2025年大學(xué)《資源化學(xué)》專業(yè)題庫——環(huán)保型染料在紡織工業(yè)中的應(yīng)用考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題1.下列哪種染料通常不被歸類為環(huán)保型染料？A.活性染料（低鹽/無鹽型）B.無機(jī)礦物染料C.甲醛交聯(lián)型活性染料D.天然植物染料2.與傳統(tǒng)有機(jī)合成染料相比，環(huán)保型染料的主要環(huán)境優(yōu)勢(shì)通常體現(xiàn)在哪個(gè)方面？A.色彩更加鮮艷B.生產(chǎn)過程能耗更低C.染料廢水更容易生物降解D.紡織品具有更長(zhǎng)的褪色時(shí)間3.在紡織工業(yè)中，下列哪種纖維通常更適合使用植物染料進(jìn)行染色？A.聚酯纖維（Polyester）B.滌棉混紡布（Cotton/PolyesterBlend）C.羊毛（Wool）D.天然棉纖維（Cotton）4.“生態(tài)紡織品標(biāo)準(zhǔn)Oeko-TexStandard100”對(duì)紡織品生產(chǎn)提出了哪些要求？A.纖維原料的可持續(xù)性B.限制或禁止使用某些有害化學(xué)物質(zhì)C.染料和助劑的生態(tài)友好性D.以上所有5.下列哪項(xiàng)技術(shù)是處理使用環(huán)保型染料（尤其是植物染料）后廢水常用的方法？A.高溫高壓化學(xué)氧化B.微生物高級(jí)氧化C.石灰乳中和法D.活性炭吸附法（對(duì)所有類型廢水都適用）二、填空題6.環(huán)保型染料在紡織工業(yè)中的應(yīng)用，主要是為了減少對(duì)環(huán)境和人類健康的負(fù)面影響，其核心特性包括低毒、______、易于降解等。7.植物染料通常是從植物體的______、______等部位提取得到的天然色素。8.無機(jī)染料，如氧化鐵黑、______等，是歷史上最早使用的染料之一，具有資源豐富、穩(wěn)定性好但色譜有限的特點(diǎn)。9.活性染料與纖維的結(jié)合主要是通過染料分子上的______基團(tuán)與纖維上的羥基或氨基發(fā)生親核取代反應(yīng)形成的。10.生物基染料是指其原料來源于______資源，通過生物過程或綠色化學(xué)方法合成的染料。三、名詞解釋11.環(huán)保型染料12.生物降解性13.原子經(jīng)濟(jì)性（在染料合成語境下）14.染料牢度四、簡(jiǎn)答題15.簡(jiǎn)述天然染料（植物染料）與傳統(tǒng)合成染料在染色性能（如色澤、色譜、牢度）方面的主要區(qū)別。16.與傳統(tǒng)印染工藝相比，使用環(huán)保型染料（如植物染料）在技術(shù)操作上可能面臨哪些挑戰(zhàn)？17.闡述使用環(huán)保型染料對(duì)紡織工業(yè)產(chǎn)生的主要經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。五、論述題18.結(jié)合資源化學(xué)的專業(yè)知識(shí)，論述開發(fā)和應(yīng)用生物基環(huán)保型染料的必要性和潛在的技術(shù)路徑。19.分析當(dāng)前制約環(huán)保型染料在紡織工業(yè)中大規(guī)模推廣應(yīng)用的主要瓶頸，并提出相應(yīng)的對(duì)策建議。試卷答案---1.C解析：甲醛交聯(lián)型活性染料在使用過程中會(huì)釋放甲醛，屬于限制使用的有害物質(zhì)，不符合環(huán)保型染料的要求。其他選項(xiàng)中，低鹽/無鹽型活性染料、無機(jī)礦物染料和天然植物染料均具有較好的環(huán)保性能。2.C解析：環(huán)保型染料注重減少污染，其優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在廢水更容易生物降解，減少對(duì)水體的污染。雖然部分環(huán)保型染料可能生產(chǎn)能耗較低或色彩鮮艷度稍遜，但這并非其主要環(huán)境優(yōu)勢(shì)。低褪色時(shí)間是傳統(tǒng)染料的特征。3.D解析：天然棉纖維是植物纖維，其結(jié)構(gòu)和成分與植物染料提取的天然色素有較好的相容性，染色效果通常較好。聚酯纖維是石油化工產(chǎn)品，與植物染料親和性差。滌棉混紡布需要針對(duì)滌綸進(jìn)行預(yù)處理才能染色。羊毛是蛋白質(zhì)纖維，染色機(jī)理與植物纖維不同。4.D解析：Oeko-TexStandard100是國(guó)際公認(rèn)的生態(tài)紡織品標(biāo)準(zhǔn)，其要求涵蓋了從纖維原料到最終產(chǎn)品的整個(gè)生產(chǎn)過程，強(qiáng)調(diào)限制或禁止使用特定有害化學(xué)物質(zhì)，確保產(chǎn)品對(duì)消費(fèi)者和環(huán)境的無害性。5.B解析：處理植物染料廢水通常采用生物處理方法，如微生物高級(jí)氧化技術(shù)，利用微生物的代謝活動(dòng)降解廢水中的有機(jī)物。雖然活性炭吸附法也可用于某些廢水處理，但微生物高級(jí)氧化是針對(duì)此類天然有機(jī)廢水更常用且有效的方法。高溫高壓化學(xué)氧化和石灰乳中和法不是首選。6.無污染（或低污染）解析：環(huán)保型染料的核心特性是減少環(huán)境污染，因此“無污染”或“低污染”是關(guān)鍵特征，涵蓋了對(duì)水、土壤、空氣及人體健康的影響。7.樹皮/根/葉/花解析：植物染料可以通過提取植物體的不同部位獲得，如樹皮（如栗殼）、根（如紅花）、葉（如weld）、花（如紫草）等都是常見的染料來源。8.鋅白（或鈦白）解析：氧化鐵黑是無機(jī)染料。鋅白（氧化鋅）和鈦白（二氧化鈦）是另外兩種常見的無機(jī)染料或顏料，前者呈白色，后者也是白色且具有優(yōu)異的遮蓋力。9.活性（或偶合）解析：活性染料的命名源于其分子結(jié)構(gòu)中含有能與纖維基團(tuán)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活性基團(tuán)，最常見的是一氯均三嗪或乙烯砜類活性基團(tuán)，它們能與棉、麻、絲、毛等纖維的羥基或氨基發(fā)生親核取代反應(yīng)（偶合反應(yīng)），形成共價(jià)鍵連接。10.可再生（或生物質(zhì)）解析：生物基染料強(qiáng)調(diào)其原料來源于可再生或生物質(zhì)資源，例如植物、微生物發(fā)酵產(chǎn)物等，以區(qū)別于依賴不可再生化石資源的傳統(tǒng)合成染料。三、名詞解釋11.環(huán)保型染料：指在生產(chǎn)、使用和廢棄過程中對(duì)環(huán)境和人體健康危害較小，具有低毒、低污染、易降解等特性的染料。12.生物降解性：指染料分子能在自然環(huán)境（如土壤、水體）中，被微生物分解成無害的小分子物質(zhì)的過程和能力。13.原子經(jīng)濟(jì)性（在染料合成語境下）：指在染料合成化學(xué)過程中，目標(biāo)產(chǎn)物（染料分子）的相對(duì)分子質(zhì)量占所有反應(yīng)物總相對(duì)分子質(zhì)量的百分比。原子經(jīng)濟(jì)性越高，意味著反應(yīng)中原子利用越充分，副產(chǎn)物越少，通常也意味著能耗和污染排放越低，更符合綠色化學(xué)理念。14.染料牢度：指染色后的紡織品在經(jīng)受各種物理、化學(xué)和光的作用時(shí)，保持其原有色澤的性能，如耐洗牢度、耐摩擦牢度、耐光牢度、耐汗?jié)n牢度等。四、簡(jiǎn)答題15.答：天然染料（植物染料）通常色譜不如合成染料豐富，色澤飽和度相對(duì)較低，且容易褪色（特別是耐光、耐洗牢度較差）。它們通常需要較長(zhǎng)的染色時(shí)間，并且需要使用復(fù)雜的媒染劑來提高上染率和牢度。而傳統(tǒng)合成染料色彩鮮艷、色譜齊全、各項(xiàng)牢度指標(biāo)通常較高，且染色工藝相對(duì)簡(jiǎn)單、快速。16.答：使用環(huán)保型染料（如植物染料）的技術(shù)挑戰(zhàn)主要包括：①色譜有限，某些顏色難以獲得或色調(diào)與合成染料不同；②上染率可能較低，需要更長(zhǎng)的染色時(shí)間和更復(fù)雜的工藝；③需要使用特定的媒染劑來輔助上染和提高牢度，增加了工藝復(fù)雜性；④染料得率可能不高，成本相對(duì)較高；⑤對(duì)于合成纖維（如滌綸）等難染纖維，植物染料通常難以直接上染，需要復(fù)雜的預(yù)處理或與其他技術(shù)結(jié)合。17.答：經(jīng)濟(jì)效益方面，初期投入可能較高（如設(shè)備改造、原料成本），但長(zhǎng)期來看可以降低因環(huán)保法規(guī)violation或廢水處理帶來的罰款和成本，提升企業(yè)形象和產(chǎn)品附加值（滿足綠色消費(fèi)需求），符合可持續(xù)發(fā)展的市場(chǎng)趨勢(shì)。環(huán)境效益方面，顯著減少印染廢水中有害化學(xué)物質(zhì)的排放（如重金屬、甲醛、偶氮化合物等），減輕對(duì)水體的污染；減少對(duì)化石資源的依賴；降低對(duì)土壤和空氣的污染；減少廢棄物產(chǎn)生。五、論述題18.答：開發(fā)和應(yīng)用生物基環(huán)保型染料的必要性源于傳統(tǒng)合成染料依賴不可再生化石資源，且生產(chǎn)過程可能產(chǎn)生大量污染，不符合可持續(xù)發(fā)展和綠色化學(xué)的要求。同時(shí)，環(huán)保型紡織品市場(chǎng)需求日益增長(zhǎng)。潛在技術(shù)路徑包括：①利用可再生生物質(zhì)資源（如農(nóng)業(yè)廢棄物、甘油等）為原料，通過綠色化學(xué)合成方法（如酶催化、催化加氫、偶聯(lián)反應(yīng)等）合成新型環(huán)保染料分子；②加強(qiáng)植物染料的現(xiàn)代提取和應(yīng)用技術(shù)，提高得率和色牢度，開發(fā)新的媒染技術(shù)和染色工藝；③利用微生物發(fā)酵，通過生物合成途徑生產(chǎn)天然色素或結(jié)構(gòu)類似物；④開發(fā)基于生物基平臺(tái)的可生物降解合成染料，使其在廢棄后能自然降解為無害物質(zhì)。19.答：主要瓶頸包括：①成本較高：環(huán)保型染料（特別是新型生物基染料）的生產(chǎn)成本通常高于傳統(tǒng)染料，導(dǎo)致最終產(chǎn)品價(jià)格上升，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力不足；②色譜和性能限制：部分環(huán)保型染料的色譜不夠齊全，某些關(guān)鍵的鮮艷顏色難以實(shí)現(xiàn)，且耐光、耐濕摩擦等牢度指標(biāo)有時(shí)不如傳統(tǒng)染料；③應(yīng)用技術(shù)不成熟：特別是對(duì)于難染纖維（如滌綸），環(huán)保型染料的上染性能和工藝條件需要進(jìn)一步優(yōu)化；④生產(chǎn)規(guī)模和供應(yīng)鏈：環(huán)保型