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摘要: 绿色化学是一门从源头上阻止污染的化学,近年来这方面的研究主要是围绕化学反应、原料、催化剂、溶剂和产品的绿色化开展的。根据这条主线,浅谈对绿色化学的认识了解及如何实现绿色化学。
关键词: 绿色化学,环境保护,
【中图分类号】G712【文献标识码】A【文章编号】2236-1879(2017)18-0215-01
前言:
随着经济的不断发展,物质生活提高,但是也面临着新的更重要的问题,就是环境污染问题。其中尤其是化学工业产生的问题更是不容忽视,研究与应用绿色化學工艺,来减少环境污染,已经迫在眉睫。
一、绿色化学的定义
绿色化学的定义“绿色化学”由美国化学(ACS)提出,目前得到广泛的响应。绿色化学是指:利用化学技术和方法去减少或消灭那些对人体健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂和试剂、产物及副产物等的实用和生产。而今天的绿色化学是指能够保护环境的化学技术.它可通过使用自然能源,避免给环境造成负担、避免排放有害物质.利用太阳能为目的的光触媒和氢能源的制造和储藏技术的开发,并考虑节能、节省资源、减少废弃物排放量。绿色化学又称“环境无害化学”、“环境友好化学”、“清洁化学”,绿色化学是近十年才产生和发展起来的,是一个 “新化学婴儿”。它涉及有机合成、催化、生物化学、分析化学等学科,内容广泛。绿色化学的最大特点是在始端就采用预防污染的科学手段,因而过程和终端均为零排放或零污染。世界上很多国家已把“化学的绿色化”作为新世纪化学进展的主要方向之一。
二、绿色化学工艺的研究内容
绿色化学是对传统化学的挑战,是对传统化学思维方式的更新和发展,因此,绿色化学的研究内容是从反应原料、反应条件、转化方法或开发绿色产品等角度进行研究,打破传统的化学反应,设计新的对环境友好的化学反应。包括:(1)使用无毒无害的原料;(2)利用可再生资源;(3)新型催化剂的开发研究;(4)不同反应介质的研究;(5)寻找新的转化方法;(6)设计对人类健康和环境安全的化学产品。
2.1强化绿色化学意识。
绿色化学是在始端就采用污染预防的科学手段,使过程和终端均有零排放或零污染。从根本上区别于那些通过“三废”处理与利用来治理污染的化学方法,最大限度的追求“原子经济性”。
2.2快速有效的筛选。
在化合物的筛选过程中,可以应用组合化学技术,对不同的分子结构单元进行组合合成,得到成千上万个产物以满足下一步高通量筛选系统(HTS)的需要。将组合化学技术和计算机辅助设计技术应用到化学合成中,是一种经济、快速的策略,为绿色化学的实现提供了极大的可能性。
三、如何实现绿色化学目标
3.1从原料上——采用无毒无害的原料 。
为了从源头上防止环境污染,应选用可再生的自然物质如生物质(包括农作物、野生植物)作原料。用对人类健康和环境危害小的物质为起始原料,去设计实现某一化学过程,则此过程会更为安全。在现有的化工生产中,仍在大量使用一些危险的有毒的基本原料如:氢氰酸,氢氟酸,盐酸等。今后应该通过绿色化学的研究以减少或避免使用这些物质。工业化的发展为人类提供了许多新物料,它们在不断改善人类物质生活的同时,也带来大量生活废物,使人类的生活环境迅速恶化。为了既不降低人类的生活水平,又不破坏环境,我们必须研制并采用对环境无毒无害又可循环使用的新物料。
3.2从生产过程中使用剂上——采用无毒无害的溶剂 。
大量的与化学制造相关的污染问题不仅来源于原料和产品,而且源自在其制造过程中使用的物质。最常见的是在反应介质,分离和配方中所用的溶剂。在传统的有机反应中,有机溶剂是最常用的反应介质,这主要是因为它们能较好地溶解有机化合物。但有机溶剂的毒性和难以回收又使之成为对环境有害的因素。因此,在无溶剂存在下进行的有机反应,用水作反应介质,以及超临界流体作反应介质或萃取溶剂将成为发展洁净合成的重要途径。安全性是溶剂选择必须考虑的因素,包括毒性和易燃、易爆、易挥发性。工业上大量使用的溶剂是挥发性有机溶剂,既有使用风险又会带来环境污染。更多地采用无毒无害溶剂也是绿色化学工艺的方向之一。应提倡使用更安全的传统溶剂(比如水)或替代品,尽量用无毒或低毒物替代剧毒物,用不燃或可燃物替代易燃物。
3.3 从反映辅助剂上——采用无毒无害的催化剂 。
在化学合成中使用催化剂,可以改变化学反应途径,降低反应的活化能,从而提高产率,降低能耗,实际上,催化剂在考虑和利用原子利用率高,对环境友好的合成方法时具有重要的作用。目前,约90%以上的化学反应要实现工业化生产,必须采用催化剂提高其反应速率。开发新型高效、无毒无害的催化剂是绿色化学工艺的方向之一。绿色化学工艺要求催化剂自身应该是无毒的,特别杜绝催化剂在高温下分解,产生有毒气体,催化反应的后序分离过程也应该是环境友好操作,比如萃取操作萃取剂的选择。同时要达到经济性原则,必须保证催化剂具有低廉的造价,稳定的化学性质,较好的活性等特点。
3.4从反应产物上——环境友好的绿色产品 。
绿色化学的“更安全”这个概念不仅是对人类健康的影响,还包括化合物整个生命周期中对生态环境,动物,水生生物和植物的影响;除了直接影响外,还要考虑间接影响——转化产物或代谢物的毒性,并要求对化合物的暴露,接触途径,摄入,吸收,分布机制及进入生物体内毒性作用机理进行更深入的研究和理解。所谓绿色产品,是指产品在使用过程中和使用后不会危害生态环境和人体健康,产品具有合理的使用功能及使用寿命,产品易于回收、利用和再生,报废后易于处理,在环境条件下容易降解。日常生活中适用的包装材料,用后可以进行再利用,不但可节约宝贵的资源,还可以减少固体废弃物的排放。
四、结语:
绿色化学是对传统化学思维方式的更新和发展; 从环境观点认识, 它是从源头上消除污染; 从经济观点认识, 它合理利用资源和能源, 降低生产成本, 符合经济可持续发展的要求。其目的就是要把现有化学和化工生产的技术路线从“先污染、后治理”改变为“从源头上根除污染”。
参考文献
[1]瞿云龙 梁学正 绿色化学对环境与生活的影响【j】 化工时刊2015(7)
[2]李振鹏 浅谈我国化学工业的发展现状与发展趋势【j】 企业文化2015 (3)
[3]彭仕琪 浅谈建立绿色化学对环境发展的意义【j】 中国化工贸易 2012 (11)
关键词: 绿色化学,环境保护,
【中图分类号】G712【文献标识码】A【文章编号】2236-1879(2017)18-0215-01
前言:
随着经济的不断发展,物质生活提高,但是也面临着新的更重要的问题,就是环境污染问题。其中尤其是化学工业产生的问题更是不容忽视,研究与应用绿色化學工艺,来减少环境污染,已经迫在眉睫。
一、绿色化学的定义
绿色化学的定义“绿色化学”由美国化学(ACS)提出,目前得到广泛的响应。绿色化学是指:利用化学技术和方法去减少或消灭那些对人体健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂和试剂、产物及副产物等的实用和生产。而今天的绿色化学是指能够保护环境的化学技术.它可通过使用自然能源,避免给环境造成负担、避免排放有害物质.利用太阳能为目的的光触媒和氢能源的制造和储藏技术的开发,并考虑节能、节省资源、减少废弃物排放量。绿色化学又称“环境无害化学”、“环境友好化学”、“清洁化学”,绿色化学是近十年才产生和发展起来的,是一个 “新化学婴儿”。它涉及有机合成、催化、生物化学、分析化学等学科,内容广泛。绿色化学的最大特点是在始端就采用预防污染的科学手段,因而过程和终端均为零排放或零污染。世界上很多国家已把“化学的绿色化”作为新世纪化学进展的主要方向之一。
二、绿色化学工艺的研究内容
绿色化学是对传统化学的挑战,是对传统化学思维方式的更新和发展,因此,绿色化学的研究内容是从反应原料、反应条件、转化方法或开发绿色产品等角度进行研究,打破传统的化学反应,设计新的对环境友好的化学反应。包括:(1)使用无毒无害的原料;(2)利用可再生资源;(3)新型催化剂的开发研究;(4)不同反应介质的研究;(5)寻找新的转化方法;(6)设计对人类健康和环境安全的化学产品。
2.1强化绿色化学意识。
绿色化学是在始端就采用污染预防的科学手段,使过程和终端均有零排放或零污染。从根本上区别于那些通过“三废”处理与利用来治理污染的化学方法,最大限度的追求“原子经济性”。
2.2快速有效的筛选。
在化合物的筛选过程中,可以应用组合化学技术,对不同的分子结构单元进行组合合成,得到成千上万个产物以满足下一步高通量筛选系统(HTS)的需要。将组合化学技术和计算机辅助设计技术应用到化学合成中,是一种经济、快速的策略,为绿色化学的实现提供了极大的可能性。
三、如何实现绿色化学目标
3.1从原料上——采用无毒无害的原料 。
为了从源头上防止环境污染,应选用可再生的自然物质如生物质(包括农作物、野生植物)作原料。用对人类健康和环境危害小的物质为起始原料,去设计实现某一化学过程,则此过程会更为安全。在现有的化工生产中,仍在大量使用一些危险的有毒的基本原料如:氢氰酸,氢氟酸,盐酸等。今后应该通过绿色化学的研究以减少或避免使用这些物质。工业化的发展为人类提供了许多新物料,它们在不断改善人类物质生活的同时,也带来大量生活废物,使人类的生活环境迅速恶化。为了既不降低人类的生活水平,又不破坏环境,我们必须研制并采用对环境无毒无害又可循环使用的新物料。
3.2从生产过程中使用剂上——采用无毒无害的溶剂 。
大量的与化学制造相关的污染问题不仅来源于原料和产品,而且源自在其制造过程中使用的物质。最常见的是在反应介质,分离和配方中所用的溶剂。在传统的有机反应中,有机溶剂是最常用的反应介质,这主要是因为它们能较好地溶解有机化合物。但有机溶剂的毒性和难以回收又使之成为对环境有害的因素。因此,在无溶剂存在下进行的有机反应,用水作反应介质,以及超临界流体作反应介质或萃取溶剂将成为发展洁净合成的重要途径。安全性是溶剂选择必须考虑的因素,包括毒性和易燃、易爆、易挥发性。工业上大量使用的溶剂是挥发性有机溶剂,既有使用风险又会带来环境污染。更多地采用无毒无害溶剂也是绿色化学工艺的方向之一。应提倡使用更安全的传统溶剂(比如水)或替代品,尽量用无毒或低毒物替代剧毒物,用不燃或可燃物替代易燃物。
3.3 从反映辅助剂上——采用无毒无害的催化剂 。
在化学合成中使用催化剂,可以改变化学反应途径,降低反应的活化能,从而提高产率,降低能耗,实际上,催化剂在考虑和利用原子利用率高,对环境友好的合成方法时具有重要的作用。目前,约90%以上的化学反应要实现工业化生产,必须采用催化剂提高其反应速率。开发新型高效、无毒无害的催化剂是绿色化学工艺的方向之一。绿色化学工艺要求催化剂自身应该是无毒的,特别杜绝催化剂在高温下分解,产生有毒气体,催化反应的后序分离过程也应该是环境友好操作,比如萃取操作萃取剂的选择。同时要达到经济性原则,必须保证催化剂具有低廉的造价,稳定的化学性质,较好的活性等特点。
3.4从反应产物上——环境友好的绿色产品 。
绿色化学的“更安全”这个概念不仅是对人类健康的影响,还包括化合物整个生命周期中对生态环境,动物,水生生物和植物的影响;除了直接影响外,还要考虑间接影响——转化产物或代谢物的毒性,并要求对化合物的暴露,接触途径,摄入,吸收,分布机制及进入生物体内毒性作用机理进行更深入的研究和理解。所谓绿色产品,是指产品在使用过程中和使用后不会危害生态环境和人体健康,产品具有合理的使用功能及使用寿命,产品易于回收、利用和再生,报废后易于处理,在环境条件下容易降解。日常生活中适用的包装材料,用后可以进行再利用,不但可节约宝贵的资源,还可以减少固体废弃物的排放。
四、结语:
绿色化学是对传统化学思维方式的更新和发展; 从环境观点认识, 它是从源头上消除污染; 从经济观点认识, 它合理利用资源和能源, 降低生产成本, 符合经济可持续发展的要求。其目的就是要把现有化学和化工生产的技术路线从“先污染、后治理”改变为“从源头上根除污染”。
参考文献
[1]瞿云龙 梁学正 绿色化学对环境与生活的影响【j】 化工时刊2015(7)
[2]李振鹏 浅谈我国化学工业的发展现状与发展趋势【j】 企业文化2015 (3)
[3]彭仕琪 浅谈建立绿色化学对环境发展的意义【j】 中国化工贸易 2012 (11)