美国总统绿色化学挑战奖

1、美国“总统绿色化学挑战奖”分为哪几种奖项？迄今已颁发了几届？ 答：美国“总统绿色化学挑战奖”分为变更合成路线奖、变更溶剂／反应条件奖、设计更安全化学品奖、小企业奖以及学术奖五个奖项。迄今已颁发了16届。 2、对历届“总统绿色化学挑战奖”，按照年度、奖项、获奖者（单位）和获奖原因，用简 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 进行 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf 。 奖项 原因 年份 变更合成线路奖 变更溶剂/反应条件奖 设计更安全化学品奖 小企业奖 学术奖 2001 Bayer 和Bayer AG公司的可生物降解的螯合剂———氨基二琥珀酸盐,100 %无废物释放,用作助洗剂、漂白稳定剂、肥料添加剂 Novozymes 公司利用果胶裂解酶进行棉纤维润湿脱脂工艺,可使纺织厂节水30 %- 50 % PPG工业集团把阳离子电沉积油漆用于汽车工业,用钇代替铅、铬、镍,抗腐蚀性强 EDEN 生物子公司Harpin 无毒性蛋白质 技术,用于激发植物自然产生防御系统,抗病虫害 Tulane大学李朝军教授发展了“准自然”催化作用,开发在空气和水中应用的过渡金属催化剂,用于以水为溶剂的多种合成反应 2002 Pfizer 公司(开发了合成 Sertraline 重要药物)Zoloft 的有效成分 的新工艺,减少污染,提高了工人的安全性 Cargill Dow LLC公司开发了一种聚乳酸的绿色生产工艺,产率高,不使用有机溶剂 CSI公司采用环境友好的碱式四元铜盐替代有毒害性的铬砷合剂作为木材防腐剂 SC Fluids 公司超临界 CO ,用于半导体工业中光致抗蚀剂的去除技术 Pittsburgh 大学建立一种简单模式来筛选能以低压CO 做溶剂的有机物质,从而拓宽CO 的应用领域 2003 南方化学公司开发“绿色催化”新工艺,用金属直接制备固体金属氧化物催化剂,消除了硝酸盐废料和 NOx 的排放 杜邦公司开发了用从玉米中提取的葡萄糖生产 1 ,3-丙二醇的新工艺,对聚合物和其他化学品生产极具吸引力 Shaw 公司开发了聚烯烃方块地毡,产品更易回收 利用,可取代 PVC和酞酸酯增塑剂 Agra Quest 公司开发出第一个广谱生物杀菌剂 Serenade ,对鱼类、鹌鹑、蜜蜂、蚯蚓等物种无毒 布鲁克林理工大学开发出脂肪酶催化聚酯合成反应的通用生物催化剂,无需反应物侧链保护剂,反应更为顺畅 2004 BMS公司开发“通过植物细胞发酵与提取制备的绿色合成”工艺,符合可持续发展的要求 Buckman 实验室开发了一种新型的促进纸张循环利用的Optimyze 技术,提高了纸制品的质量和造纸的效率 Engelhard公司开发了优质环保的有机颜料 Rightfit , 成本低廉,附加值高 Jeneil 生物表面活性剂公司开发了天然低毒的合成表面活性剂替代品:鼠李糖脂生物表面活性剂 乔治亚州技术学院开发了联结反应与分离的友好可调溶剂,通过循环利用使废物排放最小化,具有工业化前景 2005 ADM和 Novozymes 公司的酶催化酯交换技术生产低游离脂肪酸油脂;Merck 公司重新设计高效立体选择性合成药物 Emend的活性成分 BASF公司2开发了一种紫外光可固化的、单组分、低挥发性有机物的汽车修补底漆 Archer Daniels Midland 公司开发了一种非挥发性、反应活性的聚结剂,大大降低了乳胶涂料挥发性的有机物含量 Metabolix 公司成功利用生物技术合成天然塑料,应用广泛、环境友好、高性能 Alabama 大学的Rogers 教授建立一种用离子液体溶解和处理纤维素制备新型材料的“平台策略” 2006 Merck 公司开发了用β-氨基酸制备Januvia 的活性成分的新颖的合成路线,总产率提高了近50 % Codexis 公司 研发了一条基于酶催化的新途径,极大改善了用于合成Lipitor 的关键构件分子的 生产过程 SCJ 公司研发出 Greenlist 系统,用来评估其产品中各成分对环境和人类健康的影响,并用于指导消费品配方的改进 公司开发了一种更安全的化学品处理系统,从而消除了危险溶剂的使用,减少了溶剂挥发和爆炸的可能性 哥伦比亚大学 Galen J.Suppes 教授从天然丙三醇合成出生物基的丙二醇和合成聚羟基化合物的单体 2007 俄勒冈州立大学Forest、Hercules 公司开发了环境友好的木材加工黏合剂,并获得商业应用,可替代有毒 UF 树 脂 HTI公司开发了用选择性纳米催化技术直接合成双氧水的合成路线,不产生任何有毒废料 Cargill 公司开发了BiOH多羟基化合物,可节约23%的能源消耗,减少36%的CO 排放 NovaSterilis公司开发了使用超临界 CO2,环境友好的医用杀菌技术 德州大学 Michael J. Krische 教授发展了具有完善原子经济性和选择性的以氢为媒介的 C—C键构建方法 2008 Battelle 研究所成功开发生物基调色剂并实现商业化生产 Nalco 公司开发出3D TRASAR 冷却水处理技术,减少污染,节约用水 Dow Agrosciences公司研发成功第二代多杀菌素 Spinetoram, 低毒,对环境的影响小 SiGNa 化学公司开发新型稳定的碱金属合成工艺,既降低了直接使用活性金属的风险和成本,同时还维持了碱金属的有效性 密歇根州立大学研制硼酸酯绿色生产工艺,实现了高效、高收率的转化,不使用溶剂,属于清洁反应 2009 Eastman化学公司开发了不使用溶剂的生物催化技术，生产用于化妆品和个人 护理 卵巢癌的护理查房优质护理服务内容doc优质护理服务内容肺癌的护理常规消毒供应室优质护理 产品的配料——酯类 法国电机公司发明了一种安全、低温、快速、准确分析蛋白质的方法。 宝洁公司与库克复合材料和聚合物在涂料和油漆配方中使用生物基的Chempol○R树脂和Sefose○R蔗糖酯,得到了高性能、低VOC的醇酸油漆和涂料。 Virent能源系统公司开发BioForming○R过程,催化植物糖转化为液体碳氢燃料。 卡内基梅隆大学(Carnegie Mellon University)的Krzysztof Matyjaszewski教授因提出了在铜催化剂和环境友好还原剂作用下,原子转移自由基聚合的新方法 2010 陶氏化学公司和巴斯夫公司HPPO技术，即利用过氧化氢生产环氧丙烷的环境友好创新工艺。与环氧丙烷的传统生产方法相比，该技术能够显著减少废水的产生(少70~80%)，且能耗更低(低35%)，装置的建设投资也更少（低25%)。含Ti 的ZSM-5分子筛催化剂，丙烯过量，过氧化氢全转化，无需回收。2008年工业化，2011年泰国建成第二套装置。 Merck和Codexis公司利用新型转氨酶生产Ⅱ型糖尿病药物西他列汀(Sitagliptin)的工艺。传统方法：钌催化剂，胺烯选择性加氢，250Psi高压，立体选择性差，产物分离难度大，副产物多。改进的转氨酶选择性催化西他列汀酮加氢得到R-西他列汀。 Clarke公司绿色杀虫剂以多杀菌素Spinosad控制蚊子幼虫的生长。Spinosad在水中不稳定，Clarke公司将Spinosad包埋在石膏中制成Natular杀虫剂，缓慢释放180天，毒性比有机磷小15倍，环境无残留，生产过程不使用危险品。 LS9生物技术公司可再生石化燃料和基于微生物的化学品生产.利用一系列基因改性微生物将植物糖转化为各种链烷烃、烯烃、脂肪醇和脂肪酯等产品 加州大学洛杉矶分校 华裔教授 廖俊智 CO2在生物合成中循环利用”,基因改造技术,直接用二氧化碳转换为C3~C8长链的醇类燃料。基因改造的光合微生物，直接利用葡萄糖或CO2合成长链醇，热值比乙醇高。该技术一旦商品化，每年可替代四分之一的石油燃料，也可为地球减少5亿吨(约8.3%)的CO2 。 2011 Genomatica 公司获得了绿色合成路线奖，他 们 开发了从可再生原料低成本生产基本化学品 1,4 － 丁二醇的路线。1,4丁二醇是一种大宗化学构件产 品，可以用 来 生 产如氨纶纤维等许多常用聚合物。 利用尖端的 生 物 工 程 技 术， Genomatica 公 司 研 发 了 一种从糖发酵得到 1,4－丁二醇的菌种。在商业 化 规模生产中，这种生物法制备1,4－丁二醇的路 线， 比以天然气为 原 料 的 方 法，成 本 要 低，可 节 省 60% 的能耗，减少 70% 左右的二氧化碳的排放。公司正 在与几个大公司合作，拟共同将此项技术推向市场。 绿色反应条件奖授予了Kraton Performance Polymers，Inc.。他们合成了一系列无 卤 素 的、高 渗 透 性的 聚 合 物 膜——NEXAR。盐水的反渗透纯化 是膜过滤技术的一个最大规模的应用。Kraton 公司 使用较少的溶剂制备了一系列无卤素的、高渗透性 的聚合物膜。最大的效益还体现在使用中: 同样条 件下，利用 NEXARTM 反渗透膜可以比传统用的膜多纯化100倍的水，从而节省70% 的膜成本和50%的能耗。 Sherwin －Williams公司，研究出了一种水基 醇酸丙烯酸涂料制备技术，这类涂料结合了醇酸类涂 料的良好涂装性能和丙烯酸 类涂料的低挥发性特 点，因而获得了绿色化学品设计奖。石油基醇酸涂料在使用、干燥过程中，会挥发出高含量的有机污染物。后来配方虽然得到改进，醇酸涂料中挥发性有 机污染物含量虽然降低了，但涂装性能随之降低了。 Sherwin －Williams 公 司 利用回收的苏打水瓶塑料 ( 聚对苯二甲酸乙二醇酯) 、丙烯酸和大豆油合成了 水基的醇酸丙烯酸涂料，挥发性有机物含量非常低。 这类涂料结合了醇酸类涂料的良好性能和丙烯酸类 涂料的低挥发性特点。 BioAmber公司因从事生物基琥珀酸 (丁 二 酸) 的生产和应用而获得小企业奖。琥珀酸是一种真正的“平 台 分 子 ”，由它可合成其他很多重要 的 化 学 品。然而，由化石燃料提炼琥珀酸，由于成本高限制 了其应用。BioAmber 公司利用可再生的原料，并采 用能源部授 权 使 用 的一种生物催化剂 E. coli，通 过 生物催化反应，合成出了琥珀酸，采取一种新型的纯 化过程进行 提 纯，使琥珀酸的生产成本大大降低。 加利福尼 亚 大 学，圣塔巴巴拉分校的 Lipshutz 教授设计了一种安全的表面活性剂，能在水中形成 微小的液滴。有机化合物溶解到这些液滴中进行高 效的反应。他的成果终结了化工反应中对有机溶剂 的依赖，因此，学术奖授予了 Lipshutz 教授。许多化 学品的生产过程都要依赖于有机溶剂，这些有机溶 剂大都属于挥发性的、有毒和易燃的。化学品生产 商每年使用上百万磅的有机溶剂，其中大部分最后 都成为废物。由于许多化学品不能溶解到水中，也 不能和水反应，所以，水本身是不能取代有机溶剂作 为反应媒介的。Lipshutz 教授设计了一种安全的表 面活性剂，能在水中形成微小的液滴。有机化合物 能溶解到这些液滴中进行高效的反应。这样就可用 水取代有机溶剂作反应介质。 3 第十五届： 1 绿色合成路线奖：本届绿色合成路线奖授予了DOW化学公司和BASF公司, 2公司共同开发了HPPO技术, 即利用过氧化氢生产环氧丙烷的环境友好创新工艺。与环氧丙烷的传统生产方法相比, 该技术能够显著减 少废水的产生, 且能耗更低, 装置的建设投资也更少。环氧乙烷( PO)是重要的有机合成原料之一, 用于制造乙二醇、合成洗涤剂、乳化剂、非离子型表面活性剂、抗冻剂、增塑剂、润滑剂、杀虫剂以及用作仓库熏蒸剂。与常规技术相比, HPPO工艺具有独特的经济和环境效益。采用HPPO技术建设的PO新装置更为经济, 这是因为: 建设所需投资大大节减; 无需附加的基础设施, 也无需将联产品推向市场, 因为该工艺仅产生PO和水; 只需简单的原材料一体化, 仅需采用过氧化氢和丙烯为原材料。新的HPPO技术也改进了PO工业的生产环境, 这是因为: 与现有PO技术相比, 减少污水70%~80%;与现有PO技术相比, 减少能耗35%; 采用较简单的原材料一体化, 就实现了减少基础设施和设备的目的, 并且无关联产品。 2绿色反应条件奖 授予了Merck&Co Inc公司和CodexisInc公司, 2家公司研制了一种改进的转氨酶, 使2型糖病的治疗药物西他列汀合成条件更符合绿色化学要求。西他列汀是治疗2型糖尿病的药物JanuviaTM的重要活性成分, 世界需求量很高。目前的制造工艺包括一个有效率的未受保护的烯胺的不对称催化氢化。这个过程有其本身的优点但是也有不足之处:立体选择性不足, 需要一步结晶, 高压, 工艺成本较高, 需要专门生产设备以及铑催化剂。Merck和Codexis认为从原理上来讲, 转氨酶可以把前体酮直接转变为所需的手性胺, 可以很好地优化西他列汀的生产。Merck对可能的转氨酶进行的测试未能找出对西他列汀酮有实际活性的酶。Merck和Codexis一起用对小分子具有轻微活性的R-选择性转氨酶作用于模拟的西他列汀酮上的甲基酮, 发现了一个优化的、高效的制备西他列汀的方法。Codexis进一步运用生物催化剂, 用一个新的合成路线来取代高压加氢路线。这一转氨酶在生物催化活性方面有了25000倍的改善, 除此之外在此过程中没有S-对映体西他列汀形成。这种改善的酶催化的过程不再需要高压加氢及金属(铑和铁)。新的合成路线的优点还包括用现有设备产率达到56%, 整体产量增加10%~ 13%, 整体副产物的产生量减少19%。这种转氨酶被证明为由酮直接转变成R-胺的一般工具, 是重要的绿色合成方法之一, 被美国化学学会绿色化学研究所的药剂目录确定为关键的变革之一。 3绿色化学品设计奖 授予了从事环境产品及服务的克拉克( Clarke)公司, 该公司开发的改进型多杀菌素( Spinosad)可杀灭蚊子幼虫。 多杀菌素, 1999年的 总统绿色化学挑战奖 得主, 是一种有效杀虫剂。但是, 由于它在水中的不稳定性, 导致了它得不到更广泛的应用。Clarke创建了一个基质, 使得多杀菌素分子免受水的影响并慢慢地释放它, 允许多杀菌素剂型能在水下维持长达180天。这个基质是不溶性硫酸钙和水形成的石膏和水溶性聚乙二醇( PEG) 的黏合 物, 用来对不同的杀虫剂释放时期进行微调。Clarke公司生产的Natular杀幼虫剂对消灭水生环境下的蚊子幼虫有着良好的效果。Natular杀幼虫剂在有效应用率上低于传统的合成杀幼虫剂2~10倍。它的毒性比有机磷酸酯小 15倍, 它不会长期存在于环境, 对野生生物也没有危害。它的制造过程避免了有害的材料和工艺。NatularTM符合环境管理的最高 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 , 并给害虫综合治理提供了一种新的选择。尤其是在间歇水的环境下非常有用, 如潮汐池和洪泛区。这些间歇潮湿的地区为蚊子的滋生提供了短期而友好的环境。这些自然形成的短期水池使得传统的灭蚊变得困难。而Natular杀幼虫剂可用于潮湿的条件, 当水存在的时候, 它才能释放活性成分。 4学术奖 授予了加州大学洛杉矶分校的廖俊智教授领导的团队。他们利用生物技术, 开发了利用二氧化碳合成长链醇的方法, 实现了二氧化碳的循环利用。长链醇, 特别是3~8碳原子的, 可作为化工原料和生物燃料, 它们比乙醇有几个好处, 包括更高的能量密度, 低吸湿性, 降低蒸气压力而使得空气质量更好。直接从二氧化碳或间接从碳水化合物高效生物合成醇的路线将减少净碳排放量。遗憾的是, 原生生物不能合成这些长链醇。廖博士, 已研制出的微生物技术, 从二氧化碳生产出3~8碳原子的醇。他的技术利用了高活性的氨基酸生物合成途径。有了这项技术, 廖教授和他的小组已经从葡萄糖生产了高效率和特异性接近理论产量的异丁醇。他们还转入光合微生物的途径, 直接从二氧化碳生产异丁醛和异丁醇。该技术有望将太阳能和二氧化碳直接生物转化为化学原料。如果每年有600亿加仑的高级醇被用作化工原料和燃料(取代25%的汽油), 廖博士的技术可以消除的二氧化碳排放量或占美国总二氧化碳排放量的3%。 5 小企业奖 授予了可再生技术的石油公司 LS9, Inc, 他们利用生物技术研制了可用作燃料和化学品的产品: RenewablePetroleumTM那些被消费者迅速和广泛接受的最具潜力的可再生、可扩展的石油燃料和化学制品是指那些既节省石油成本, 又与现有的石油分配和消费设备相匹配的燃料和化学制品。LS9公司通过简单、高效、一 步发酵的过程, 有效地生产了各种先进的生物燃料和化学制品, 并节省了成本, 从而开辟了一个技术性的平台。LS9公司建立了工业微生物工程, 其原理是在每个单一转换 单元 初级会计实务单元训练题天津单元检测卷六年级下册数学单元教学设计框架单元教学设计的基本步骤主题单元教学设计 选择性地操作可发酵的糖转变成烷烃、烯烃、脂肪醇、脂肪或酯。这一过程对最终的燃料和化学制品的分子构成和工作特性进行精确的遗传控制。LS9公司的技术是改变微生物脂肪酸合成代谢为长链烃的自然效率。它结合新的生化过程制造的由细胞分泌的微生物, 使长链烃的中间体转换成具体的成品油和化学品。该产品与水介质的发酵培养基不互溶, 形成轻微的有机相, 同时对去细胞催化剂无毒, 并且很容易地通过离心过滤重新获得。LS9公司正在积极开发用于烷烃(柴油、喷气燃料、汽油)、醇类(表面活性剂)、酯(生物柴油、化工中间体)、烯烃(润滑油、聚合物单体)、醛类(绝缘材料、树脂)和脂肪酸(肥皂、化学中间体)生产的技术。通过对每个产品的链长、饱和度和支化度的遗传控制使具体产品的性能不同。与竞争性的生物燃料不同的是, LS9开发的过程不需要任何金属催化剂。LS9已成功地扩大了其在中试阶段生产超净柴油的生产技术。超净柴油达到或超过了美国ASTM6751对路面车辆使用的所有规范。它消除了环境 污染物苯、硫及以石油为基础的柴油中的重金属。LS9通过与宝洁的战略伙伴关系, 运用这一技术平台, 以生产消费品所需的表面活性剂。LS9的可再生产品的目标是通过快速的产品运用以便获得广泛的环境效益。效率、支付能力以及产品的性能都预示了LS9技术很好地成为了可持续燃料的关键技术之一。 第十六届： 1.绿色合成路线奖 Genomatica 公司获得了绿色合成路线奖，他 们 开发了从可再生原料低成本生产基本化学品 1,4 － 丁二醇的路线。1,4丁二醇是一种大宗化学构件产 品，可以用 来 生 产如氨纶纤维等许多常用聚合物。 利用尖端的 生 物 工 程 技 术， Genomatica 公 司 研 发 了 一种从糖发酵得到 1,4－丁二醇的菌种。在商业 化 规模生产中，这种生物法制备1,4－丁二醇的路 线， 比以天然气为 原 料 的 方 法，成 本 要 低，可 节 省 60% 的能耗，减少 70% 左右的二氧化碳的排放。公司正 在与几个大公司合作，拟共同将此项技术推向市场。 当前，许多大宗日用化学品包括一些单体，都是 以天然气或者石油为原料。Genomatica 公司致力于 由生物基的原料制备化学品的研究，由可再生的资 源如糖类、生物质或合成气为原料，制备基本和中间 体化学品，使这些化学品能够维持连续，不会因原料 而断货。生物基原料生产化学品具有成本低、生产 中碳足迹小的特点，用生物基原料取代石油基原料， 这将具有上万亿美元的全球市场。Genomatica 技术生产生物基产品，可以直接和下游生产工艺对接，不必对生产工艺进行改造。由于该技术生产的产品纯 度较高，因此，还可降低下游生产中的副产品。 公司生产 的 第 一 个 目 标 物 就 是 1，4 －丁 二 醇。1,4－丁二醇是生产氨纶纤维、汽车塑料、跑鞋和其他 许多日 用 品 的 原 料。世界范围内，其 市 场 需 求 为2. 8 万亿磅( 1 磅 = 0. 4536 kg) ，市场估值约为30亿美元。从 2010 年前半年开始， Genomatica 公司一直以3000L的小规模试生产，今年开始进行示范化 生产。许多 大 的 化学品公司使用Genomatica公 司 的生物基1,4－丁二醇为原料制备聚合物已经取得成功。这主要得力于，这种生物基原料完全适合石油基1,4－丁二醇的生产线。 对整个生产周期的初步评估表明，生物基生产 路线比石油基的乙炔路线要节省60% 的 能 耗。由于生物基路线要消耗二氧化碳，因此，相当于降低了70% 的二氧 化 碳 的 排 放。生物基路线的发酵过 程无需有机溶剂，且所用的水可以循环使用。由于制备1,4－丁二醇的发酵过程在接近常温、常压下进 行，所以工作环境安全。这些特点从以下几个方面 降低了生产成本: 设备成本显著降低，生产过程成本 节省 15% ～ 30% 。Genomatica 公 司 估 算，当 石 油 价 格在45美元 / 每桶以上，或者天然气价格在每百万Btu(英国热量单位) 3. 5 美元以上时，他们开发的生 物基1,4－丁二醇就会显示出成本优势。 Genomatica 公司拥有独特的、完整的生物生 产设备和生产线以及宝贵的研发人才队伍，因此可以 迅速研发出生产其他许多基本化学品所需的微生物和生产路线。按照传统化学工业消耗接近8%的化石原料计算，使用 Genomatica 公司的技术每年可以 降低 1 亿 t 二氧化碳的排放。 Genomatica 公司已经和许多大公司建立了合作 关系，这 些 公 司 包 括: Tate＆Lyle，M ＆ G，Waste Management，Mitsubishi Chemical，使得该生物基制备1，4－丁二醇的技术得以商业化规模推广。Genomatica 公司预计将于2012年实现商业化规模的生产生物基1,4－丁二醇，他们还计划在美国、欧洲、亚洲相 继建立生产基地。 2.绿色反应条件奖 绿色反应条件奖授予了Kraton Performance Polymers，Inc.。他们合成了一系列无 卤 素 的、高 渗 透 性的 聚 合 物 膜——NEXAR。盐水的反渗透纯化 是膜过滤技术的一个最大规模的应用。Kraton 公司 使用较少的溶剂制备了一系列无卤素的、高渗透性 的聚合物膜。最大的效益还体现在使用中: 同样条 件下，利用 NEXARTM 反渗透膜可以比传统用的膜多纯化100倍的水，从而节省70% 的膜成本和50%的能耗。 聚合物膜被广泛用于一系列纯化过程。膜的选择性可以使膜允许一些分子通过，而阻止其他分子通过。利用膜的纯化过程包括反渗透法脱盐过程， 水的超级纯化以及盐和废酸的提取。膜的效率受限 于水的通过速率，这个性质称为膜的通量。提高被 纯化原料一边的压力能够提高通量，但较高的压力 需要较高的膜强度。 Kraton 公司研发的 NEXARTM 聚合物膜技术，可 以满足需要较高的水或盐通量的场合。Kraton 公司 研发的 NEXARTM 聚合物膜为嵌段聚合物，不同链段 提供不同功能: 聚正丁基苯乙烯链段提供强度和硬 度功能，乙烯－丙烯共聚物链段提供柔韧性，磺化苯 乙烯－乙烯共聚物链段提供水或 离子的通透功能， 这类 A －B －C －B －A 5 嵌段共聚物在干燥和潮湿条件 下都显示出高的强度和硬度。和其他聚合物合成过 程相 比，NEXARTM 合 成 过 程 中，碳 氢 溶 剂 最 多 使 用50% ，根本不用含卤元素溶剂。最大的好处还 体 现 在应用 过 程 中。NEXARTM 聚合物具有特 别 高 的 水 通透量，比当前使用的反渗透膜高 400 倍。这 也 就 意味着将会显著降低能耗和材料的使用成本。数学 模型结果显示一个中等大小的反渗透工厂，保守估 计也能够节省 70% 的膜成本和 50% 的能耗成本。 在电渗析反渗透应用领域，NEXARTM 聚合物的 高强度可使膜的厚度大大降低，因此使膜材料成本 降低了 50% ，也降低了由于膜的阻力而形成的能耗成本。更重要的是，NEXARTM 聚合物可以消除当前 在电渗析领域普遍使用的PVC膜。NEXARTM 膜 出 色的水透过性能，还可以应用于空调等通风设备中，其高水分子渗透特性帮助水 分子进行更有效的传 输，同时利用排出室内的污浊空气来加热或冷却输 送进来的新鲜空气，提高了整体机组的能源回收效能。在其他需要湿度调节的应用领域，比如高性能的纺织品或衣服，添加 NEXARTM 聚合物还具有环保功能，可以完全替代含卤素的聚合物如 Nafion聚合物和聚四氟乙烯。这样就避免使用危险的卤代反应的设备。 3.绿色化学品奖 Sherwin －Williams公司，研究出了一种水基 醇酸丙烯酸涂料制备技术，这类涂料结合了醇酸类涂 料的良好涂装性能和丙烯酸 类涂料的低挥发性特 点，因而获得了绿色化学品设计奖。石油基醇酸涂料在使用、干燥过程中，会挥发出高含量的有机污染物。后来配方虽然得到改进，醇酸涂料中挥发性有 机污染物含量虽然降低了，但涂装性能随之降低了。 Sherwin －Williams 公 司 利用回收的苏打水瓶塑料 ( 聚对苯二甲酸乙二醇酯) 、丙烯酸和大豆油合成了 水基的醇酸丙烯酸涂料，挥发性有机物含量非常低。 这类涂料结合了醇酸类涂料的良好性能和丙烯酸类 涂料的低挥发性特点。2010 年，该公司生产了足够 的这种新型涂料，与传统石油基涂料相比使用同量 这些涂料，将会 减 少 使 用 800 000 磅的挥发性有机 溶剂。 石油基原料的高成本和来源的不确定性，使得 相关行业的生产可持续性降低。另外，臭氧运输委 员会 the Ozone Transport Commission ( OTC) 和 美 国 南部海岸空气质量管理局对挥发性有机物含量的严 格控制，也急需开发低 VOC 的水基涂料取代有机溶 剂基的涂料。 当前，丙烯酸酯乳液是水基低 VOC 涂 料 的 主 体，醇酸是有机溶剂基涂料的主体。上述这种简单 的水基涂料很难满足使用醇 酸涂料场合的所有要 求。所以，必须对水基涂料配方进行改进，才能完全 替代醇酸涂料。 为解 决 这 一 难 题，Sherwin －Williams 公 司 遵 循 可持续性原则，研发了一种 新 颖 的、低 VOC 水 基 醇 酸－ 丙烯酸涂料制备技术 ( LLAD ) 。 核 心 就 是 低 VOC 和醇酸－丙烯酸分散技术。这种聚合物分散体 系含有聚对苯二甲酸乙二醇酯 ( PET) 的 片 段，用 来 提供强度、硬度和抗水解性能; 还具有丙烯酸酯的功 能，用来改进干燥时间和耐用性。还含有来自大豆 油的功能，用来促进膜的形成，展现光泽性能，柔韧 性和完整性。 Sherwin － Williams 公司研制的这 种 水 基 的 醇 酸－丙烯酸 涂 料 制 备 技术满足了关键场合的要求。 如建筑和工业设备的涂装所需要的醇酸树脂具有的 那些功能，但同时具有酯类 涂 料 的 低 VOC 含 量，不使用表面活性剂以及优异的抗水性能等特点。Sh- erwin －Williams 公 司 的 水 基 醇 酸 －丙 烯 酸 涂 料 结 合 了醇酸树脂和丙烯酸酯两类 涂料各自的优点于一 身，既有醇酸的可用性和修饰性如光泽性、粘结性和 抗潮性，还有丙烯酸酯涂料 的 低 VOC 含 量，低 气 味 和涂料不泛黄的特性。 利用这种醇酸－丙烯酸分散技术，Sherwin －Wiliams 公司生产了大量这种具有低 VOC、高性能的涂 料，被ProClassic Waterbased Acrylic Alkyd，ProMar200 Waterbased Acrylic Alkyd以及ProIndustrial Waterborne Enamel公司销售。这样，仅 在 2010年， Sherwin －Williams 公 司 就 已 经 减 少 了800000磅的VOC溶剂和其他石油基原料的使用。 4 .小企业奖 BioAmber公司因从事生物基琥珀酸 (丁 二 酸) 的生产和应用而获得小企业奖。琥珀酸是一种真正的“平 台 分 子 ”，由它可合成其他很多重要 的 化 学 品。然而，由化石燃料提炼琥珀酸，由于成本高限制 了其应用。BioAmber 公司利用可再生的原料，并采 用能源部授 权 使 用 的一种生物催化剂 E. coli，通 过 生物催化反应，合成出了琥珀酸，采取一种新型的纯 化过程进行 提 纯，使琥珀酸的生产成本大大降低。 BioAmber 工 艺比化石燃料生产琥珀 酸 工 艺 节 省60% 的能耗成本。留下较少的碳足迹，生产成 本 节 省 40% 。传统上，琥珀酸一直是由石化基原料 生 产。除 了应用于食品、药物和化妆品等行业，还是合成许多 化学品和 聚 合 物 的 平 台 分 子。BioAmber 公 司 研 发 了用生物基原料发酵法替代石油基原料方法生产琥珀酸，形成了一整套能够进行商业化规模生产的技术。自 2010 年 初，BioAmber 建立了世界上唯一的 大规模、致力于生物基琥珀酸生产的工厂，利用葡萄糖发酵法生产琥珀酸。投资3 000万美元的这个工 厂，包括一套完整的、连续的生产流水线。 BioAmber 认为，他们用发酵法得到的琥珀酸是 第一个 用来代替石油基化学品的生物基化学品。 BioAmber 已经成功把能源部授权使用的 E. coli 催 化剂用于生产并具备了一条新型的水基纯化过程生产线。发酵过程中，pH 为中性，但却没有显 著 的 副 产品产生。BioAmber 技 术 生 产琥珀酸可比石油基 生产成本降低 60% 。即使石油价格每桶在 40 美元 以下，BioAmber 技术比石油基生产技术还显示出明 显的成本 优 势。BioAmber 生 产琥珀酸的成本优势给了化学品市场极大的信心。这包括使用新工艺替 代石油基工艺生产琥珀酸，也包括研发琥珀酸新的 应用领域。琥珀酸可以直接取代一些化学品，如合 成聚氨酯的的 1，6－己二酸，制备防冰剂使用的高度 腐蚀性的 乙 酸 盐。BioAmber 技术也使得以下几个 过程在经济上具有了可行性: ①将生物基的琥珀酸 转化成可再生的 1，4 －丁二醇或其他 C4 的化学品;②合成琥珀酸酯，可用作无毒溶剂，或者替代在聚氯 乙烯和其他聚合物中使用的 邻苯二甲酸酯类增塑 剂; ③合成具有可生物降解的、可再生性能的塑料。 BioAmber 公司率先开发了改性的聚丁二 酸 丁 二 醇 酯( mPBS) ，这种 50% 生物基的聚酯，具有良好的抗 热性( 可 以 超 过 100° C ) 和可生物降解性能 ( 依 据 ASTM D6400 标准) 。相同条件下，相比于石油基生 产过程，BioAmber 生产过程降低能耗约 60% ，不 仅 不产生二氧 化 碳，而且还消耗一定量的二氧化碳。2011 年，BioAmber 计划在北美构造 1 台生产能力为20 000 t 的 设 备。 设备投入使用 后，每 年 将 捕 获8 000 t 的 CO2 ，相当于 8 000 架次城际飞机 飞 行 一 年的排放量或 2 300 部微型汽车一年的排放量。 BioAmber 公司还和几个大公司签署了合作协 议。这些大公司包括: Cargill，DuPont，Mitsubishi Chemical，和Mitsui＆ Co. 。生物基琥珀酸商业化规 模生产，将会 扩 大 市 场，并从源头上降低污染物排 放，对于由琥珀酸为原料制备的化学品来说，在它整 个生命周期各个环节，都会带来健康效益。 5.学术奖 加利福尼 亚 大 学，圣塔巴巴拉分校的 Lipshutz 教授设计了一种安全的表面活性剂，能在水中形成 微小的液滴。有机化合物溶解到这些液滴中进行高 效的反应。他的成果终结了化工反应中对有机溶剂 的依赖，因此，学术奖授予了 Lipshutz 教授。许多化 学品的生产过程都要依赖于有机溶剂，这些有机溶 剂大都属于挥发性的、有毒和易燃的。化学品生产 商每年使用上百万磅的有机溶剂，其中大部分最后 都成为废物。由于许多化学品不能溶解到水中，也 不能和水反应，所以，水本身是不能取代有机溶剂作 为反应媒介的。Lipshutz 教授设计了一种安全的表 面活性剂，能在水中形成微小的液滴。有机化合物 能溶解到这些液滴中进行高效的反应。这样就可用 水取代有机溶剂作反应介质。 有机溶剂常被用作有机反应的反应介质，也是 世界化学品生产过程中产生废物的主要来源。许多有机溶剂是由石油提炼的，具有挥发性、易燃性和毒性。一般来说，有机反应不可能在水中进行，因为反 应物都是不溶性的。一般的表面活性剂可以提高有 机反应物在水中的溶解性，但他们经常会使反应物 形成乳液，从而降低反应速度。Lipshutz 教 授 设 计 了一种新颖的第二代表面活性剂，称为 TPGS －750－ M，它是一种特殊设计的表面活性剂。这 种 表 面 活 性剂由一 些 安 全、廉 价 的 成 分 所 构 成，如 维 他 命 E( tocopherol) 、琥珀 酸 ( 一种细胞呼吸作用的中 间 产 物) 和甲氧基聚乙二醇( 一种普通的、容易降解的亲 水基团，被称为 MPEG －750) 。TPGS －750－M 在水中形成纳米胶束，亲 油 集 团 伸向胶束内部，亲水基团朝向胶束外面。很少量的 TPGS －750－M 在水中自发形成的直径 50 ～ 100 nm 的胶束( micelles) ，就可以提供足够的作为有机反应 的纳米反应器，TPGS －750 －M 可以根据具体的有机 反应比 如 交 联 －耦 合 反 应，调整合适的尺寸大小。 反应物和催化剂溶解在胶束中，浓度相当大，因此在 室温 下，反应就有极大的反应速 度，无 需 额 外 的 能耗。 许多普通的过渡金属催化的有机反应都可以在 室温下，含有 TPGS －750 －M 胶束的水中进行，得 到 较高的产率。这些反应包括钌催化的烯烃易位反应( Grubbs) 、钯催 化 的 交 联 －耦 合 反 应 ( Suzuki，Heck， and Sonogashira) 、非对称的胺化反应、烯丙基胺化反 应、硅烷化反应、芳香基硼化反应。甚至钯催化的芳 香环上碳－氢键活化形成新的碳碳键的反应也能在 室温下进行，这简直是个创举。反应后的产品可以 直接得到分离，使用其他表面活性剂场合下出现的 发泡现象都没有出现。表面活性剂的循环应用很容 易实施: 只需把不溶于水的产品经过萃取分离，含有 表面活性剂的水就可以直接回用，活性基本不变。 下一代表面活性剂将考虑把催化剂锚定在表面 活性剂上，使其在水中形成的胶束具有反应容器和 催化反应的双重功能。通过这种锚定方式，催化剂 特别 是一些稀土催化剂每次 消耗的量可以大大 减少。总之，使用较小量的环境友好表面活性剂在水 中形成大量纳米胶束的技术，为化学工业过程提供 了良好的反应介质，从而可以替代大量的有机溶剂。 同时，对所用的水无特殊要求，甚至可以是海水。目 前，Sigma －Aldrich 试剂公司正力推这一特殊的表面 活性剂 TPGS －750 －M，使它能够在更多的实验室研究中得到应用。