氯氟碳化合物(Chlorofluorocarbons,简称 CFCs),又称氟氯烃,是一类只含有氯、氟和碳的有机物。代表性物质是三氯氟甲烷。属于氟利昂(Freons)中的一类物质。用作制冷剂、压缩喷雾喷射剂、发泡剂。因消耗大气层中的臭氧而引起世界各国的重视。《蒙特利尔议定书》要求签署国逐步减少使用并最终于 1996 年停止使用氯氟碳化合物。

中文名

氯氟碳化合物

外文名

Chlorofluorocarbons

别名

氟氯烃

化学式

CFCs

实例

三氯氟甲烷、二氯二氟甲烷

主要用途

制冷

主要影响

消耗大气中的氧气

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(雪种),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,而烷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气自由基,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。

CFC 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:

在制造发泡胶的过程中,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

大气层中CFC-11的每月平均混合比

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O3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月于加拿大蒙特利尔签署《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

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宇航局的“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。