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%。 2012年
获奖内容和原因:Elevance可再生科学公司因研发出一种生产高性能绿色专用化学品的低成本技术,而获得小企业奖。相对于石化生产技术而言,该技术可以降低能耗,并显著减少温室气体的排放,可广泛应用于消费品和工业品生产。 2013年
获奖内容和原因:法拉第公司(Faraday Technology,Inc.)开发低毒性的三价铬生产高性能铬涂层加工技术,在不降低使用性能的同时,减少百万磅六价铬,而获得本年度小企业奖。
意义:法拉第公司设计了一个新的电沉积过程:使用交替阴极-阳极脉冲,并且一个周期之后有松弛过程。这样过程不仅得到Cr(Ⅲ)) 的厚涂层,同时还可以调整电镀层的结构和性质。比起Cr(Ⅵ)电镀液涂层,这个新的过程使产品可以提高耐磨损和抗疲劳性;新制备Cr(Ⅲ)涂层过程更高效;且不会产生Cr(Ⅵ)副产品;还可以用于涂层管的内外表面。这是其他非铬替代品无法做到的。 2014年
获奖内容和原因:Amyris 利用自己的专利菌株,工业化规模地把糖类发酵成达到石油燃料标准的可再生柴油——金合欢烷,获得本年度小企业奖。
意义:Amyris 利用先进菌株工艺:把糖类物质转化为碳氢化合物金合欢烯,而不是酒精。金合欢烯可氢化为金合欢烷,是一种可再生、可与石化柴油和航天燃料混合使用的燃料。一公顷的土地种大豆生产的第一代生物柴油可以让一辆公交车行驶600 英里;种甘蔗来生产酒精,可以行驶4000 英里;但用甘蔗来生产金合欢烷,不改进的柴油车辆的动力系统,便可以行驶5500 英里。如将木质生物质转化金合欢烷,将大大增加这个技术的效益。与EPA 基准石化柴油相比,金合欢烷具有不含硫和微粒、更高十六烷值和低温性能,还可以减少82%的GHG排放。
2015年
获奖内容和原因:Renmatix 公司因开发了一种超临界水解纤维素为糖类,作为生产化学品和生物燃料原料的Plantrose?工艺而获得2015 年小企业奖。 意义:该技术与传统的酸水解、酶水解技术相比,具有清洁、高效经济等优点,为生产植物基化学品和生物燃料,并减少对石油燃料的依赖提供手段。
学术奖
1996年
获奖内容和原因:Taxas A&M大学M. Holtzapple教授 把废生物质转化为饲料、化学品与燃料(用石灰水或高压低温液氨处理纤维素,使其膨化,再酶降解) 意义:在Texas A&M开发的一系列技术可将废生物质(biomass)转化为动物饲料、工业化学品和燃料。废生物质包括市政固体垃圾、污水淤泥、肥料和农业废渣用石灰处理后的农业废渣可用做反刍动物的饲料。此外,用石灰处理后的生物质在厌氧性发酵罐中用瘤胃微生物将其转化为挥发性的脂肪酸盐,如乙酸钙、丙酸钙和丁酸钙这些盐可通过条途径转化为化学品或燃料:(1)酸化后可得到乙酸、丙酸和丁酸;(2)加热可得到丙酮、甲乙酮和二乙酮;(3)酮经加氢还原可得到异丙醇、异丁醇和异戊醇。用生物质生产化学品的技术对环境没有负面影响,可为子孙后代保留更多的大量非再生性资源,如石油和天然气等;传统上处理废生物质方法如掩埋法或焚烧法不但处理费用高而且对土壤和空气造成污染。 1997年
获奖内容和原因:北卡罗来纳大学J. M. Desimone教授开发能溶于CO2的表面活性剂,用于微电子和光谱清洗 1998年
获奖内容和原因:斯坦福大学,Trost 教授创立“原子经济”概念。Trost详细阐明了评论化学过程的一套新标准。
意义:这套新标准包含选择性和原子经济性两个方面。选择性和原子经济性是基于以下两个原因提出的:(1)大多数合成有机化学品来自于非再生性资源。很明显,应该尽可能节省地利用这些资源;(2)最大程度上减少废弃物的产生,这可通过反应的内在化学计量性质或抑制不需要的竞争反应来实现。 1999年
获奖内容和原因:CarnegieMellon大学的Collins教授发展了一系列Fe(III)络合物, 称为TAML活化剂(tetraamidomacrocyclicligandactivators),这种活化剂可以增强过氧化氢的氧化能力。
意义:TAML活化剂的重要用途是在木浆和造纸工业中漂白木浆, 传统上是用氯分子或二氧化氯漂白木浆和纸浆的。当碎木头经过化学处理或“消化”, 破坏并溶解木质素(一种把木头中纤维素“粘合”在一起的高分子)后就产生了木浆。含有丰富的纤维素和半纤维素的棕色木浆经过漂白形成一种用于制备纸张和其他有用的产品的白色物质。但是使用氯化物漂白导致有毒的含氯酸化合物, 如dioxins 和氧芴的生成。为了以更加绿色和经济的方法来制备以纤维素为基础原料的产品, 木浆和造纸工业尝试采用彻底消除氯的加工方法。而TAML活化剂可服务于此目的, 因为它们可以使过氧化氢在低温下(50℃)活化, 选择漂白木浆并去除木质素残留物。这是第一个以此种方式在低温过程中使用过氧化氢, 它可以节约能源和消除氯有机物的产生。 2000年
获奖内容和原因:Scripps研究所的Wong教授在酶催化有机合成领域所做出了开创性工作:
( 1) 发明了用基因工程糖转移酶催化定位还原糖核苷酸合成低聚糖的方法, 此方法已实现工业化,为临床提供了大量复杂的碳水化合物。
( 2) 酶催化烯醇酯的酯交换反应, 此方法是酶催化合成光学纯羟基化合物最普遍、最常用的方法。
( 3) 重组醛缩酶催化不对称羟醛缩合反应, 此反应开辟了一条合成单糖及相关化合物既独特又实用的路线, 已经用这种方法合成了大量结构新颖的化物合, 如
唾液酸、L型糖、亚胺基环多醇等。
( 4) Wong教授还发展了许多其他酶促反应: 糖肽合成法、糖蛋白合成法以及手性胺和前列腺素的合成法, 他还合成了无数手性合成子。
意义:Wong教授的研究为酶催化工业奠定了坚实的基础, 开辟了一个绿色合成的崭新领域, 这些成果对制药工业和精细化工具有非凡的意义。 2001年
获奖内容和原因:李朝军在设计和发展在水中和空气中进行的过渡金属介入的和催化的有机反应方面取得了一系列引人瞩目的,富于创新性的成果。他首先发展了一种新型的水相[3+2]环加成反应合成五员碳环的新方法,建立并发展了在水相合成b-羟基酯的新方法和新的1,3-双羰基化合物的水相烷基化反应。 意义:水作为溶剂有许多优点:价廉易得,安全可靠(不会燃烧和爆炸)而且无毒。在有机反应中可省略反应物的保护和脱保护的合成步骤,通过简单的相分离, 即可得到产物。而进行以有机溶剂为介质的反应时, 产物的分离往往耗能较大, 且有大量有机溶剂排放。若采用水相有机反应有意想不到的化学选择性,能大大减少副产物的生成。有机金属的反应能在空气中进行, 使用少量有机金属即可大规模制备, 且催化剂的回收再生非常简便。李朝军教授发展的水相催化的有机反应,在药物、精细化学品、石油化学品和农业化学品的合成,以及高聚物和塑料的合成等方面都有广阔的应用前景。李朝军教授的创新性研究为传统上只能在惰性气体和有机溶剂中进行的有机合成反应开辟了一个崭新的领域。 2002年
获奖内容和原因:匹茨堡大学化学工程系的贝克曼教授及其研究小组首次设计并制备出非氟亲CO共聚物添加剂,使CO成为更有用的溶剂。
意义:贝克曼小组设计并合成了一系列非常经济的非氟共聚物,这些共聚物能迅速地溶解于CO,,且溶解压力低。氟醚聚合物溶于CO,的溶解压力是200 巴(1巴=750mm汞柱),共聚物的溶解压力为 100巴。制成的溶剂可生物降解,制备成本只有氟醚聚合物的1%。 2003年
获奖内容和原因:纽约布鲁克林的技术大学(PolytechnicUniversity) 的RichardAGross从活体组织中分离出脂肪酶。
意义:分离出脂肪酶已经被应用于聚合物的体外催化合成。由于RichardGross教授开发的脂肪酶降低了聚合反应活化能, 故减少了能量消耗。另外, 脂肪酶催化聚合具有区域选择性, 可以使甘油、山梨醇等多元醇的多个羟基中仅二个参与反应, 因此它们可以直接用于聚合。目前, 这类聚合的化学合成途径需要多步的保护与去保护,而且消耗化学计量的偶联剂( 如碳二酰亚胺) 。脂肪酶催化的反应条件温和, 有利于对化学物质和热敏感的分子的聚合。 2004年
获奖内容和原因:乔治亚理工学院的Eckert教授和Liotta教授研究出一种环境友好性质可调的溶剂,实现了反应、分离一体化;
意义:两位教授的研究小组以一系列崭新、环境友好并且可调的溶剂如超临界二氧化碳、近临界水(near critical water)及二氧化碳膨胀液体(CO2-expanded liquid)等取代传统化学溶剂,将化学过程中的反应和分离紧密地结合起来,不但降低了对环境与人体健康的不良影响,而且简化了步骤,成为可持续发展的良好范例。这些溶剂的溶剂性质较气体强且输送性质较液体佳。其中超临界二氧化碳用于调节反应平衡及反应速率、改进选择性及去除废弃物,并首次和相转移催化剂用于分离产物,既经济又有效率。 2005年
获奖内容和原因:Alabama大学的Rogers教授建立了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”(aplatformstrategy) 。
意义:Rogers教授和他领导的研究团队创建了一种“平台策略”,成功地利用一种天然的可再生聚合体—纤维素的生物复杂性直接合成新型材料。这一策略潜在地减弱了在合成聚合物时对以石油基原料的依赖性。Rogers教授利用了离子液体可以作为溶剂的性质,并结合一种溶解并重组纤维素或类似聚合体新颖技术创建了以天然聚合体为原料合成新型材料的平台。他强调,只要应用绿色化学原理指导过程开发和商业化,利用这一合成平台将会产生一系列具有市场前景的新型材