氯氟碳化合物

只含有氯、氟和碳的有机物

氯氟[fú]碳化合物(Chlorofluorocarbons,简称CFCs),又称氟氯烃,是一类只含有氯、氟和碳的 有机化合物 。它们因为低活性、不易燃烧及无毒而被广泛使用于日常生活中,例如作为制冷剂、压缩喷雾喷射剂和发泡剂。然而,氯氟碳化合物的使用也引起了世界各国的重视,因为它们消耗大气层中的 臭氧 ,导致臭氧层的破坏。为了减少这种破坏,1996年前后,签署国逐步减少使用并最终停止使用氯氟碳化合物。其中,代表性物质是 三氯氟甲烷 ,而氟利昂是包括 二氯二氟甲烷 在内的数种由科慕生产之卤碳化合物的商标名称。许多氯氟碳化合物已经被淘汰,被其他产品如氢氟碳化物(HFCs)所取代,例如R-410A和R-134a。

简介

历史氯氟碳化合物(英文 学名 : Chlorofluorocarbons  简称: CFCs )是由一群美国科学家于1928年人工合成,用作冷藏器的 冷冻剂 ( 二氯化钙 ),因为过往的冷冻剂(例如氨及 二氧化硫 )都易燃或有毒。其后,氯氟碳化合物被广泛使用,直至科学家意识到氯氟碳化合物的害处为止。产生氯氟碳化合物由一个 烷烃 经 卤化 反应﹝ 自由基 取代反应 ﹞与氟、氯份子结合而成,而 烃的氢 原子 会被氟或氯原子所取代;仍有氢原子未被取代的则称为含氯氟烃(HCFCs)。

尤其是对 臭氧层 的破坏,部份使用后的氯氟碳化合物升到 同温层 。由于其低活跃性、低 生物降解 性及不溶于水,氯氟碳化合物很难被分解。氯氟碳化合物在 太阳 的 紫外线 照射下会分解出 氯 自由基,破坏 臭氧 (臭氧减少与氯氟碳化合物)。由于此等破坏是连锁反应,故威力相当惊人。据估计,一个氯原子可以破坏近十万个臭氧分子。

制备与表征

和其它 卤代烃 的制备一样,氯氟碳化合物可由 烷烃 经卤代反应(属于 自由基 反应),使氟、氯 原子 取代氢原子而制成。产物可由 分光光度法 、 气相 色谱、质谱等方法来表征。

用途

由于氯氟碳化合物无味、无易燃性、无毒性、无腐蚀性及相当稳定,所以用途广泛。

压缩喷雾喷射剂: 液态氯氟碳化合物通常被加进喷漆及杀虫剂等压缩喷雾的容器。当使用者使用压缩喷雾时,容器内的压力会降低,导致液态氯氟碳化合物气化,令内里的液体喷射出来。

清洁剂: 氯氟碳化合物能够溶解油脂,故被用作 电子 零件及金属用品的清洁剂。

冷冻剂 : 被用作冷冻剂的氯氟碳化合物,被称为 氟利昂 。氟利昂气化时吸收大量 内能 ,令附近环境变冷,所以成为冷藏器(例如冰箱及空调)的冷冻剂。

发泡剂 : 在制造 聚苯乙烯 的过程中,氯氟碳化合物被混合于塑胶中,成为发泡胶的气泡。

抗凝剂: 氯氟碳化合物也被加进汽油中,防止汽油因低温而 凝结 。

对环境的影响

美国 化学家 F. Rowland、M. Molina 和 荷兰 化学家 P. Crutzen 发现,氯氟碳化合物一旦进入大气层,就会在平流层内积累并消耗其中的 臭氧 ,引发 臭氧空洞 。这是因为来自 太阳 的 紫外线 会使平流层内的氯氟碳化合物分解生成游离的氯 原子 ,这些氯原子和臭氧反应,使臭氧变为 氧气 (发现这一过程使这三名化学家获得了 1995 年的 诺贝尔化学奖 )。平流层的臭氧可以吸收紫外线,而氯氟碳化合物引起的臭氧量减少使得大量 短波 的紫外线到达 地球 表面,危害人和其它生物体的安全(比如导致 皮肤癌 或损害基因)。 地球 的臭氧空洞

另外,氯氟碳化合物还是 温室气体 ,会引起 全球气候变暖 。

对人体健康的影响

吸入大量氯氟碳化合物会损伤肺、 中枢神经系统 、心脏、肝和肾。症状包括困倦、口齿不清、方向障碍等。误食氯氟碳化合物会导致恶心和 腹泻 。皮肤接触会导致皮肤敏感甚至 皮炎 。暴露于过高剂量氯氟碳化合物中会导致死亡。不具有致癌性。

影响

氯氟 碳化物 是引起地球暖化的第二重要气体。当我们使用 冷媒 、喷雾和发泡产品时,其中就含有氟氯碳化物,当中又以 CFC- 11、CFC-12、 CFC-13 的使用量最多。在各种氯氟碳化合物中,以CFC-11及CFC-12较为重要,因为其浓度比较高以及它们对平流层内的 臭氧 有很大影响。在多种人造的氯氟碳化合物中,以CFC-11及CFC-12的浓度最高,分别约为0.27及0.55ppbv(量度于冒纳罗亚观象台,1997)。从它们的“全球变暖潜能”数值显示这两种 气体吸收 红外线 辐射的能力相当高,估计在八十年代期间除了 CO2 以外,CFC-11及CFC-12在所有 温室气体 中对辐射力的影响已占了三份之一。

氯氟碳化合物可被氢氟碳化合物及 碳氢化合物 取代,虽然不会破坏 臭氧层 ,但均具有一定的易燃性和毒性。

限制使用

由于氯氟碳化合物对臭氧层的破坏日益严重,故多个国家于1987年9月于 蒙特利尔 签署《 蒙特利尔议定书 》,分阶段限制氯氟碳化合物的使用。由1996年1月1日起,氯氟碳化合物正式被禁止生产。

可行代用品

氯氟碳化合物(CFCs)可被氢氯氟碳化合物(HCFCs)、氢氟碳化合物( HFCs )及碳氢化合物取代,虽然不会破坏臭氧层,但均具有一定的易燃性和毒性。而且HFCs是属于《 京都议定书 》规定的第四类 温室气体 ,也是中美气候变化联合声明中需要重点削减的“强效温室气体”。

相关新闻

中国将严禁氯氟碳化合物生产 来源:中外对话

英国 《路透社》引据中国国家环保护总局的一声明报道说,中国将从2007年7月1日起开始全面禁止氯氟碳化合物的生产。这项由国家环保护总局宣布的公告符合了《 蒙特利尔议定书 》的要求。该协议旨在逐步消除全球对 臭氧 耗尽化学品的使用。 中国 在1991年签署了此项协议书。该国被要求从1999年开始停止氯氟碳化合物的生产。该公告说:"相关的中国公司必须在8月15日前销毁氯氟碳化合物的生产设施。"

科学家提出寻找外星智慧生命新法:追踪污染物  来源: 人民网股份有限公司

20世纪的大部分时候,我们的电视传送天线把大量能量泄漏到太空里。随后,电视传送天线开始慢慢被 卫星 所取代,卫星把信号发射到地面上,由 电缆 进行传输。可能有一些好奇心很强的 外星人 正在寻找地球上的智能生命迹象,也许不久后我们就能看到它们。外星人从遥远的星际进行观测,或许会追踪到我们在地球上出现的迹象。 化学物质 ——氯氟碳化合物具有吸收特定波长的 红外线 的能力,即使大气层里只存在万亿分之几的这种物质,人们也能观测到它们。氯氟碳化合物并不是自然产生,因此在围绕另一颗 恒星 运转的世界发现这种物质,将是证明那颗 行星 存在外星技术的好证据。 哈佛大学 的利萨·卡尔特尼格(LisaKaltenegger)表示赞成上述观点,她说:“氯氟碳化合物是寻找高级文明的一种非常有趣的想法。”但是要想发现这种物质,他们可能需要特别灵敏的望远镜,这种望远镜的灵敏度甚至要比 美国航空航天局 的“类地行星 发现者 (TerrestrialPlanetFinder)”号和 欧洲航天局 的“ 达尔文 ”任务使用的望远镜的灵敏度还高。