减排前沿｜绿色溶剂（一）：什么溶剂是“绿色”的？

编辑 | 李亚雯

审核 | 林子吟

“溶剂”（solvents)几乎是VOCs治理研究中出现频率最高的词汇之一。Solvents语源来自于拉丁文“solvo”,其义为“分散的”；从中文来看，溶剂中的“溶”字也很好地反映了这层含义。

溶剂的分类

溶剂的主流分类依据是极性和化学结构：

（1）极性：

非极性溶剂-溶剂分子介电常数较低，具疏水性与亲脂性。可溶解脂肪、油脂等非极性物质；

极性质子溶剂-含有极性基团，通常由与氢原子和非极性取代基相连的氧原子或氮原子组成；遇碱呈酸性。可溶解其他具有极性质子分子结构的物质，亦用于与水混溶；

极性非质子溶剂-由具有可测量偶极矩的分子构成，不具有酸性氢结构，可以连接氢键。一般来说，具有中等介电常数和极性。

（2）化学结构：

无机溶剂：由无机物质组成，最常见的无机溶剂是水，其他还包括超临界CO₂、液氨、浓硫酸、硫酰氯氟等。

有机溶剂：结构中至少包含一个碳或一个氢原子，在室温下通常为液体，分子质量小且易挥发，多数可燃易燃。绝大多数有机溶剂都是涉VOCs物料。

溶剂使用存在于各行各业

溶剂在工业领域应用极其广泛，其消耗在全球范围内的各工业行业一致保持稳定增速。据统计，2015年，全球有机溶剂市场就超过350亿美元，需求量高达18500千吨；而2023年估值超过500亿美元，需求量将提升至24550千吨。

2015年化工行业有机溶剂使用量分布

绿色化学与绿色溶剂

绿色化学是近年来化工行业的主流趋势，简而言之就是在产品设计、加工、销售全过程管控有毒有害物质、污染物以及废品的产生，换言之是提高化学生产和化工产品的可持续性。

基于绿色化学理论，“绿色溶剂”应包括以下特点：

1

易获得；

2

产品特性类似且指标优于普通溶剂；

3

热、电稳定；

4

不可燃；

5

尽量减少高能耗提纯工序；

6

高可回收价值；

7

低毒；

8

易于储存和运输；

9

可生物降解（过程无有毒物质产生）；

10

制备过程原子经济性高且能耗低；

11

使用可再生原辅料；

12

高性价比。

在化工行业中，医药制造业溶剂使用量尤为突出，在其原辅料用量中占比达50%。基于此，医药行业在溶剂分类管理与有毒有害类别替代方面积累了大量可应用于其他行业的经验。知名生物医药公司Pfizer就通过颜色标签（color-codes)将溶剂分为了以下三类：

尽管以上分类与我国各地的治理要求可能存在偏差，但还是可以从中一窥建议使用类别下溶剂的特点与特性，而这一趋势与“绿色溶剂”的概念不谋而合。

了解了绿色溶剂的评价标准，那么在哪些情景中有哪些绿色溶剂可以替代现有溶剂呢？下周二，小E将继续与大家分享生物基溶剂、离子液体、共晶溶剂等新兴绿色溶剂的特点。

参考文献：

Calvo-Flores,F.G. Green Processes in Foodomics.Green Solvents for Sustainable Processes[J].Comprehensive Foodomics,2021:690-709.

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