美国“总统绿色化学挑战奖”2011

美国“总统绿色化学挑战奖”2011年美国“总统绿色化学挑战奖”简介2011年美国“总统绿色化学挑战奖”获奖概况各奖项获奖原因、内容和意义美国“总统绿色化学挑战奖”简介1995年3月16日，美国宣布设立“总统绿色化学挑战奖”并于1996年在华盛顿国家科学院颁发了第一届奖项。设立五个奖项：1.绿色合成路线奖2.绿色溶剂/反应条件奖3.设计更绿色化学品奖4.小企业奖5.学术奖目的：促进污染的防止和工业生态的平衡。评价标准：对人们健康和环境有益，具有科学创新性、应用价值等。2011年美国“总统绿色化学挑战奖”获奖概况绿色合成路线奖（Greener

SyntheticPathwaysAward）

Genomatica公司因用低值、可再生原料生产大宗基础化学品1,4-丁二醇（BDO）而获得绿色合成路线奖。BDO

是大宗基础化工原材料，广泛用于制备通用聚合物产品，如弹力纤维、汽车用塑料、跑鞋等，全球每年约消耗28亿磅BDO，约三十亿美元的市场份额。

Genomatica公司应用成熟的基因技术，开发了通过发酵糖制备BDO的方法。获奖原因BDO是做什么的？相关内容

自2010年的上半年起，Genomatica公司已在小型发酵实验厂生产BDO，并在2011年开始向规模化推进。Genomatica公司的生化BDO各项指标已经与由石油生产的BDO相近。各大化学品公司已经成功地利用生化BDO作为原料生产聚合物。

Genomatica公司的生化BDO生产设备投入少，生产开支较传统的BDO少15%～30%。Genomatica公司希望生化BDO在原油每桶45美元或者天然气每百万Btu3.5美元的时候仍有较强的竞争力。如果具备商业规模，生化BDO比传统BDO更便宜。Genomatica公司准备与大公司合作将生化BDO推向市场，并希望能于2012年开始，在美洲欧洲和亚洲实现商业化生产BDO。意义与价值

初步生产过程分析显示Genomatica公司生产的生化BDO，只需由乙炔合成BDO四成的能耗；同时生化BDO需要

来合成，因此可以减少七成的

排放；发酵生产生化BDO不需要有机溶剂，废水也可以循环使用；此外，生化BDO的发酵途径只需要常温常压，生产环境更安全。成本低15%～30%能耗低60%排放量70%绿色反应条件奖（Greener

ReactionConditionsAward）获奖原因

Kraton公司（KratonPerformancePolymers，Inc.）因开发

高聚物膜技术而荣获更绿色反应条件奖。有什么性质？

系列膜是含有聚叔丁基苯乙烯的刚性链段、聚乙烯-丙烯刚-柔链段以及用于输送水或离子的苯乙烯-硫化苯乙烯链段的相分离的嵌段共聚物。这种A-B-C-B-A嵌段共聚物在干燥和潮湿条件下都具有高强度和高韧性。相关内容

较目前使用的反渗透膜，

膜具有制备时只需很少的溶剂、没有聚氯乙烯（PVC）、机械强度高、水通量提高400多倍的优点，使用该膜安全、高效。以现运行良好的一个中等规模的反渗透（RO）工厂比较：使用

膜保守估计可节省超过70%的膜成本和近50%的能源成本。因它机械强度高，在反向电渗析（EDR）的应用中可使用薄膜，从而降低原材料用量，且因膜电阻变小而降低能耗。

Kraton公司在2010年已在美国、中国和德国使用了

膜。在2010年第三季度，Karton成功地实现了10t规模的

生产。意义与价值

反渗透进行盐水净化是膜过滤的一个高级技术。Kraton公司研发出了一种不含卤素、高膜通量、使用更少溶剂的聚合物膜材料。这种

膜的优点包括：净化水量是传统膜的400多倍，膜成本降低70%，能源消耗少50%。净化水量高

400多倍成本低

70%能耗低50%设计更绿色化学品奖（Designing

GreenerChemicalsAward）获奖原因

Sherwin公司（Sherwin-WilliamsCompany）因开发水基的丙烯酸醇酸涂料而获得设计更绿色化学品奖。设计背景

油基的醇酸涂料含有高挥发的有机物（VOC），在干燥过程中易造成空气污染。目前的丙烯酸类涂料含有较少VOC，但性能不能与油基醇酸涂料媲美。相关内容

为迎接这一挑战，Sherwin公司基于可持续性原则开发了新型、低VOC水性丙烯酸醇酸涂料技术。其核心技术是低VOC，且使烯醇树脂-丙烯酸易分散（LAAD），其成分主要是可循环使用的聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、丙烯酸树脂和豆油。PET链段可增加涂料的刚性、硬度和抗水能力；丙烯酸可改进涂料的干燥次数和使用的耐久性；而豆油的功能是提高涂料的成膜性、光泽度、弹性和加工性能。该技术使水性丙烯酸涂料在建筑、工业维修等应用领域中达到油基醇酸涂料相同的使用效果。

自2010年以来，Sherwin公司所生产的ProClassic水基丙烯酸醇酸、ProMar200水基丙烯酸醇酸树脂和ProIndustrial水基珐琅，足以减少超过80万磅的VOC和其它石油基原料的使用。意义与价值

Sherwin-Williams公司研发了水基的丙烯酸醇酸树脂油漆，这种油漆含的挥发性有机物较少，原料可以来自于回收的塑料苏打水瓶、丙烯塑料和黄豆油。这种油漆既有醇酸树脂油漆的优异性能，又有丙烯酸油漆含VOC少的特点。仅在2010年，Sherwin-Williams公司制造的新油漆足足减少了360吨VOCs的排放。原料循环

使用性污

染

物挥发性可持续发展小企业奖（SmallBusinessAward）获奖原因BioAmber公司（BioAmber，Inc.）因开发生物基的琥珀酸的综合生产和下游应用而荣获小企业奖。设计背景琥珀酸是一种基础分子，许多重要的化学物质都是由它合成的，主要用于食品、药品和化妆品等多个领域，是真正的“平台分子”。但是以石油原料生产琥珀酸的高成本限制了它的用途。相关内容

BioAmber公司以一种大肠杆菌为催化剂和新的纯化过程制备琥珀酸，是第一个在中性介质中生物发酵、以水为主纯化制备琥珀酸的方法。BioAmber公司既可生产琥珀酸，也可生产多种化学品，如脂肪酸、乙酸等。同时还将琥珀酸用于以下四个方面：①转换为BDO以及其它碳四化合物；②生产琥珀酸酯，用于无毒溶剂以及替代在生产PVC及其它塑料中的邻苯二甲酸酯类增塑剂；③生产可生物降解、再生的塑料。BioAmber公司还率先开发了聚丁二酸丁二醇，其超过50%来源于生物基，可以抗100℃以上高温，且可生物降解。

在2011年，BioAmber公司在北美建成的2000kt的设备，每年能吸收8t的二氧化碳。BioAmbe公司还与一些大化学品公司合作，将琥珀酸的生产量提高到商业化程度。意义与价值

BioAmber公司开发生物基的琥珀酸与传统石油法生产相比，成本低且原料可再生，生产过程能减少60%的能源，减少碳排放以及降低40%的成本。在原油低于每桶40美元时仍然有优势。成本低40%能耗低60%碳排放量市场优势学术奖（AcademicAward）获奖原因

2011年的学术奖由加州大学圣巴巴拉分校的BruceH.Lipshutz教授获得。他的研究结束了对有机溶剂的依赖。

许多化学反应都在有机溶剂中进行，而有机溶剂易挥发、毒性大且易燃。每年全世界要用数以亿吨计的有机溶剂，而其中的大部分成为废弃物。而水本身不能作为反应介质替代有机溶剂，因为许多化学物质不溶于水也不能在水中反应。目前表面活性剂可以提高有机反应物在水中的溶解度，但它们也会使得反应物分散，导致反应变慢。设计背景相关内容

Lipshutz教授设计了一种全新的第二代表面活性剂，命名为TPGS-750-M。它由几种安全、可降解且价格便宜的成分组成：生育酚（维生素E）、琥珀酸及聚乙二醇单甲醚（MPEG-750）。TPGS-750-M可在水中形成“纳米胶粒”，内层是油溶性的，外层是水溶性的。少量的TPGS-750-M就可以在水中形成直径50～100nm的纳米反应器来进行有机反应并获得高产率。

可以为很多有广泛应用的有机反应量身定做TPGS-750-M尺寸（例如钯催化的偶联反应）；在室温下，TPGS-750