绿色化工原理作业(美国总统化学奖)2015年(7)

2019-01-05 11:58

酸,双氧水)来清除光致抗蚀剂。使用Piranha溶液带来大气、土壤和水污染问题。该公司开发了一种革命性的湿法处理技术Cldstrip[tm]来消除上述行业中的光致抗蚀剂和有机污染物。Coldstrip[tm]过程是一种冷却的臭氧氧化过程。设备由臭氧发生器、气体分布器、循环泵、水冷却器和处理容器组成。处理过程只产生CO、CO2、O2 和水,只需要氧气为原料。因此,该过程最大程度上降低了对环境的负面影响。 1998年

获奖内容和原因:Pyrocool公司开发的可生物降解的表面活性剂。

意义:精细生化公司的技术是将废纤维素原料置于稀硫酸之中在200-220℃ 下加热大约15分钟左右即可转化成为乙酰丙酸。原料可以是造纸厂淤浆、市政固体废弃物、不可循环使用的废纸、废木头, 或者是稻杆麦秸等农业废渣。乙酰丙酸是用途非常广泛的中间体, 国际市场年需求量约100万磅。但由于市场价格高(每磅4 一6美元)而限制了其使用规模的扩大。精细生化公司的生产工艺可以将生产乙酞丙酸的成本降低至每磅32美分, 这将大大地刺激化工及其相关行业需求的增长。 1999年

获奖内容和原因:美国Biofine 公司(Waltham, Mass,USA)发展了一种将废弃纤维素转化成乙酰丙酸(levulinicacid, 即42oxopentanoicacid)的新技术, 该化合物是生产其它重要化工产品的关键中间体。

意义:Biofine技术可以在200- 220℃用大约15分钟, 使用稀硫酸将纤维素类原料转化成乙酰丙酸。原料可以是造纸废物、城市固体垃圾、不可循环使用的废纸、废木材甚至农业残留物。公司负责人Fitzpartrick说, 此化学反应已有100多年历史了, 但是传统的反应只能得到很低产率的乙酰丙酸, 其原因是反应中有焦油的形成。Fitzpartrick是一位化学工程师, 他发明了一种反应器可以消除副反应使反应朝有利于所需产物形成的方向进行, 乙酰丙酸产率可达70%—90%。同时可得到有价值的副产品甲酸和糠醛(呋喃甲叉)。乙酰丙酸在全球市场每年大约有100万磅的需求量。但是由于每磅4- 6美元高价, 限制了它的大规模使用。利用

Biofine技术有可能把乙酰丙酸的价格降到每磅32美分, 这将会大大增加此化合物及其衍生物的需求量。现在市场上已经有一些乙酰丙酸的衍生物销售, 如四氢呋喃, 丁二酸和双酚酸等。 2000年

获奖内容和原因:Revlon发明的Envirogluv 玻璃装饰技术完全克服了传统方法的缺点。

意义:Envirogluv 颜料可通过紫外线照射直接在玻璃上固化, 不需要高温烘烤, 设备简单, 操作安全, 所用原料中不含重金属和VOCs, 所有成分都可生物降解。 2001年

获奖内容和原因:伊登生命科学股份有限公司开发的Harpin技术为种植者提供了一种高效的农作物生产方式。伊登的harpin技术是建立在一种叫harpins的新型无毒的、自然产生的蛋白质基础之上的新种类,该物质是由伊登副总裁宗明伟博士首先发现的。

意义:Harpin蛋白质诱发植物自发抵御病虫害,不必改变植物的DNA。当harpin用于植物时,可以增加植物种植量,促进光合作用,可以改善植物营养及根部发育,每季每公顷的土地仅需0.004~0.14磅harpin蛋白质即可达到增加产量的目的。与其它农业化学制剂区别在于,harpin的产品是在水发酵系统中产生的,仅需适量的能量输入,不会产生危险的化学废液,发酵副产品可生物降解,且可安全处理。另外,伊登使用低风险物质合成harpin蛋白质最终产品,近70%的干制成品由无害的食物等级物质构成。通过40多种农作物试验表明,它能有效地促进植物的自身保护,可以抵抗会引起植物疾病的各种各样的毒素、真菌和细菌,包括一些现在仍无有效对策的植物疾病。 2002年

获奖内容和原因:田纳西州纳舒厄的SC Fluids公司。该公司开发成功超临界CO,溶液清洗保护层技术 (Supercritical CO2 Resist Remover,SCORR)。

意义:SCORR技术采用超临界CO,代替湿法化学处理技术,除去半导体晶片成型

过程中残留的隔光涂层、抗蚀剂及处理过程中的残留物质。 SCORR使集成线路板实现了流水线生产,大幅度降低了成本,减少了环境负担。 2003年

获奖内容和原因:AgraQuest Inc. 公司, 其获奖成就为一种高效、环境友好的生物杀真菌剂Sere-nade( r)

意义:AgraQuest 科学家在加州果园中发现了一种名为BacillussubtilisQST- 713菌株, Serenade( r) 生物杀真菌剂是基于该天然存在的菌株生产的。Serenade( r) 产品剂型有可湿性粉末、可湿性颗粒、流动性水悬液, 可以同其他叶用抗真菌剂一样使用。Serenade( r) 对有益的生物体和非针对目标,如鲑鱼、鹌鹑、瓢虫、草蜻蛉、寄生蜂、蚯蚓、蜜蜂等, 都没有毒性。Serenade( r) 产品不在食物中残存杀虫剂的法定容许量之列, 因为其没有合成的化学品残留, 对使用者和地下水都很安全。 2004年

获奖内容和原因:Jeneil表面活性剂公司研究出一种天然的、低毒性的生物表面活性剂鼠李糖脂产品,用于代替传统的表面活性剂而得到小企业奖。

意义:目前市面上使用的表面活性剂大部分都来自石油原料,而Jeneil所生产的rhanmolipid生物表面活性剂却是利用一种特殊的土壤菌株Pseudomonas aerugiIlosa发酵而得,经杀菌、离心后纯化成适合各种不同用途的产品。rhanmolipid生物表面活性剂是一种在土壤中及植物体内发现的天然存在的细胞外糖酯类物质,因此其毒性和受环境影响的性能远低于传统合成的表面活性剂。除了对环境友好的特性外,它还具有表面活性剂所固有的特性,如良好的乳化性、润湿性、洗涤性及起泡性等。 2005年

获奖内容和原因:Metabolix公司成功地利用生物技术合成天然塑料

意义:Metabolix公司是一家进行聚酯———聚羟基脂肪酸酯(PHAs)商业化开发的公司。聚羟基脂肪酸酯是一类应用广泛、环境友好、高性能的生物塑料,它是以

可再生物质如玉米淀粉、蔗糖、纤维素水解产物以及植物油等为原料利用生物催化技术合成的。在许多应用场合,PHAs可以作为石化塑料的长期替代品。Metabolix公司利用生物技术将整个酶催化反应引入到某些细菌中,以细菌作为微型反应器,由细菌合成出PHAs,从而实现了有生命体的酶催化反应。在商业化的设备上,已经被充分证实,这些细菌能够非常有效地合成出一系列PHAs聚合体,并且产率高,重复性好,稳定可靠。 2006年

获奖内容和原因:Arkon和NuPro技术公司联合开发了苯胺印刷工业中对环境安全的溶剂和循环利用方法。

意义:苯胺印刷术被应用在很多方面, 需要消耗数百万加仑( 1加仑= 3785L) 的溶剂。Arkon和NuPro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, 提高了这一行业工人的生产安全性。 2007年

获奖内容和原因:NovaSterilis公司因为开发了使用超临界二氧化碳、环境友好的医用杀菌技术而获此奖项。

意义:目前移植技术常采用乙撑氧或C射线来消毒, 但是这两种消毒技术不是有毒就是存在安全问题。NovaSterilis公司发明了一种新的消毒技术。这种消毒技术使用二氧化碳和双氧水的混合物为大量的精细生物原料如移植组织、疫苗以及生物基聚合物消毒。他们开发的Nova2200TM消毒器既没有用到危险的乙撑氧,也没有使用γ射线。 2008年

获奖内容和原因: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。

意义:钠和锂这类碱金属反应活性强,在化学反应中作用很大,同时,其强活性又使其具有易燃、易爆的特性。针对碱金属的这种不稳定性,SiGNa化学公司开发了一种包埋技术来稳定这类碱金属,即用多孔的、沙状的粉末来包裹它们,同时又保留

其反应活性。该技术使碱金属的储存、运输和处理更加安全。该技术在燃料脱硫、氢储存和有害废物的治理方面,也有应用价值。 2009年

获奖内容和原因: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。

意义:Virent公司的BioForming工艺用水相催化法,除了植物生物质本身的能量外,仅需少量的外部能量,便将糖、淀粉或植物纤维制成汽油、柴油和航空燃料。该工艺非常灵活,可根据市场需求,生产不同的燃料。在经济上,它的生产价格可以与石油燃料一争高下。可再生资源的使用减少了人们对化石燃料的依赖。Virent公司已经研发出一种能将糖转化。 2010年

获奖内容和原因:LS9,Inc公司利用生物技术研制了可用作燃料和化学品的产品:RenewablePetroleumTM

意义:工业微生物(工程菌)一般用来制造单一物质,例如:植物油中的三苷油脂。单一物质纯化后能转变成化学品,如生物柴油燃料。LS9公司研制出一种转基因微生物,该微生物就像是一个个炼油厂。每个微生物都可制造特定的最终化学产品。UltraClean牌柴油就是其中的一种。这种微生物燃料中没有常规石油柴油中的苯、硫和重金属。 2011年

获奖内容和原因: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了琥珀酸

意义: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


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