一章】 緒論（共2學時） 1、教學目的和要求： （1）了解綠色化學這門新興交叉學科的興起與發(fā)展，掌握綠色化學的研究內(nèi)容、特點以及在國內(nèi)外的發(fā)展概況； （2）關注人類社會目前面臨的主要挑戰(zhàn)，資

5、源、環(huán)境和健康問題及其化學本質(zhì)，樹立以綠色化學為核心的可持續(xù)發(fā)展觀。 2、教學內(nèi)容： （1）綠色化學的興起與發(fā)展：生態(tài)環(huán)境的危機呼喚綠色化學，環(huán)境保護的宣傳和法規(guī)推動綠色化學，化學工業(yè)的發(fā)展催化綠色化學，可持續(xù)發(fā)展促進綠色化學，綠色化學和技術成為各國政府和學術界關注的熱點； （2）綠色化學的研究內(nèi)容和特點：綠色化學的含義、綠色化學的研究內(nèi)容及特點； （3）綠色化學在國內(nèi)外的發(fā)展概況：綠色化學在國外的發(fā)展概況，我國十分重視綠色化學的研究工作； （4）綠色化學是我國化學工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必由之路：綠色化學所引發(fā)的產(chǎn)業(yè)革命，綠色化學是我國化學工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的優(yōu)選模式。 3、教學重點和難點：

6、 （1）重點：綠色化學的研究內(nèi)容與特點； （2）難點：樹立以綠色化學為核心的可持續(xù)發(fā)展觀。 4、本章思考題： （1）為什么是綠色化學是21世紀化學化工發(fā)展最重要的領域之一？ （2）為什么說綠色化學是我國化學工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必由之路？ 【第二章】 綠色化學原理（共4學時） 1、教學目的和要求： （1）了解：綠色化學的十二條原則及十二條附加原則； （2）掌握：綠色化學各條原則在化學化工行業(yè)中的實際應用。 2、教學內(nèi)容： （1）防止污染優(yōu)于污染治理：末端治理與污染防治，末端治理的局限性，污染防治措施； （2）原子經(jīng)濟性：原子經(jīng)濟性的概念，常見化學反應的原子經(jīng)濟性； （3）

7、綠色化學合成：采用無毒、無害的原料，改變合成路徑，實行綠色化學合成； （4）設計安全化學品：安全化學品的含義，設計安全化學品的一般原則，設計安全化學品的方法； （5）采用安全的溶劑和助劑：常規(guī)有機溶劑的環(huán)境危害；安全溶劑：水、二氧化碳、離子液體；固定化溶劑及無溶劑系統(tǒng)； （6）合理使用和節(jié)省能源：化學工業(yè)中的能源使用，新的能源利用技術，優(yōu)化反應條件； （7）利用可再生資源合成化學品：可再生資源與不可再生資源，利用可再生資源合成化學品； （8）減少不必要的衍生化步驟：引入保護基團，暫時改變某些物質(zhì)的宏觀性質(zhì)或功能，加入官能團提高反應選擇性； （9）采用高選擇性的催化劑：催化作用優(yōu)于化

8、學計量關系，環(huán)境友好催化劑，環(huán)境友好催化過程； （10）設計可降解化學品：化學品廢棄物的危害性，化學品設計應考慮降解功能； （11）預防污染的現(xiàn)場實時分析； （12）防止生產(chǎn)事故的安全工藝。 3、教學重點和難點： （1）重點：綠色化學的十二條原則及十二條附加原則； （2）難點：綠色化學各條原則在化學化工行業(yè)中的實際應用。 4、本章思考題： （1）末端治理與污染預防的根本區(qū)別是什么？為什么說“防止污染優(yōu)于污染治理？” （2）什么是原子經(jīng)濟性？提高化學反應的原子經(jīng)濟性有什么意義？ 【第三章】 無機合成反應的綠色化技術（共4學時） 1、教學目的和要求： （1）了解：常

9、見的綠色無機合成反應的應用實例； （2）掌握：常見的綠色無機合成反應的原理。 2、教學內(nèi)容： （1）水熱合成法：水熱合成法的原理，水熱合成法的應用實例； （2）溶膠-凝膠法：溶膠-凝膠法的原理，溶膠-凝膠法的應用實例。 （3）局部化學反應法：脫水反應、嵌入反應、離子交換反應、同晶置換反應、分解反應、氧化還原反應； （4）低熱固相反應：低熱固相反應的反應機理及化學反應規(guī)律，低熱固相反應的應用； （5）流變相反應：流變相反應的原理，流變相反應的應用； （6）先驅(qū)物法：先驅(qū)物法的原理，先驅(qū)物法的應用； （7）助溶劑法：助溶劑法的原理，助溶劑法的應用； （8）化學氣相沉積法：化學氣

10、相沉積法的原理，化學氣相沉積法的應用； （9）聚合物模板法：聚合物模板法的原理，聚合物模板法的應用實例。 3、教學重點和難點： （1）重點：常見的綠色無機合成反應的應用實例； （2）難點：常見的綠色無機合成反應的原理。 4、本章思考題： （1）說明制備鄰苯二甲酸銅的流變相反應原理。 （2）說明以淀粉為模板合成納米銀材料的原理及制備過程。 【第四章】 綠色有機合成（共4學時） 1、教學目的和要求： （1）了解：常見的綠色有機合成反應的應用實例； （2）掌握：常見的綠色有機合成反應的原理。 2、教學內(nèi)容： （1）高效化學催化的有機合成：固體酸催化的有機合成，固體堿酸催化的

11、有機合成，離子液體催化劑； （2）生物催化的有機合成：酶催化的基本原理，生物催化劑的主要種類，生物催化反應的典型工藝； （3）氟兩相系統(tǒng)的有機合成：氟兩相系統(tǒng)的反應原理，氟兩相系統(tǒng)的主要應用實例； （4）相轉(zhuǎn)移催化的有機合成：相轉(zhuǎn)移催化反應原理，相轉(zhuǎn)移催化反應的應用； （5）組和化學合成：組和化學合成原理，組和化學的應用； （6）有機電化學合成：有機電化學合成原理，電化學合成的典型工藝。 3、教學重點和難點： （1）重點：常見的綠色有機合成反應的應用實例； （2）難點：常見的綠色有機合成反應的原理。 4、本章思考題： （1）什么是固體酸、固體堿？它們適合用作哪些反應的催

12、化劑？ （2）雜多酸（鹽）的主要制備方法是什么？說明固相合成法制備磷鉬酸銨的過程。 【第五章】 高分子材料的綠色合成化學（共4學時） 1、教學目的和要求： （1）了解：常見的高分子材料綠色合成反應的應用實例； （2）掌握：常見的高分子材料綠色合成反應的原理。 2、教學內(nèi)容： （1）以水位分散介質(zhì)的聚合技術：以水為介質(zhì)聚合的特點，水相聚合系統(tǒng)的組成及其作用水相聚合反應原理； （2）離子液體中的聚合技術：自由基聚合、離子聚合、縮聚和加聚反應，配位聚合，電化學聚合； （3）超臨界流體中的聚合技術：超臨界二氧化碳中的聚合反應，超臨界介質(zhì)中聚合物的解聚反應； （4）低殘存VOC的

13、水性聚氨酯合成技術：水性聚氨酯的分類，水性聚氨酯的原料，水性聚氨酯樹脂的制備，水性聚氨酯的性能，水性聚氨酯的應用； （5）輻射交聯(lián)技術：輻射交聯(lián)與裂解的基本原理，輻射聚合的主要特點，輻射交聯(lián)對聚合物性能的影響，輻射交聯(lián)技術的工業(yè)化應用；輻射交聯(lián)技術在生物醫(yī)用材料方面的應用； （6）等離子體聚合技術：等離子體的種類及特點，等離子體聚合機理及實際應用； （7）酶催化聚合技術：酶催化開環(huán)聚合，酶催化縮聚反應。 3、教學重點和難點： （1）重點：常見的高分子材料綠色合成反應的應用實例； （2）難點：常見的高分子材料綠色合成反應的原理。 4、本章思考題： （1）離子液體中能夠進行哪種聚合

14、反應？舉例說明。 （2）簡述酶催化聚合已內(nèi)酯的開環(huán)聚合機理。 【第六章】 精細化工的綠色化（共4學時） 1、教學目的和要求： （1）了解：精細化工的綠色化實例； （2）掌握：精細化工原料、工藝技術及產(chǎn)品的綠色化。 2、教學內(nèi)容： （1）制藥工業(yè)的綠色化：綠色化學制藥，綠色生物制藥，綠色天然藥物； （2）農(nóng)藥工業(yè)的綠色化：綠色農(nóng)藥的含義及分類，綠色生物農(nóng)藥，綠色化學農(nóng)藥，綠色農(nóng)藥制劑； （3）表面活性劑的綠色化：磷酸酯類表面活性劑，天然可再生資源表面活性劑；生物表面活性劑； （4）阻燃劑的綠色化：無機阻燃劑，磷-氮系阻燃劑，磷酸酯類阻燃劑，復配型磷系阻燃劑； （5）電子化學

15、品的綠色化：輻射線抗蝕劑，聚酰亞胺封裝材料，聚碳酸酯材料，環(huán)氧模塑料，聚苯胺材料，超凈高純化學試劑； 3、教學重點和難點： （1）重點：精細化工的綠色化實例； （2）難點：精細化工原料、工藝技術及產(chǎn)品的綠色化。 4、本章思考題： （1）簡述超臨界流體萃取技術在天然藥物提取中的特點。 （2）簡述綠色農(nóng)藥的發(fā)展方向和趨勢。 【第七章】 化學工藝的綠色化（共2學時） 1、教學目的和要求： （1）了解：典型產(chǎn)品的綠色化工藝實例； （2）掌握：綠色工程原理及其所追求的目標。 2、教學內(nèi)容： （1）典型產(chǎn)品的綠色化工藝：過氧化氫的綠色合成工藝，1,3丙二醇綠色工藝的開發(fā)，己二酸的綠

16、色合成工藝，聚天冬氨酸的綠色合成工藝，聚乳酸的綠色合成工藝； （2）綠色工程：綠色工程原理，綠色工程所追求的目標。 3、教學重點和難點： （1）重點：典型產(chǎn)品的綠色化工藝實例； （2）難點：綠色工程原理及其所追求的目標。 4、本章思考題： （1）在綠色化學工藝的實施過程中，如何提高原子利用率？ （2）生產(chǎn)己二酸的綠色化學工藝具有哪些特點？ 【第八章】 能源工業(yè)的綠色化（共2學時） 1、教學目的和要求： （1）了解：化石燃料清潔利用技術，生物質(zhì)能的研究與開發(fā)； （2）掌握：可再生能源與可持續(xù)發(fā)展。 2、教學內(nèi)容： （1）化石燃料清潔利用技術：能源消耗對環(huán)境的影響，煤

17、的潔凈燃燒與高效利用技術； （2）生物質(zhì)能的研究與開發(fā)：生物質(zhì)能利用現(xiàn)狀，生物質(zhì)能利用技術，生物質(zhì)能發(fā)電，生物柴油，燃料乙醇，生物質(zhì)制氫； （3）清潔能源的開發(fā)利用：太陽能，風能，地熱，海洋能。 （4）可再生能源與可持續(xù)發(fā)展 3、教學重點和難點： （1）重點：化石燃料清潔利用技術，生物質(zhì)能的研究與開發(fā)； （2）難點：可再生能源與可持續(xù)發(fā)展。 4、本章思考題： （1）舉例說明幾種清潔能源開發(fā)利用的形式。 （2）從能源利用的方面考慮，應如何走好可持續(xù)發(fā)展的道路？ 【第九章】 綠色化學中的過程強化技術集成（共2學時） 1、教學目的和要求： （1）了解：常見的化工過程強化技

18、術集成新設備； （2）掌握：常見的化工過程強化技術集成的原理。 2、教學內(nèi)容： （1）化工過程強化技術集成：多功能反應技術，膜催化反應器，分離技術的集成，利用其它形式的能量的強化技術； （2）化工過程強化的新設備：靜態(tài)混合反應器，微型反應器，旋轉(zhuǎn)盤反應器，超重力反應/分離器，整體式反應器，振蕩流反應器。 3、教學重點和難點： （1）重點：化工過程強化的新設備； （2）難點：化工過程強化技術集成。 4、本章思考題： （1）何謂化工過程強化？可用哪些方法實現(xiàn)化工過程強化？ （2）將傳統(tǒng)的需要多個設備完成的功能集成在一個反應器中，以提高化學轉(zhuǎn)化率和反應器的集成度。請列舉一些集

19、成的反應器的實例。 【第十章】 綠色化學化工過程的評估（共2學時） 1、教學目的和要求： （1）了解：綠色化學評估的基本準則，生命周期評估； （2）掌握：進行綠色化學化工過程的評估量度的方法。 2、教學內(nèi)容： （1）綠色化學評估的基本準則：綠色化學的十二條原則及十二條附加原則，綠色化學工程技術的十二條原則； （2）生命周期評估：生命周期評估的含義，生命周期評估的步驟，生命周期評估的用途； （3）綠色化學化工過程的評估量度：化學反應過程的綠色化，化學化工過程綠色化的評價指標，綠色化學化工過程的評估實施。 3、教學重點和難點： （1）重點：綠色化學評估的基本準則，生命周期評估；

20、 （2）難點：綠色化學化工過程的評估量度。 4、本章思考題： （1）為什么說綠色化學的評估是一個復雜的系統(tǒng)工程？ （2）全面評估一個化學化工過程的綠色化應考慮哪些原則和內(nèi)容？ 【第十一章】 循環(huán)經(jīng)濟與生態(tài)工業(yè)園（共2學時） 1、教學目的和要求： （1）了解：生態(tài)工業(yè)園的概念、特點及國內(nèi)外發(fā)展概況； （2）掌握：循環(huán)經(jīng)濟的產(chǎn)生背景、基本原則及典型實例。 2、教學內(nèi)容： （1）生態(tài)工業(yè)園的理論基礎：生態(tài)工業(yè)的概念和特點，傳統(tǒng)工業(yè)的兩重性，工業(yè)生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)，生態(tài)工業(yè)的理論依據(jù)； （2）循環(huán)經(jīng)濟：循環(huán)經(jīng)濟的產(chǎn)生背景，循環(huán)經(jīng)濟的基本原則，循環(huán)經(jīng)濟的典型實例，循環(huán)經(jīng)濟的實施辦法；

21、 （3）生態(tài)工業(yè)園：國內(nèi)外發(fā)展概況，生態(tài)工業(yè)園的規(guī)劃原則及內(nèi)容，生態(tài)工業(yè)園的構建，生態(tài)工業(yè)園示范項目； （4）發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，建設和諧節(jié)約型社會。 3、教學重點和難點： （1）重點：生態(tài)工業(yè)園的理論基礎，生態(tài)工業(yè)園示范項目； （2）難點：循環(huán)經(jīng)濟的基本原則、產(chǎn)生背景及實施辦法。 4、本章思考題： （1）生態(tài)工業(yè)與傳統(tǒng)工業(yè)有何不同？ （2）簡述歐美發(fā)達國家循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展模式，我國應從哪些方面著手推動循環(huán)經(jīng)濟？ 七、本課程教學時數(shù)分配表 章節(jié) 標題 學時分配 講授 實踐 一 第一章 緒論 2 二

22、第二章 綠色化學原理 4 三 第三章 無機合成反應的綠色化技術 4 四 第四章 綠色有機合成 4 五 第五章 高分子材料的綠色合成化學 4 六 第六章 精細化工的綠色化 4 七 第七章 化學工藝的綠色化 2 八 第八章 能源工業(yè)的綠色化 2 九 第九章 綠色化學中的過程強化集成技術 2 十 第十章 綠色化學化工過程的評估 2 十一 第十一章 循環(huán)經(jīng)濟與生態(tài)工業(yè)園

23、 2 合計 32 八、教材和主要參考資料 1、推薦教材： 《綠色化學》，貢長生、張龍主編，華中科技大學出版社，2008年 2、主要參考資料： （1）《綠色化學》，閆立峰編著，中國科學技術大學出版社，2006年 （2）《環(huán)境與綠色化學》，張鐘憲等編著，清華大學出版社，2005年 （3）《綠色化學原理及應用》，胡常偉、李賢均主編，中國石化出版社，2002年 九、課程考核與成績評定方法 1、命題要求 （1）命題內(nèi)容要求 綠色化學課主要培養(yǎng)學生對綠色化學基本原理的認識，命題主要集中在綠色化學的十二條原則、無機合成反應的綠色化技術、綠色有機合

24、成、高分子材料的綠色合成化學、精細化工的綠色化、化學工藝的綠色化及能源工業(yè)的綠色化。理論知識的考察主要以綠色化學的基本原理為主，實踐知識重點考察學生自身對于一些綠色化學過程實際應用的認識以及可持續(xù)發(fā)展觀的樹立與加強。 （2）命題的覆蓋面、難易度、題型結構等要求 重點考察內(nèi)容為綠色化學的十二條原則、無機合成反應的綠色化技術、綠色有機合成、高分子材料的綠色合成化學、精細化工及化學工藝的綠色化。小測驗以填空和簡答題為主，作業(yè)以課后思考題為主，課程論文以綜合訓練形式考察學生的學習效果。 2、考核方法及用時 本課程考核按考查課程的要求進行，期末測試可采取開卷或閉卷考試，也可采取課程論文或總結的形式。測驗和考試在課堂上完成，作業(yè)和課程論文總結等在課外完成。 3、課程考核成績構成 成績采用百分制。 學期總成績=作業(yè)成績30%+考勤成績30%+期末測試成績40%； 作業(yè)成績?yōu)椴簧儆冢ㄕn時數(shù)6）次作業(yè)的平均成績。