农药残留对儿童的影响到底有多大
(一)急性中毒:导致死亡或终身残疾。
急性中毒是指在食用了超标太多的 “农药蔬菜 ”后,轻则头痛、头昏、恶心、倦怠、腹泻、腹痛,重则痉挛、呼吸困难,大小便失禁、昏迷、甚至死亡。临床实验证明,含有有机汞、有机氯的农药对人的神经、肾、肝等有损伤作用;有机磷和氨基甲酸类农药会抑制人体内的乙酰胆碱酯酶;而有机砷类农药会引起贫血、血红蛋。白症、脱皮、神经炎等。目前,有机磷、有机氯等污染是我国农药污染的主要途径,绝大部分的杀虫剂都含有这两类物质中的一种。种植户也习惯施用含有这两类物质的农药,原因很简单:杀虫效果好、见效快。更有甚者,为了杀灭田间害虫,在蔬菜上施用国家明文禁止的剧毒农药呋喃丹、甲胺磷、1605、1059等。据我了解,这种情况不仅存在,而且非常普遍。
近年来,有关蔬菜农药残留问题的咨询明显增多,一些负面报道也陆续进入人们的视野。一名9岁女孩进食菜花后很快死亡。经测定,在所吃的菜花中含有剧毒农药甲拌磷(即3911),记得我在前面《与朋友们谈吃菜安全》还是《农药残留危害知多少》文中曾说道:农药3911一是属于剧毒,二是无法降解,就是把菜品在炸油条的锅里炸过后,农药依然无法解除,它只会在人体逐步囤积直至达到一定规模“发挥作用”为止。进入夏季以来,人们蔬菜消费量增加,农药残留所致的问题也更为突出,天津、上海、北京、青岛等地均有农药残毒造成人员中毒的事故发生。
据农业植保部门调查:五个主要蔬菜种类(番茄、黄瓜、菜椒、豆角等)按户次的调查统计,在叶菜上使用过高毒农药的种植户占40%左右。而主要用药品种有氧化乐果、对硫磷、甲拌磷、甲胺磷、水胺硫磷、呋喃丹等。其中甲胺磷是最常用的高毒、广谱的农药。由于甲胺磷产量大、价格低、药效好,菜农常常偷着使用。在叶菜上的使用频率高达50-60%以上,对硫磷在番茄、豆角、菜椒上的使用频率也高达60%左右。更重要的是,调查显示一般都是在收获期前10-15天以内用药。甚至有在收获前三四天甚至一两天用药的。致使蔬菜上农药残留量浓度高,造成食用者的急性中毒。
前一段,我们都知道在民间传的沸沸扬扬的“毒韭菜”事件,中国农科院植保所姚建仁教授通过试验:韭菜提取物对试验的五种有机磷杀虫剂均有增加毒性的作用。其中,对甲胺磷毒性增加11倍。韭菜中含有四种含硫化合物,对主要酶活性均有不同程度的抑制作用。其中烯丙基硫醚和二甲基二硫醚对酶的抑制作用最强,这可能就是食用被有机磷农药污染的韭菜容易引起中毒的直接原因。对这件事,虽然政府和媒体对此做了非常低调的处理,但后来市场上的确把韭菜作为重点检验对象,以防止类似中毒事件的发生。
(二)亚急性中毒:例如致癌、致畸(畸胎和畸形儿)和致基因突变(即损伤生物的遗传物质,导致不可逆诱变的作用),损害我们身体的重要脏器。
我们都有这样的体会,就是现代人患病较难治愈,也常有这样的体验,身体看起来十分健壮,然而像感冒、腹泻、发烧、头痛等一些常见病,过去吃几片药、打几针就好了,可现在就不行了。动不动打点滴,挂吊瓶。过去几元钱能治好的病现在则须花上几十元,甚至上百元才能好。而且你就是花上一大堆钱治疗,最后病愈也未必就是药物的作用,到了一定时间,身体以与药毒共存或损害脏器的代价,和药毒达成暂时或表面休战。即果蔬残留农药在人体内长期蓄积,使体内毒素过多,产生了耐药性,抗药性。人与生俱来就有防细菌侵入的免疫力,当病毒和细菌猛然超量袭来时,人就得急性病,而病毒和细菌微量侵入,人的免疫功能能完全承载,人体不会有异常的变化,但这种长期的蓄积更可怕,量变的积聚必然造成质变的发生。当人因心脑血管疾病造成偏瘫时,当糖尿病引起多种并发症时,当癌细胞以几何倍数裂变、增殖、扩散时,那时就是你终于被药毒打败而提前退出生命阵地的时候,但悔之晚矣。
朋友们不要以为我在这里危言耸听,实际上这种情况每天都在每个人身上发生着,现在,已经可以确定的疾病有几十万种,但能说明原因的只有几千种。我们经常有这样那样的不舒服或者身体难受,糊里糊涂就过去了,即使去了医院,做了一大堆检查,医生也摸棱两可的说不清原因,反正就是消炎,善良的人们,可能从来没有想过那是“病从口入”的原因吧。
(三)慢性中毒:农药残留的危害,更为可怕的是使人在不知不觉中慢性中毒。
慢性中毒作用包括神经、生理、生化、血液、免疫和病理等方面。这种伤害,首先是危及青少年、儿童的成长发育,影响胎儿正常发育,特别是对孩子心脏、神经系统的损害是非常严重和直接的。其次是导致神经系统失调,破坏人体器官生理功能,内分泌紊乱,如引起妇女经血失调及面部生出各种斑痕,如果你感到这些症状,那就是通知你身体内的毒素已经积累到一定程度了。三是引发中老年人各种疾病,这些我们都见多了。四是损害生殖系统,实验室研究表明,某些农药会降低精子数量,影响精子的质量。国外有研究直接表明,最近30年男性精子质量下降50%左右,另外,有些农药还会导致女孩性早熟,对家庭和成员造成经济上和心理上的伤害。
对成年人来说,平时食用少量的残留农药,人体自身会降解(这里仅指国家允许使用的非剧毒可降解农药),不会突然引起急性中毒,但长期食用没
有清洗干净带有残留农药的农产品,必然会对人体健康带来极大的危害,这方面的危害主要有:
1、导致身体免疫力下降:长期食用带有残留农药的菜,农药被血液吸收以后,可以分布到神经突触和神经肌肉接头处,直接损害神经元,造成中枢神经死亡,导致身体各器官免疫力下降。如,经常性的感冒、头晕、心悸、盗汗、失眠、健忘等就是这种情况。
2、可能致癌:残留农药中常常含有的化学物质,可促使各组织内细胞发生癌变。
3、加重肝脏负担:残留农药进入体内,主要依靠肝脏制造酶来吸收这些毒素,进行氧化分解。如果长期食用带有残留农药的瓜果蔬菜,肝脏就会不停地工作来分解这些毒素。长时间的超负荷工作会引起肝硬化、肝积水等一些干燥肝脏病变。这些内容我在上篇曾有讲到,但只讲了肝肿大的问题,没有忍心讲到这样彻底。
4、导致胃肠道疾病:由于胃肠道消化系统胃壁褶皱较多,易存毒物,这样残留农药容易积存在其中,引起腹痛、慢性腹泻、恶心等症状。
据有关专家观察,那些对长期从事农药(特别是有机磷)生产、包装、搬运、配药、喷洒等各个环节的人员,都可能因接触到农药而引起中毒。农药除了“病从口入”,还可通过呼吸道、消化道和皮肤侵入体内,在体内蓄积引起一系列急、慢性中毒症状,损害神经系统和肝、肾等实质性脏器,出现倦怠、食欲不振、头痛及震颤等全身症状,我在上世纪90年代在山西农村下乡时,就见到过农妇为了杀灭女儿头发里的虱子和卵,好象是用农药1605融水洗头发,结果导致女儿中毒死亡的事件。那时我明白了:农药就是毒药。现在又明白了:广谱农药是更厉害的毒药。
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一、常见的危险化学品
常见的危险化学品有:液化气、管道煤气、香蕉水等油漆稀释剂、汽油、苯、甲苯、甲醇、氯乙烯、液氯(氯气)、液氨(氨、氨水)、二氧化硫、一氧化碳、氟化氢、过氧化物、氰化物、黄磷、三氯化磷、强酸、强碱、农药杀虫剂,等等。
二、危险化学品引起的伤害
1、刺激眼睛、流泪致盲。
2、损伤呼吸道、胸闷窒息。
3、灼伤皮肤、溃疡糜烂。
4、麻痹神经、头晕昏迷。
5、燃烧爆炸、物毁人亡。
三、如何预防化学事故
1.了解所使用的危险化学品的特性,不盲目操作,不违章使用。
2.妥善保管身边的危险化学品,做到标签完整,密封保存,避热避光,远离火种。
3.居室内不要存放危险化学品。
4.乘坐车、船、飞机不要携带危险化学品。
5.室内积聚易燃、易爆气体浓度过高时,应按应对燃气泄漏办法处置
四、化学事故的防护
1.呼吸防护:在确认发生毒气泄漏或袭击后,应马上用手帕、餐巾纸、衣物等随手可及的物品捂住口鼻。手头如有水或饮料,最好把手帕、衣物等浸湿。最好能及时戴上防毒面具、防毒口罩。
2.皮肤防护:尽可能戴上手套,穿上雨衣、雨鞋等,或用床单、衣物遮住裸露的皮肤。如已备有防化服等防护装备,要及时穿戴。
3.眼睛防护:尽可能戴上各种防毒眼镜、防护镜或游泳用的护目镜等。
4.撤离:判断毒源与风向,沿上风或侧上风路线,朝着远离毒源的方向迅速撤离现场。
5.洗消:到达安全地点后,要及时脱去被污染的衣服,用流动的水冲洗身体,特别是曾经裸露的部分。
6.救治:迅速拨打“120”,将中毒人员及早送医院救治。中毒人员在等待救援时应保持平静,避免剧烈运动,以免加重心肺负担致使病情恶化。
7.食品检测:污染区及周边地区的食品和水源不可随便动用,须经检测无害后方可食用。
面对突发爆炸事故,我们并非完全束手无策,有许多应急措施可以帮助我们减少伤害。这里我们编译整理了美国联邦应急管理署(FEMA)的应急指南。希望大家都平安。
当不明爆炸发生、可能伴随化学泄漏时:
如果可能,尽快判断爆炸和可能化学泄漏发生的地点。
立刻远离爆炸/泄漏区!
如果你身边有东西掉落,钻到结实的餐桌或书桌底下。停止掉落时,迅速离开,要当心明显不稳的地板和楼梯。从大楼撤出时,要格外小心掉落的杂物。
不要站在窗户、玻璃门前或其它有潜在危害的区域。
让出人行道或街道供急救人员或其它尚未撤离的人使用。
如果爆炸/泄漏发生在你所在的建筑,你应该:
尽快离开,但躲开沾染区。
如果有烟雾,低下身来。不要停下来回去取个人物品或打电话。
切勿使用电梯。
如果无法离开建筑,或者无法穿过爆炸区域,那么寻找尽可能远离爆炸区的地方,然后就地采取防护措施(见文末)。
如果爆炸发生时你在室外,你应该:
计算一下怎样最快能找到新鲜空气。判断一下你应该尽快逃离还是进入最近的建筑就地防护。
如果选择逃离,判断风向,立刻向爆炸点上风方向移动。
如果你被困在废墟里,你应该:
如果可能,用手电筒给救援人员打信号告知你所在位置。
敲击管道或墙壁以便救援人员能找到你所在的位置。
如果可能,吹口哨给救援人员打信号。
不到万不得已不要大喊。喊叫时会让你吸入危险量的灰尘。
避免不必要的挪动,这样你不会搅起尘土。
用任何手边的东西捂住口鼻。(密织棉料用来过滤很不错。尽量通过这种材料呼吸。)
如果你得到通知要留在家中,或者因其他原因决定就地防护:
用好所有已知信息和你的常识,判断何时需要逃离,何时应当采取就地防护措施。
如果家人和宠物在身边,确保他们一起进屋。
锁门,关窗,关上通风口和壁炉。
关闭风扇和空调。
藏身在内侧的屋子里,窗户尽可能少。
带上你的应急储备物资。
用2-4毫米厚的塑料纸和胶条封死所有门、窗户和通风口。可以事先将塑料纸裁好以节约时间。
用胶条时,先贴住角落,再封死边缘。
当地政府可能无法立即提供应急应对信息。但你依然应该关注电视、收音机和互联网,随时了解情况。(编辑:Ent)
对于普通公众,了解化学常识,掌握遭遇化学品爆炸(泄漏)时基本的自救技能,也成为迫切之需。新京报记者连线北京市疾控中心职业卫生所副主任医师林英及一位正在北京待命准备前往现场的感染防护专家,告诉大家在“遭遇化学品爆炸(泄漏)
事故时,我们该如何自救?”
■自救5招
1面对冲击波怎么办?
伏地寻找遮挡物躲避冲击波伤害
通过现场亲历者拍下的视频,我们看到了爆炸的惨烈,同时也发现,这些拍摄者在拍摄过程中可能遭受到了冲击波的影响。
有资料显示,对于人体而言,冲击波超压为0.5大气压时,人的耳膜破裂,内脏受伤;超压为1大气压时,作用在人体整个躯干的力可达4000-5000公斤,在这么大的冲击力挤压下,人体内脏器官严重损伤,尤其会造成肺、肝、脾破裂,甚至导致人员死亡。
果壳网总编辑徐来通过视频提醒现场亲历者,一旦发生爆炸,有不明原因的闪光,请不要拍照,先躲避。应立即先背对着闪光,双肘撑住自己的身体趴在
地上,同时张大嘴来保持内外耳的压力平衡,如果能躲在遮挡物后面就更好。即便外伤不是很明显的情况下,仍然要到医院接受详细的检查。
发生爆炸后,肺爆震伤较之其他脏器损伤的机会多并且程度重。北京朝阳医院呼吸与危重症医学科RICU副主任医师孙兵指出,目前认为,肺爆震伤是
在冲击波导致的肺损伤“第一次打击”基础上,由于全身炎症反应综合征,引发肺损伤或急性呼吸窘迫综合征,造成肺部的“二次打击”。
肺爆震伤的临床表现迟,症状重,持续时间长。有研究显示,患者一般在伤后3-6天出现胸闷气急、呼吸困难、血氧饱和度下降,部分患者进行性加
重,需给予呼吸机辅助通气。且肺部感染发生率高,在伤后10天左右会出现肺部感染征象,特别是合并烧伤的患者,这部分患者均存在免疫力低下,是并发肺部感
染的直接诱因。
2爆炸后如何撤离?
应顺着上风向往外撤离
林英介绍,化学品爆炸对人体的危害,除了冲击伤、烧烫伤,各种化学品燃烧后产生的粉末,可能进入呼吸道或口腔;有毒有害气体,会被吸入呼吸道,
造成急性中毒等损害;也有可以经皮肤吸收的浓度较高的毒气或粉末会通过皮肤进入人体。因此,遭遇化学品爆炸后,周边人群应尽快撤离事故现场,绕开爆炸地中
心点,跑到上风向,往外撤离。
但撤离到哪里是安全距离?林英坦言,每种化学品爆炸后产生的气体量、毒性,以及事故发生的环境,当时当地的风向风力都不一样,须由专业部门(环
境、卫生等部门)做好事故地及周边的空气监测,判断污染物种类、含量后,提供给当地政府组建的应急指挥中心,才能科学判定安全距离和撤离范围。
夏天的风力较小,空气中污染物和有害气体飘散较慢。但林英建议,遭遇危化品爆炸事故后,周边居民应注意自己的手机、广播、电视等通讯设备,如果政府发出撤离通告,应遵循政府统一通告有组织地顺序撤离。
3口罩可以防护吗?
专业防护为主尽量穿长袖衣裤
在京待命的感染防护专家告诉新京报记者,化学品爆炸后,在事故中心区(0米-500米)和事故波及区域(500米-1000米)应穿戴轻型防化
服。如果救援现场存在氰化物,救援人员应当穿连衣式胶布防毒衣、戴橡胶耐油手套;呼吸道防护可使用空气呼吸器,若可能接触氰化物蒸气,应当佩戴自吸过滤式
防毒面具(全面罩)。
林英也强调,每个人在撤离时,最好能穿上长袖衣裤,戴上防护口罩。实际上,每种危化品爆炸后产生的危害不同,需要使用的防护口罩种类也不同。“普通人很难拥有专业防护口罩,如果家里有防尘口罩,也可以遮蔽一些粉尘的危害。”
感染防护专家提醒,离开污染区后,应尽快脱下受污染的衣物,并放入双层塑料袋内,同时用大量清水冲洗皮肤和头发至少5分钟,冲洗过程中应注意保
护眼睛。若皮肤或眼睛接触氰化物,应当立即用大量清水或生理盐水冲洗5分钟以上。若其戴有隐形眼镜且易取下,应当立即取下,困难时可向专业人员请求帮助。
4何时是最佳就医时间?
出现不适症状及时就医
林英介绍,不同化学品爆炸后,产生的有毒有害气体,有的有刺激性气味,有时却是无色无味。
以此次天津瑞海物流危化品仓库大爆炸事故中备受关注的氰化钠为例。氰化钠在正常保存状态下,是一种无色晶体。氰化物可以通过呼吸道吸入、消化道
吸收和皮肤接触吸收对人体产生危害。氰化钠遇水、遇酸后,会产生氰化氢。氰化氢是一种无色,有苦杏仁味儿的剧毒气体。“但大约有40%的人,闻不到苦杏味
儿,如果(人体)没有专业防护,很容易吸入。”林英说,氰化氢的致死量,是0.5毫克/每升空气中。因此,处置泄漏或爆炸后的氢化钠,需要专业人员穿戴A
级防护装备,呼吸防护一定要采用隔绝式的,不能用过滤式呼吸防护器。
“但是,如果引发爆炸,一定是大剂量的化学品,人接触后也应引起急性的毒性反应。”林英介绍,氰化钠是剧毒物质,即使是吸入或吞入少量氰化物,也会导致人体出现急性中毒反应,多数在1小时内就会出现上呼吸道麻木、头昏头痛、胸闷、呼吸加深加快、脉搏加快等反应。虽然个人体质不同,吸入量不同,但
短时间一定会出现不适反应。
因此,如果撤离事故现场后,感到口腔、上呼吸道刺痛或麻木、头昏头痛,一定要及时就医,林英强调,有些化学品中毒,包括剧毒的氰化物,都有特效解毒剂,所以一定要寻求专业的医疗救护。
5如何饮水更安全?
先用应急水源或瓶装水
关于饮水安全,林英建议,在确认爆炸现场排放的污染物完全得到专业处置,不会混入生活水源之前,应该避免饮用管线供应的自来水、或地下水,尽量使用救援者提供的应急水源,或者瓶装水。
不过,在这次天津大爆炸事故中,天津市环保局和驰援天津的北京军区均公开表示,爆炸事故现场空气已达标,针对地下两个监测点出现氰化物超标的情
况,事故现场已用水泥封堵所有的污水外排处,并设置应急废水收集区。现场产生的废水,将由罐车提取至专业污水处理点,所有措施均在专家指导下进行,不会对
周边居民、群众造成次生危害。
绿色催化剂的应用及进展
摘要]对新型绿色催化剂杂多化合物的研究进展进行了综述,主要介绍了杂多化合物在催化氧化、烷基化、异构化等石油
化工领域的研究现状,并对其应用和发展前景做了总结和评述。
[关键词]杂多化合物;绿色化工催化剂;展望
随着人们对环保的日益重视以及环氧化产品应
用的不断增加,寻找符合时代要求的工艺简单、污染
少、绿色环保的环氧化合成新工艺显得更为迫切。20
世纪90年代后期绿色化学[1,2]的兴起,为人类解决化
学工业对环境污染,实现可持续发展提供了有效的手
段。因此,新型催化剂与催化过程的研究与开发是实
现传统化学工艺无害化的主要途径。
杂多化合物催化剂泛指杂多酸及其盐类,是一类
由中心原子(如P、Si、Fe、B等杂原子及其相应的无机
矿物酸或氢氧化物)和配位原子(如Mo、W、V、Ta等多
原子)按一定的结构通过氧原子桥联方式进行组合的
多氧簇金属配合物,用HPA表示[3-6]。HPA的阴离子结
构有Keggin、Dawson、Anderson、Wangh、Silverton、
Standberg和Lindgvist 7种结构。由于杂多酸直接
作为固体酸比表面积较小(<10 m2/g),需要对其固
载化。固载化后的杂多酸具有“准液相行为”和酸碱
性、氧化还原性的同时还具有高活性,用量少,不腐蚀
设备,催化剂易回收,反应快,反应条件温和等优点而
逐渐取代H2SO4、HF、H3PO4应用于催化氧化、烷基化、异
构化等石油化工研究领域的各类催化反应。
1杂多酸在石油化工领域的研究进展
随着我国石油化工工业的快速发展,以液态烃为
原料制取乙烯的生产能力在不断增长,而产生的副产
物中有大量的C3~C9烃类,其化工综合利用率却仍然
较低,随着环保法规对汽油标准中烯烃含量的严格限
制,如何在不降低汽油辛烷值的情况下,生产出高标
号的环境友好汽油已是我国炼油业面临的又一个技
术难题。目前,催化裂化副产物C3~C9烃类的催化氧
化、烷基化、芳构化以及C3~C9烃类的回炼技术已成
为研究的热点。因此,催化裂化C3~C9烃类的开发与
应用将有着强大的生产需求和广阔的市场前景。
1.1催化氧化反应
杂多酸(盐)作为一类氧化性相当强的多电子氧
化催化剂,其阴离子在获得6个或更多个电子后结构
依然保持稳定。通过适当的方法易氧化各种底物,并
使自身呈还原态,这种还原态是可逆的,通过与各种
氧化剂如O2、H2O2、过氧化尿素等相互作用,可使自身
氧化为初始状态,如此循环使反应得以继续。用杂多
酸作催化剂使有机化合物催化氧化作用有两种路线
是可行的[7]:①分子氧的氧化:即氧原子转移到底物
中;②脱氢反应的氧化。
将直链烷烃进行环氧化是生产高辛烷值汽油的
重要途径之一。Bregeault等[8]研究了在CHCl3-H2O
两相中,在作为具有催化活性的过氧化多酸化合物的
前体的杂多负离子[XM12O40]n-和[X2M18O62]m-以及同多
负离子[MxOy]z-(M=Mo6+或W6+;X=P5+,Si4+或B3+)的存在
下,用过氧化氢进行1-辛烯的环氧化反应时,负离子
[BW12O40]5-、[SiW12O40]4-和[P2W18O62]6-都是非活性的,并
且许多光谱分析法表明它们的结构在反应过程中没
有发生变化。[PMo12O40]3-表现出很低的活性,而
[PW12O40]3-、H2WO4和[H2W12O42]10-都表现出高活性。反应
中Keggin型杂多负离子[PW12O40]3-被过量的过氧化
氢分解而形成过氧化多酸{PO4[WO(O2)2]4}3-和
[W2O3(O2)4(H2O)2]2-,而这两种活性物种在环氧化反应
中起到了重要的作用。1.2烷基化反应
石油炼制工业上,烷烃烷基化、烯烃烷基化及芳烃烷基化反应是生产高辛烷值清洁汽油组分的环境
友好工艺。但以浓硫酸和氢氟酸作为催化剂的传统烷
基化工艺因氢氟酸的毒性和浓硫酸的严重腐蚀性受
到了很大的限制。
C4抽余液是蒸气裂解装置产生的C4馏份经抽提
分离丁二烯后的C4剩余部分,其中富含大量的1-丁
烯和异丁烯。如何利用C4抽余液中的异丁烯和1-丁
烯是C4抽余液化工利用的关键。异丁烯是一种重要
的基本有机化工原料,主要用于制备丁基橡胶和聚异
丁烯,也用来合成甲基丙烯酸酯、异戊二烯、叔丁酚、
叔丁胺等多种有机化工原料和精细化工产品。1-丁
烯是一种化学性质比较活泼的a-烯烃,其主要用途
是作为线性低密度聚乙烯(LLDPE)的共聚单体,也用
于生产聚丁烯、聚丁烯酯、庚烯和辛烯等直链或支链
烯烃、仲丁醇、甲乙酮、顺酐、环氧丁烷、醋酸、营养药、
农药等。特别是自20世纪70年代LLDPE工业化技术
开发成功以来,随着LLDPE工业生产的蓬勃发展,国
内外对1-丁烯的需求与日俱增,已成为发展最快的
化工产品之一。
刘志刚[9]等用浸渍法制备了Cs+、K+、NH4+的SiPW12
杂多酸盐类和SiO2负载的SiPW12杂多酸,在超临界
条件下评价了它们对异丁烷和丁烯烷基化的催化作
用。结果表明,它们的活性和选择性大小顺序是当阳
离子数相同时,Cs+盐>K+盐>NH4+盐。
(NH4)2.5H1.5SiW12O40尽管催化活性不高,但对C8产物的
选择性达到83.48%;Cs2.5H1.5SiW12O40具有很高的催化
活性,但其对C8产物的选择性却只有62.47%。
1.3异构化反应
汽油的抗爆性用异辛烷值表示,直链烃异构化是
生产高辛烷值汽油的重要手段。C5~C6烷烃骨架异构
化旨在提高汽油总组成的辛烷值,反应受平衡限制,
低温有利于支链异构化热动力学平衡。为达到最大的
异构化油产率,C5~C6烷烃异构化应在尽可能低的温
度和高效催化剂存在下进行。烷烃骨架异构化是典型
的酸催化反应,最近发现有较多的固体酸材料(其酸
强度高于H-丝光沸石)可用于轻质烷烃骨架异构化,
其中,最有效的有基于杂多酸(HPA)的催化材料和硫
酸化氧化锆、钨酸化氧化锆(WOx-ZrO2)。
2绿色催化剂
绿色化学对催化剂也提出了相应的要求[1,2]:(1)
在无毒无害及温和的条件下进行;(2)反应应具有高
的选择性,人们将符合这两点的催化剂称之为绿色催化剂。
由于一些杂多酸化合物表现出准液相行为,极性
分子容易通过取代杂多酸中的水分子或扩大聚合阴
离子之间的距离而进入其体相中,在某种意义上吸收
大量极性分子的杂多酸类似于一种浓溶液,其状态介
于固体和液体之间,使得某些反应可以在这样的体相
内进行。作为酸催化剂,其活性中心既存在于“表相”,
也存在于“体相”,体相内所有质子均可参与反应,而
且体相内的杂多阴离子可与类似正碳离子的活性中
间体形成配合物使之稳定。杂多酸有类似于浓液的
“拟液相”,这种特性使其具有很高的催化活性,既可
以表面发生催化反应,也可以在液相中发生催化反
应。准液相形成的倾向取决于杂多酸化合物和吸收分
子的种类以及反应条件。正是这种类似于“假液体”的
性质致使杂多酸即可作均相及非均相反应,也可作相
转移催化剂。陈诵英[10]等用二元杂多酸为催化剂,双
氧水为氧化剂,醋酸为溶剂,催化氧化三甲基苯酚
(TMP)合成三甲基苯醌(TMBQ),这与传统方法先用发
烟硫酸磺化TMP,然后在酸性条件下用固体氧化剂氧
化得到TMBQ相比,能减少排放大量废水以及10 t以
上的固体废物,且其摩尔收率可达86%,大大提高了
原子利用率。刘亚杰[11]等采用一种性能优良的环境友
好的负载型杂多酸催化剂(HRP-24)合成二十四烷基
苯。HR-24属于一种大孔、细颗粒、强酸性的固体酸
催化剂,大孔和细颗粒有利于大分子烯烃的扩散,且
不容易被长链烯烃聚合形成的胶质堵塞孔道,而强酸
性可使催化剂在较低温度下就具有较高的催化活性。
实验表明,在反应温度和压力较低的情况下(120℃
和0.1~0.2 MPa),烯烃的转化率和二十四烷基苯的
选择性都接近100%。Furuta等[12]采用Pd-H3SiW12O40
催化乙烯在氧气和水存在下氧化一步合成了乙酸乙
酯,简化合成工艺,与绿色化学相适应。刘秉智[13]以活
性炭负载磷钼钨杂多酸为催化剂,用30%双氧水催化
氧化苯甲醇合成苯甲醛,苯甲醛收率可达74.8%。与
国内同类产品的生产工艺相比,其具有催化活性好,
反应条件温和,生产成本低廉,催化剂可重复使用,对
设备无腐蚀性,不污染环境,是一种优良的新型合成
工艺路线,具有一定的工业开发前景。
3展望
虽然绿色化工催化剂理论发展逐渐得到完善,但
大多数催化剂仍停留在实验阶段,催化剂性能不稳
定,制备过程复杂,性价比低是制约其工业化应用的
主要原因,但从长远角度考虑,采用绿色化工催化剂
是实现生产零污染的一个必然趋势。环境友好的负载
型杂多酸催化剂既能保持低温高活性、高选择性的优
点,又克服了酸催化反应的腐蚀和污染问题,而且能
重复使用,体现了环保时代的催化剂发展方向。今后
的研究重点应是进一步探明负载型杂多酸的负载机
制和催化活性的关系,进一步解决活性成分的溶脱问
题,并进行相关的催化机理和动力学研究,为工业化
技术提供数据模型,使负载型杂多酸早日实现工业化
生产,为石油化工和精细化工等行业创造更大的经
济、社会效益。
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