绿色化学实验理论与技术

绿色化学又称环境无害化学，倡导用化学的技术和方法减少或消除危险物质的使用和产生。绿色化学体现了化学科学、技术、社会的相互联系和相互作用，是化学科学高度发展以及社会对化学科学发展的作用的产物，具有重大的社会、环境和经济效益。 《绿色化学实验理论与技术》由四部分构成：绿色化学理论知识，绿色化学实验基本操作，为绿色化学实验项目，为计算化学。选编的内容充分体现了绿色化学的内涵和外延，展示了绿色化学科研成果在化学与化工领域辉煌的应用前景。

范文杰，大连海洋大学副研究员，博士学位，硕士生导师。于香港城市大学获得博士学位，英国利物浦大学访问学者。主要从事绿色化学、多孔材料的理论和实验研究，发表 SCI 论文 30 余篇，中文核心期刊论文10余篇，文章总引用超过 1000 次；主持承担完成国家自然基金、辽宁省自然科学基金、辽宁省教育厅科研项目、校企合作项目等多项科研课题。赵丹，女，大连海洋大学海洋科技与环境学院讲师，硕士研究生导师，大连理工大学博士，物理化学专业，中国科学院大连化学物理研究所博士后。近年来主要致力于分子反应动力学、有机大分子化合物激发态性质以及多孔材料吸附性质机理的理论化学计算与模拟，主持并完成国家博士后自然科学基金、辽宁省教育厅科研项目及国家重点实验室开放课题5项，发表SCI论文10余篇，参编科研著作1部。谭大志，高级工程师、博士。现为大连理工大学基础化学实验中心教师，辽宁省水化学与水质功能材料工程技术研究中心副主任，创新化学实验工社指导教师。国家注册安全工程师和安全评价师。发表各类化学实验教学研究论文70余篇；指导本科生参加科技竞赛获得省部奖10余项。

1   绿色化学 … 1    1. 1   化学与环境 … 1 1. 1. 1   化学 … 1 1. 1. 2   环境污染与化学 … 1 1. 1. 3   化学与环境治理 … 2 1. 1. 4   化学绿色化的必要性 … 3    1. 2.    绿色化学简介… 3 1. 2. 1   绿色化学的概念和定义 … 3 1. 2. 2   绿色化学的发展历程 … 4 1. 2. 3   绿色化学在中国的进展 … 8 1. 2. 4   诺贝尔化学奖与绿色化学 … 9 1. 2. 5   绿色化学领域的学术期刊简介 … 10    1. 3   绿色化学十二条原则… 11 1. 3. 1   预防 (Pevention) … 11 1. 3. 2  原子经济(Atom Economy) … 13 1. 3. 3  设计低危险性化学合成工艺 (Design of Less Hazadous Chemical Syntheses) … 15 1. 3. 4  设计更安全的化学品(Design of Safe Chemicals) … 16 1. 3. 5  使用更安全的溶剂和反应条件(Use of Safe Solvents and Auxiliaies) … 17 1. 3. 6  能源效率设计(Design of Enegy Efficiency) … 19 1. 3. 7  使用可再生原料(Use of Renewa le Feedstocks) … 19 1. 3. 8  减少衍生物(Reduce Deivatives) … 19 1. 3. 9  使用催化剂(Use of Catalysis) … 20 1. 3. 10  设计时考虑可降解性(Design fo Degadation) … 22 1. 3. 11  对污染预防进行实时分析(Real-time Analysis fo Pollution Pevention) … 22 1. 3. 12  尽量减少发生事故的可能性 (Inheently Safe Chemisty fo Accident Pevention) … 23    1. 4   绿色化学其他原则… 24    1. 5   绿色工程十二条原理… 25    参考文献 … 26 2   化学实验安全基础… 27    2. 1   化学实验室安全知识… 27 2. 1. 1   实验室安全守则 … 27 2. 1. 2   实验事故处理 … 28 2. 1. 3   实验室安全承诺书 … 29    2. 2   个体防护用品… 29 2. 2. 1   防护服 … 29 2. 2. 2   手套 … 30 2. 2. 3   护目镜 … 31 2. 2. 4   口罩 … 32    2. 3   公共防护用品… 32 2. 3. 1   通风橱 … 32 2. 3. 2   紧急喷淋装置 … 33 2. 3. 3   洗眼器 … 33 2. 3. 4   急救包 … 33 2. 3. 5   手提式灭火器 … 34    2. 4   实验记录… 35 2. 4. 1   认真预习 … 35 2. 4. 2   实验报告 … 35 2. 4. 3   实验现象或数据记录 … 35 2. 4. 4   数据分析 … 36    参考文献 … 36 3   化学品危险性质… 39    3. 1   化学品基础知识… 39 3. 1. 1   化学品 CAS 号 … 39 3. 1. 2   化学品安全技术说明书 … 40 3. 1. 3   危险化学品的分类与管理 … 41    3. 2   化学品的物理化学危险性质… 42 3. 2. 1   化学品的火灾危险性 … 42 3. 2. 2   化学品的爆炸危险性 … 46    3. 3   化学品的健康危险性质… 48 3. 3. 1   毒性 … 49 3. 3. 2   腐蚀性 … 51 3. 3. 3   放射性 … 52 3. 3. 4   其他 … 53    3. 4   化学品的环境危险性质… 53 3. 4. 1   危害水生环境 … 53 3. 4. 2   危害臭氧层 … 54    参考文献 … 54 4   绿色化学实验… 57    4. 1   实验   置换反应热的测定… 58 4. 1. 1   实验原理 … 59 4. 1. 2   实验步骤 … 61 4. 1. 3   实验绿色化评论 … 62    4. 2   实验   反应活化能的测定… 63 4. 2. 1   实验原理 … 63 4. 2. 2   实验装置 … 64 4. 2. 3   原教学实验 … 65 4. 2. 4   教学实验改进 … 66 4. 2. 5   实验绿色化评论 … 66    4. 3   实验   碳酸氢钠的制备… 68 4. 3. 1   实验原理 … 68 4. 3. 2   实验装置 … 70 4. 3. 3   实验内容和步骤 … 70 4. 3. 4   实验绿色化评论 … 71    4. 4   实验   废水中铬含量的测定… 71 4. 4. 1   实验原理 … 71 4. 4. 2   实验步骤 … 73 4. 4. 3   实验绿色化评论 … 74    4. 5   实验   电化学加工实验… 75 4. 5. 1   实验原理 … 76 4. 5. 2   实验步骤 … 77 4. 5. 3   实验绿色化评论 … 78    4. 6   实验   从茶叶中提取咖啡因… 78 4. 6. 1   实验原理 … 79 4. 6. 2   教学实验方法 … 80 4. 6. 3   绿色化学实验法 … 80 4. 6. 4   实验改进讨论 … 81 4. 6. 5   实验绿色化评论 … 82    4. 7   实验   提取橙皮精油和果胶… 84 4. 7. 1   实验原理 … 84 4. 7. 2   实验步骤 … 85 4. 7. 3   实验绿色化评论 … 87    4. 8   实验   固体乙醇的制备… 87 4. 8. 1   实验原理 … 87 4. 8. 2   实验装置 … 88 4. 8. 3   实验步骤 … 88 4. 8. 4   实验问题与讨论 … 88 4. 8. 5   实验绿色化评论 … 89    4. 9   实验   手工肥皂的制作… 91 4. 9. 1  手工肥皂的分类 … 92 4. 9. 2   手工肥皂原料配比 … 93 4. 9. 3   实验操作 … 93 4. 9. 4   实验绿色化评论 … 4. 10. 1   实验原理 … 95 4. 10. 2   实验步骤 … 95 4. 10. 3   注意事项 … 96 4. 10. 4   氯化钙脱除环己醇的问题 … 96 4. 10. 5   实验绿色化评论 … 98    4. 11   实验   环己烯制备环己醇 … 98 4. 11. 1   实验原理 … 98 4. 11. 2   实验装置 … 99 4. 11. 3   实验步骤 … 100 4. 11. 4   实验绿色化评论 … 100    4. 12   实验   废磷酸制磷酸二氢钾… 100 4. 12. 1   实验原理 … 101 4. 12. 2   实验步骤 … 101 4. 12. 3   实验结果与讨论 … 102 4. 12. 4   注意事项 … 102 4. 12. 5   实验绿色化评论 … 102    4. 13   实验   正交法设计乙酸甲酯制备实验… 103 4. 13. 1   实验原理 … 103 4. 13. 2   实验装置 … 104 4. 13. 3   实验步骤 … 104 4. 13. 4  实验设计 … 105 4. 13. 5  数据分析 … 105 4. 13. 6  实验绿色化评论 … 106    4. 14   实验   无水乙醇的制备… 107 4. 14. 1   实验原理 … 107 4. 14. 2   实验操作 … 107 4. 14. 3   实验绿色化评论 … 107    4. 15   实验   乙酸异戊酯的制备… 108 4. 15. 1   实验原理 … 108 4. 15. 2   实验装置 … 108 4. 15. 3   实验步骤 … 109 4. 15. 4   实验中分水器问题及讨论 … 109 4. 15. 5   实验绿色化评论 … 110    4. 16   实验   酯交换制备异戊醇… 110 4. 16. 1   实验原理 … 111 4. 16. 2   实验装置 … 111 4. 16. 3   实验步骤 … 111 4. 16. 4   实验结果和讨论 … 111 4. 16. 5   实验绿色化评论 … 112    4. 17   实验   水杨酸甲酯的制备… 113 4. 17. 1   实验原理 … 113 4. 17. 2   实验装置 … 113 4. 17. 3   实验步骤 … 113 4. 17. 4   实验结果与讨论 … 114 4. 17. 5   实验绿色化评论 … 116    4. 18   实验   水杨酸甲酯还原为水杨酸… 116 4. 18. 1   实验原理 … 116 4. 18. 2   实验操作 … 116 4. 18. 3   实验绿色化评论 … 117    4. 19   实验   水杨酸异戊酯的制备… 117 4. 19. 1   实验原理 … 117 4. 19. 2   实验装置 … 117 4. 19. 3   实验步骤 … 117 4. 19. 4   实验结果与讨论 … 118 4. 19. 5   实验绿色化评论 … 119    4. 20   实验   乙酰乙酸乙酯的制备… 119 4. 20. 1   实验原理 … 119 4. 20. 2   实验装置 … 120 4. 20. 3   实验步骤 … 121 4. 20. 4   实验结果与讨论 … 122 4. 20. 5   实验绿色化评论 … 123    4. 21   实验   演示化学实验——废钠处置… 123 4. 21. 1   实验室废钠处置现状 … 123 4. 21. 2   实验原理 … 124 4. 21. 3   实验方法 … 125 4. 21. 4   实验绿色化评论 … 125    4. 22   实验   微孔有机共轭聚合物的合成与表征… 125 4. 22. 1   实验原理 … 126 4. 22. 2   实验药品 … 126 4. 22. 3   实验操作 … 127 4. 22. 4   吸附性能测试 … 127 4. 22. 5   实验绿色化评论 … 128    参考文献… 128 5   计算绿色化学 … 133    5. 1   计算化学 … 133 5. 1. 1   计算化学的概念和重要性 … 133 5. 1. 2   计算化学的方法与工具 … 133 5. 1. 3   计算化学的特点优势 … 136    5. 2   绿色化学与计算化学 … 136    5. 3   计算化学在绿色化学领域的应用 … 138 5. 3. 1   模拟设计绿色溶剂 … 138 5. 3. 2   绿色催化剂设计 … 142 5. 3. 3   绿色合成路径优化 … 143 5. 3. 4   绿色能源材料模拟与设计 … 147 5. 3. 5   环境污染物模拟 … 167    参考文献… 187