《绿色化学与生物质的化学加工》复习重点整理.docx

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《绿色化学与生物质的化学加工》复习重点整理

Chap.1绿色化学概论

1.1绿色化学的产生与兴起

1.1.2化学工业的危害

1.1.3环保治理的发展

1.1.4总统绿色化学挑战奖

1995年3月16日，美国总统克林顿宣布了“总统绿色化学挑战计划”；该项计划是为了促进对旨在以达到防止环境污染为目标，已经或可以被工业界采用的新颖的绿色化学技术的研究、开发、应用及其对所取得的成就进行确认。

该项计划奖励在利用化学原理从根本上减少化学污染方面卓有成就的个人、集体或组织。

所设奖项包括变更合成路线奖、变更溶剂/反应条件奖、设计更安全化学品奖、小企业奖和学术奖，以表彰他们在绿色化学领域中的杰出成就。

1.2绿色化学的定义、目标及特点

1.2.1绿色化学的定义

绿色化学又称为环境无害化学、环境友好化学、清洁化学。

它是涉及有机合成、催化、生物化学、分析化学等学科的一门综合性学科。

它运用现代科学技术的原理、技术和方法来减少或消除化学品的设计、生产和应用中对人类健康、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂、试剂、产物、副产物等化学品的使用和产生。

也就是降低或消除在化学品设计、制造与应用中的有害物质。

使所设计的化学产品或过程更加环境友好。

绿色化学的理想在于不再使用有毒、有害的物质；不再产生废物；不再处理废物。

1.2.2绿色化学的目标及特点

1、绿色化学的目标：

利用可持续发展的方法来降低维持人类生活水平及科技进步所需化学产品与过程所使用与产生的有害物质。

2、绿色化学的特点：

理想的绿色化学技术应该是：

采用具有一定转化率的高选择性化学反应来生产目的产品，不生成或很少生成副产物或废物，实现或接近废物的“零排放”；工艺过程使用无害的原料、溶剂和催化剂；生产环境友好的产品。

1.2.3绿色化学在化工过程中表现

1.尽可能采用无毒无害的原料、催化剂和溶剂

2.合理利用可再生资源

可再生生物质资源主要由纤维素、半纤维素、木质素和少量灰分组成。

其中半纤维素和纤维素分别是以木糖为主的五碳糖和葡萄糖为主的六碳糖组成。

3、设计、生产以及使用环境友好产品

环境友好产品在加工、应用或功能消失以后不会对人类健康和生态环境产生危害。

1.3绿色化学基础知识

1.3.1原子经济性反应

1991年美国著名的有机化学家Trost提出原子经济性的概念,认为高效的有机合成反应应该最大限度利用原料分子的每一个原子,使之结合到目标分子中去,达到零排放。

他认为合成效率是当今合成方法学研究关注的焦点。

合成效率包括两个方面,一是选择性；二是原子经济性,即原料分子中究竟有百分之几的原子转化成了产物。

一个有效的合成反应不但要有高度的选择性,而且必须具备较好的原子经济性。

理想的原子经济性反应应该是原料分子中的原子百分之百地转变为产物,不需要附加,或仅仅需要无损耗的促进剂,即催化剂。

原子经济性反应是用R1和R2作为起始原料，整个反应结束后只生成P，R1和R2中的原子100％被利用，没有任何副产物生成。

原子经济性与产品收率

原子经济性与产品收率是两个不同的概念。

前者是从传统宏观量上来看化学反应，后者则从原子水平上来看化学反应。

若一个化学反应，反应的产率或收率很高，但反应分子中的原子很少进入最终产品中，即反应的原子经济性很差，则意味着该反应会排出大量的废弃物。

因此，仅仅用反应的产率或收率来衡量一个反应是否理想显然是不充分的。

要消除废弃物的排放，只有通过实现原料分子中的原子百分之百地转变成产物，才能达到不产生副产物或废物，实现废物“零排放”的要求。

所以，应使用产率和原子经济性两个概念作为评估一个化学工艺过程的标准。

1.3.2提高原子经济性反应的途径

1.开发新催化材料提高原子经济性2.改变反应途径简化合成步骤提高原子经济性

3.采用新原料也可提高原子经济性

1.4绿色化学的原理

1.污染防止优于污染形成后处理。

2.设计合成方法时应最大限度地使所使用的所有原料都转化到最终产品中。

3.设计合成方法时应最大限度地使用或产生无毒或毒性小的物质。

4.设计化学产品时应尽量保持其功效而降低其毒性。

5.尽量不用辅助剂，需要使用时应采用无毒物质。

6.能量使用应最小，并考虑其对环境和经济的影响，合成方法应在常温、常压下操作。

7.最大限度地使用可更新原料。

8.尽量避免不必要的衍生步骤。

9.催化剂优于化学计量试剂。

10.化学品应设计成使用后容易降解的无害物质。

11.真正实现在线分析监测，在有害物质形成前加以控制。

12.化工过程物质的选择与使用应使化学事故的隐患最小。

1.4.1最大限度和最小限度原理

最大限度原理：

1.绿色化学应该最大限度地利用资源2.绿色化学制备中应最大限度地使用或产生无毒或低毒性物质3.绿色化学设计中应最大限度地使用可更新原料

最小限度原理：

1.产品设计中应尽量保持其功效，将毒性降至最小

2.能量使用应最小并考虑到其对经济及环境的影响

1.4.2绿色化学过程原则

1.首先要对化学品制造加工采用的原料进行评估2.从设计化学品开始就应考虑设计更安全化学品的方法3.尽量不用辅助剂，需要使用时应采用无毒物质4.尽量避免不必要的衍生步骤

5.催化试剂优于化学计量试剂6.化学品设计成使用后容易降解为无害物质7.制备化学品时，形成有害物质前加以控制；选择使用化学事故隐患最小的物质。

Chap.2绿色化学的研究领域及方向

2.1.2试剂的选择

试剂选择时应考虑的一些因素与准则：

1.试剂的危害性:

应在考虑传统标准的同时，充分考虑其对人类健康与环境的危害性，选择综合考虑结果最佳的试剂。

2.废物的产生:

最佳试剂应使整个过程产生的废弃物数量最少，危害性最小，安全性强。

3.产品选择性:

为了使原料更多地转化成所需要的最终产品，需要使用选择性高的试剂。

4.反应效率:

高反应效率意味着低的废物排放

5.试剂用量:

原则上，催化试剂优于化学计量试剂。

如果一个试剂在转化反应中不被消耗，则整个反应需要更少的原料。

在选择试剂时需要综合考虑以上因素，以取得整体上的最佳效果，即试剂的最佳利用和对环境的最小影响。

2.1.3溶剂的选择

在释放到环境或需要处理的化学物质中，溶剂占相当大的比例。

所以，减少溶剂使用、改进传统溶剂、采用环境无害的替代溶剂特别是开发无溶剂反应是绿色化学的重要研究领域。

在进行溶剂选择时，首先应考虑的问题是产品制备过程中是否需要溶剂。

选择溶剂首先要考虑的重要因素是溶剂本身的危害性。

其次在溶剂选择时应充分考虑其对人类健康及环境的影响。

溶剂选择应考虑的因素

1.“外部”因素—降低暴露性或可接触性

a.同环境扩散相关的性质

Δ挥发/密度/熔点Δ水溶解度Δ残留/生物降解Δ转化成生物活性物质Δ转化成生物非活性物质

b.同生物体吸收相关的性质Δ挥发性Δ亲油性Δ分子大小Δ降解性

c.人类、动物或水生物吸收途径方面的考虑Δ皮肤/眼Δ肺Δ胃肠道Δ鳃或其他特殊途径

d.杂质的减少或消除Δ不同种化学杂质的产生Δ毒性同系物的出现Δ毒性几何、结构、立体异构体的出现

2.“内部”因素—溶剂的性能

a.溶剂的改善Δ被溶剂化物质的机理了解Δ溶液的条件：

温度、压力、搅拌Δ时间尺度

b.被溶剂化物质的反应能力Δ可接受的反应能力Δ所需的产品

c.避免不必要的副反应

绿色溶剂与反应条件举例

1.传统溶剂的改进—使用安全的传统溶剂a.甲苯替代苯b.正己烷的安全替代物

2.超临界流体a.利用CO2的非对称催化b.超临界聚合c.超临界CO2中的自由基溴化d.CO2发泡剂

3.水中反应a.Breslous的环糊精工作b.基于水的铟催化c.水中自由基溴化

4.固定化溶剂5.非辐射反应条件

2.2绿色化学的研究方向

1.氧化剂与催化剂2.生物模拟多功能试剂3.组合绿色化学4.同时防止与解决污染问题的化学技术

5.溶剂反应与无溶剂分离技术6.能源相关研究7.非共价键衍生8.无害介质水中的反应

9.临界CO2作为绿色溶剂的利用

超临界流体在基质及间隙中透过速度很快，加上界面张力很小，在溶解了杂质后能很容易完全离开；而且溶剂的性质可通过温度与压力的微小变化而得到调节，CO2可溶解许多的有机化合物。

CO2的优点是具有接近室温的临界温度（31℃）,中等的临界压力（7.86MPa）及无毒、无害性。

因此是取代污染严重的氯化物清洗剂的重要替代品。

超临界CO2也具有使其成为有效的反应介质的能力。

在超临界流体中进行反应，可通过控制压力而控制其反应环境（溶剂的性质），以加强反应物和产物的溶解度，减少相间传递对反应速度的限制，并可将反应与分离操作结合起来。

当前，超临界CO2在作为卤化和芳香溶剂的环境无害替代物方面引起了人们的注意。

超临界条件可成为许多转化的优良反应条件，如染料加工、生物质转化、生物催化、均相和非均相催化、环境控制、聚合、材料合成和有机合成等等。

10.毒性与化学品设计中的计算机应用11.可持续性分析12.原料原子全利用反应的开发

Chap.3绿色化学与生物质的化学加工

一、天然产物加工提取分离方法

1.溶剂法

溶剂对需要溶出的溶质的溶解度要高，对其他（杂质）物质的溶解度要低；溶剂不能与溶质发生化学反应；溶剂来源广泛，价格便宜，无毒；沸点适当，利于反复回收，重复使用，同时节约能源。

渗漉法是往药材粗粉中不断添加浸取溶剂使其渗过药粉，从下端出口流出浸取液的一种浸取方法。

渗漉时，溶剂渗入药材的细胞中溶解大量的可溶性物质之后，浓度增加，密度增大而向下移动，上层的浸取溶剂或稀浸液置换位置，造成良好的浓度差，使扩散较好地自然进行，故浸取效果优于浸渍法，提取也较完全，同时省去了分离浸取液的操作。

2.水蒸气蒸馏法

该方法适用于能随水蒸气一起蒸馏出来，而不会改变分子结构的植物成分的提取；这些化合物与水不相混溶或微溶，在水的沸点（100℃）时有一定的蒸气压，当水沸腾时，能将该物质一起随水蒸气带出。

冷却后，经过分离器分离，除去水分得到需要的植物成分。

3.分馏法利用液体组分沸点的不同进行分馏，然后精制、纯化。

4.吸附法在精制过程中，利用吸附除去杂质（如色素等）或利用吸附剂吸附有效成分。

常见的吸附剂有氧化铝、活性炭、多孔树脂、分子筛等。

5.沉淀法

沉淀法是利用植物成分与一些试剂反应生成沉淀的特性得到目标组分或除去杂质的方法，但是这个沉淀反应必须是可逆的；否则，只能用于除杂质。

最常见的是用铅盐在水或稀乙醇溶液中与其他物质形成沉淀，脱铅的方法是向含有难溶铅盐的溶液中通入硫化氢气体，使“铅盐”转化为不溶的硫化铅沉淀除去，得到目标物质。

根据待分离物质的不同，沉淀剂也可以用氢氧化钡、磷钨酸、硅钨酸等发生沉淀，对于多糖、蛋白质等也可以用乙醇、丙醇来沉淀纯化。

6.盐析法向提取液中加入易溶无机盐至一定浓度或达到饱和，使提取液中的某些组分在水中的溶解度下降，从而沉淀析出。

7.透析法

利用半渗透膜可以截留不同分子量物质的特性，达到分离的目的，常用于分离天然高分子化合物，如蛋白质、多糖和多肽等。

大分子留在膜的一边，小分子如盐、单糖等则通过膜被分离除去；或大分子被分离除去，小分子被精制。

8.升华法有些化合物在加热时可以从固态直接变成气态，该过程称为升华。

但凡具有升华性的物质均可采用此法分离精制。

二、天然产物精制纯化方法

经过提取分离和初步纯化后得到粗品，进一步的精制和纯化方法主要有结晶法和层析法。

结晶法包括结晶和重结晶，结晶的目的是为了进一步纯化目标物，以便鉴定其分子结构。

一次结晶往往很难拿到纯净的晶体，需要反复结晶几次才能获得纯净的晶体，这个步骤就称为重结晶。

层析法包括多种方法，而且随着技术的进步和发展，不断有新的层析方法涌现，从分离介质的形状上分有柱层析、薄层层析、纸层析等；分离原理上分有吸附层析、分配层析、排阻层析和离子交换层析等；从层析的流动相和固定相的状态分类有液相层析和气相层析。

常见的填料有硅胶、氧化铝、活性炭、大孔树脂和葡萄糖凝胶等。

分析仪器中也有气相色谱和高效液相色谱可以供微量分离选择。

3.2.2绿色试剂与溶剂

1.水高温高压水与常温常压水相比，其离子积常数Kw显著增大，因而具有一定的酸碱催化功能。

利用高温高压水作为有机合成反应的介质，可使某些酸碱催化反应能在不加入酸碱的情况下进行，避免对环境造成污染，实现生产过程的绿色化。

2.超临界流体在临界点以上无论温度和压力如何变化都不凝缩的流体，称这种状态的物质为超临界流体。

超临界流体性质介于气液之间，并易随压力进行调节，有近似于气体的流体行为，粘度小，传质系数大，其相对密度大，溶解度也比气相大得多，同时表现出一定的液体行为。

3.固定化溶剂保持一种材料的溶解能力而使其不挥发，危害性不致于暴露于人类和环境。

麻省理工学院的研究人员开发了一种聚合物溶剂，具有与化学合成、分离及清洗操作所用传统溶剂相似的溶解性能。

这些溶剂是目前所用溶剂的聚合衍生物，可用作清洁的反应或分离介质。

这些聚合物溶剂可以很容易地利用超滤等机械分离方法回收。

4.无溶剂/助剂反应

3.2.3超临界流体的特性

a.高溶解能力

只需改变压力，就可控制反应的相态。

既可使反应体系呈均相，又可控制反应呈非均相。

超临界流体对大多数固体有机化合物都可以溶解，使反应在均相中进行。

特别是对H2等气体具有很高的溶解度，提高氢的浓度，有利于加快反应速率。

b.高扩散系数

一般固体催化剂呈多孔状，对液固相反应，液态扩散到催化剂内部很困难，反应只能在固体催化剂表面进行。

而在超临界条件下，由于组分在超临界流体中的扩散系数相当大，对气体的溶解性大，对受扩散控制的反应可以显著提高其反应速率。

c.有效控制反应活性和选择性

超临界流体具有连续变化的物性（密度、极性和粘度等），可通过溶剂与溶质或者溶质与溶质之间的分子作用力产生的溶剂效应和局部凝聚作用的影响有效控制反应活性和选择性。

d.无毒性和不燃烧超临界流体无毒、不燃，利于安全生产，而且资源丰富，价格低廉，有利于推广使用，降低成本。

3.3绿色化学品、催化剂及其应用

3.3.2催化剂及应用

一、固体酸的定义、分类及测定

a.固体酸的定义与分类

固体酸可理解为凡能使碱性指示剂改变颜色的固体，或者是凡能化学吸附碱性物质的固体。

固体酸可分为两种类型，一种是Bronsted酸，一种是Lewis酸。

能够给出质子的物质称为Bronsted酸。

能够接受电子对的物质称为Lewis酸。

固体超强酸：

固体表面酸强度大于100％硫酸的固体酸。

固体酸的分类：

第一类固体酸是粘土类矿物，其主要组分为氧化硅和氧化铝，各种类型的合成沸石，如X、Y、A、ZSM-S、ZSM-11型沸石都具有典型的催化活性和选择性。

第二类为液体负载在相应载体上构成。

第三类为阳离子交换树脂。

第四类为热处理后的焦炭。

第五类为金属氧化物和硫化物。

第六类为各种金属盐。

第七类为复合氧化物。

b.酸性测定

固体的酸性一般包括酸中心的类型、酸强度和酸量三个性质。

酸类型是指Bronsted酸和Lewis酸。

酸强度是指该固体表面将吸附于其上的碱分子转化为它的共轭酸的能力。

酸量是指固体单位重量或单位表面上所含酸中心数或毫摩尔数。

固体表面酸中心往往是不均匀的，有强有弱；为全面描述其酸性，需测定酸量对酸强度的分布。

由于固体表面酸中心的结构比较复杂，可能同时存在B酸和L酸中心，而每种酸中心的强度并不单一。

一个理想的成功的酸性测定方法要求能区别B酸和L酸，对每种酸型酸强度的标度物理意义准确，能分别定量地测定它们的酸量和酸强度分布。

常用的固体表面酸性测定方法

优点：

利用固体酸代替液体酸的环境友好催化剂反应工艺具有明显的优势，固体酸催化在工艺上容易实现连续生产，不存在产物与催化剂分离及对设备的腐蚀等问题。

还可以扩大酸催化剂的应用领域。

易与其他单元过程耦合形成集成过程，改变工艺，节约能源和资源，是研究开发的方向。

3.3.3杂多酸、固体超强酸及离子交换树脂

1.杂多酸

杂多阴离子是由两种或两种以上不同含氧离子缩合而成的聚合态阴离子。

由同种含氧阴离子形成称为等多聚阴离子。

杂多酸化合物指杂多酸（游离酸形式）及其盐类。

（1）杂多酸化合物作为固体酸催化剂的主要优点如下：

a.可通过改变组成元素以调控其酸性及氧化还原性。

b.可在分子水平理解杂多阴离子的结构，可能是复合氧化物催化剂的簇合物模型。

c.一些杂多酸化合物表现出准液相行为，因此这些化合物具有独特的催化性能。

自Keggin首先确定了缩合比为1：

12的杂多酸阴离子结构后，还有一些其他阴离子结构，它们的主要差别在于中央离子的配位数和作为配位体的八面体单元（MO6）的聚集态不同，从而形成非Keggin型及假Keggin型等结构。

（2）杂多酸制备与物性

a.杂多酸的制备

杂多酸化合物可用多种方法制备。

根据杂多酸化合物的结构和组成不同，其固体样品可用沉淀、再结晶，或沉淀、干燥方法制备。

在制备过程中，必须小心防止聚阴离子的水解和沉淀时金属离子与聚阴离子比例的不均匀性

b.杂多酸的初级结构和次级结构

杂多酸化合物在固态时由杂多阴离子、阳离子（质子、金属离子或氧翁离子）以及结晶水或其它分子组成。

聚阴离子以及其他的三维排列称之为次级结构，而杂多阴离子则称之为初级结构。

弄清楚初级结构和次级结构对于理解固体杂多酸化合物时很重要的。

杂多酸化合物的初级结构可用红外（IR）光谱表征，其次级结构可用X-射线衍射（XRD）谱图表征。

含水量不同的十二钼磷酸（PMo12）及其盐类的初级结构相当稳定，而它的次级结构则容易转变。

c.热稳定性、含水量及表面积

杂多酸常常含有大量结晶水。

这些结晶水的大部分可在373K以下除去。

杂多酸在620～870K发生分解。

H3PMo12O40→1/2P2O5+12MoO3+3/2H2O

H3PW12O40的热稳定性和抗还原性能力要比H3PMo12O40高得多。

d.准液相性质

杂多酸及其A组盐类的次级结构具有较大的柔性，极性分子如醇和胺类，容易通过取代其中的水分子或扩大聚阴离子之间的距离进入体相中。

吸收了大量极性分子的杂多酸类似于一种浓溶液，其状态界于固体和液体之间。

这种状态称为“准液相”，某些反应主要在这样的体相内进行。

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。

（3）杂多酸的酸性质

由于酸催化作用常发生在固相内部，因此在讨论固体酸的酸性质（酸量、酸强度、酸中心的类型）时，必须分别考虑“体相酸度”和“表相酸度”。

这些酸性质对平衡阳离子和聚阴离子的组成元素都很敏感。

杂多酸是质子酸，它的酸强度和溶液中的酸强度相当。

指示剂颜色的变化表明PW12的酸强度强于H0=-8.2。

但是，杂多酸强度分布较宽，而且H0≤-5.6的酸量随预处理温度的变化而变化。

用吡啶的热脱附（TD）结合红外光谱（IR）来测定杂多酸酸度，数据表明，杂多酸是质子酸，而且所有质子均具有酸性

2.固体超强酸

许多重要的工业催化反应都属于酸催化反应，而固体酸和液体酸相比，具有活性和选择性高、无腐蚀性、无污染以及与产物易分离等特点，广泛用于石油炼制和有机合成工业。

常用的固体酸催化剂有分子筛、离子交换树脂、层柱粘土等，它们的酸强度一般低于Ho=-12.0，对需要强酸的反应存在一定的局限性。

超强酸是比100％H2SO4还强的酸。

20世纪60年代初，Olah等发现HSO3F-HF、HF-SbF5等液体魔酸，酸强度非常高，Ho高达-20以上，甚至甲烷在这种液体超强酸中都能质子化，但具有强腐蚀性和毒性，以及催化剂处理过程中会产生“三废”等问题。

20世纪70年代初有人将液体超强酸如SbF5、HSO3F-SbF5等负载到石墨、Al2O3和树脂等载体上，仍不能解决催化剂分散、毒性和“三废”等问题。

1979年Arata等首次报道了无卤型SO42-/MxOy固体超强酸，发现某些用稀硫酸或硫酸盐浸渍的金属氧化物经高温焙烧，可形成酸强度高于100％硫酸104倍的固体超强酸。

后来Arata等又将钨酸盐和钼酸盐浸渍ZrO2制得WO3/ZrO2、MoO3/ZrO2固体超强酸，其酸强度虽比SO42-/ZrO2稍低但仍比100％硫酸高几百倍。

1990年Hollstein等发现Fe、Mn、和Zr混合氧化物硫酸根制备的超强酸催化剂，对正丁烷异构化活性比SO42-/ZrO2高1000倍以上。

这类固体超强酸易于制备和保存，特别是它与液体超强酸和含卤素的固体超强酸相比，具有不腐蚀反应装置、不污染环境、可在高达500℃下使用等优点。

（1）固体超强酸的分类

（2）固体超强酸的表征方法

1.Hammentt指示剂法测定酸强度

该法对无色的S

/MxOy样品适用，同时应注意S

/MxOy超强酸会使苯、甲苯等变色，与异辛烷，己烷等发生作用。

一般采用二氯亚砜、环己烷等作为溶液。

2.程序升温脱附法

程序升温脱附法（TPD）是表征一般固体酸强度和酸密度的有效方法。

但在用于超强酸样品时，由于超强酸的强氧化性，使得碱性探针分子氧化，如吡啶-TPD的高温脱附物有CO2、SO3、极少量的吡啶。

NH3的碱性极强，其脱附温度已超过某些超强酸样品酸分解的温度，用TPD技术研究超强酸S

/MxOy需进一步探讨。

3.红外光谱法确定S

/MxOy超强酸的酸中心类型

4.正丁烷异构法

正构烷烃在超强酸存在下在室温下即可进行异构化。

通常采用正丁烷或正戊烷为探针分子，正丁烷异构化反应属于单分子反应，符合一级可逆反应公式，其反应速度常数与Ho有较好的对应关系。

Chap.4生物质的化学加工总论

4.1.1生物质的基本概念

一切有生命的可以生长的有机物质统称为生物质。

包括植物、动物及动物排泄物、微生物、垃圾及有机废水等。

生物质对人类的重要性：

a、用作食物；b、用作工业原料；c、用作能源；d、改善环境、调节气候、保持生态平衡。

生物质能是指蕴藏在生物质中的能量，它包括这几方面：

a、木材及森林工业废弃物；b、农业废弃物；c、水生植物；d、油料植物；e、城市生活垃圾及工业废弃物；f、排泄物。

广而言之，生物质是植物通过光合作用生成的有机物，绿色植物的光合作用是地球上最重要、规模最大的太阳能利用和转换过程，通过光合作用，太阳能转化为储存在有机物质中的化学能。

这些转化储存的化学能是人类和一切生物所必须的能量。

这部分能量是太阳能的多种自然转换形式中唯一可被储存起来的。

一、自然界的碳循环

生物界的碳重新回到非生物界主要通过

1.动植物呼吸放出大量CO2；

2.动植物尸体腐烂后经微生物分解

变成包括CO2在内的简单无机物；

3.煤、石油和干物质燃烧时产生CO2。

二、自然界的能量循环

在碳的循环过程中，同时进行着能量的循环。

绿色植物通过光合作用制造有机物，同时把太阳能以化学能的形式储存在自己体内。

动物以绿色植物为食物，能量也随着有机养料转移到动物体内。

古代生物遗体埋藏在地下，有些形成了煤炭、石油、天然气等矿物燃料，能量随之转移到了这些矿物质之中。

生物体中含有的能量经过呼吸、体内有机物的分解放出能量，作为生命存在和生理活动的动力。

煤、石油、天然气和干生物质的燃烧，生物尸体的分解都要放出能量，使能量重新回到自然界。

三、生物质能的定义及特点

通常说的生物质能，主要是把某些生物质作为一种能源，设法将蕴藏在其中的化学能尽量全部地集中地释放出来满足人类对能源的需求。

由于生物质形成过程的独特性，生物质能既不同于常规的矿物能源，又有别于其他新能源。

其主要特点是：

1.生物质能资源的大量性和普遍性。

生物质是一种到处都有，普遍而廉价的能源，材料易得，生产过程简单。

2.生物质能是理想的可再生能源。

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