第一篇:白色污染與綠色化學(xué)-哈工大大學(xué)化學(xué)論文
白色污染與綠色化學(xué)
摘要:
自從化學(xué)工業(yè)興起至今,化學(xué)制品已經(jīng)滲透到生活的日常生活中的方方面面。1868年人類制成第一種塑料以后塑料制品相繼產(chǎn)生。泡沫塑料憑其優(yōu)越性能,在包裝、一次性餐具以及建筑管道的保溫等方面得到廣泛應(yīng)用。然而由于大量無法降解的塑料制品的使用,導(dǎo)致了世界上最嚴(yán)重的污染——白色污染。隨著“白色污染”的日益嚴(yán)重.白色垃圾成堆的環(huán)境已引起社會(huì)普遍關(guān)注和強(qiáng)烈反響,英國《衛(wèi)報(bào)》評(píng)出“人類最糟糕的發(fā)明”,塑料袋不幸“榮獲”這一稱號(hào)。而解決白色污染在有力、也最長遠(yuǎn)的可持續(xù)發(fā)展的手段就是綠色化學(xué)。
關(guān)鍵詞
1.白色污染 2.現(xiàn)狀 3.綠色化學(xué) 4.展望
一、白色污染
1.白色污染的定義
所謂的“白色污染”,是人們對(duì)塑料垃圾污染環(huán)境的一種形象稱謂。是一次性難降解的塑料包裝物,它是指用聚苯乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等高分子化合物制成的各類生活塑料制品使用后被棄置成為固體廢物。因?yàn)樗芰蠌U棄物多為白色,所以得出這個(gè)名稱。
2.白色污染的現(xiàn)狀
在確保人們飲食健康以及適應(yīng)快節(jié)奏生活等方面發(fā)揮了很大的作用。人是消費(fèi)者。同時(shí)也是污染的制造者。據(jù)資料顯示:
1、我國2003年合成塑料樹脂的年產(chǎn)量約1300萬噸,海關(guān)記錄在案的進(jìn)口合成樹脂為1300萬噸。同時(shí)還進(jìn)口了300萬噸塑料廢料作為原料,實(shí)際總量約3000萬噸。若按20%的淘汰率計(jì)算,每年可產(chǎn)生約600萬噸的廢棄塑料。
【2】
2、2007年中國塑料消費(fèi)量為4 578萬噸,進(jìn)口廢塑料為684萬噸。
3、塑料購物袋是日常生活中的易耗物品,中國每年都要消耗大量的塑料袋。據(jù)中國塑料加工工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì),我國塑料廢棄量每年超過300多萬噸,全國僅每天買菜都要用掉10個(gè)億個(gè)塑料袋,其他各種塑料袋的用量每天在20個(gè)億以上。
4、2007年末,中國連鎖經(jīng)營協(xié)會(huì)和商務(wù)部聯(lián)合發(fā)布的國內(nèi)首部《超市節(jié)能問題報(bào)告》顯示,我國快速消費(fèi)品零售全行業(yè)每年消耗的塑料袋約為500個(gè)億個(gè)。
5、塑料袋生產(chǎn)消耗大量不可再生能源——石油。據(jù)估計(jì),我國僅生產(chǎn)塑料袋一年消耗石油達(dá)500萬噸。
6、全國每年快餐盒用量在120億只左右,方便面以及快餐碗30億只左右,一次性杯子80億只左右。各種一次性托盤用量在50億只左右
【5】
【4】
【3】
【1】。
3.白色污染的危害
“白色污染”已成為當(dāng)今嚴(yán)重的環(huán)境污染源之一,也是困擾全球環(huán)境的一大難題。廢塑料制品對(duì)環(huán)境主要有兩種危害,即“視覺污染”和“潛在危害”。散落在環(huán)境中的廢塑料制品,嚴(yán)重的破壞市容、景觀,尤其是在城鄉(xiāng)結(jié)合部、旅游區(qū)、水體中、鐵道沿線、公路兩旁、田間地頭以及樹梢上等到處散落的廢塑料,更是給人們的視覺帶來不良刺激,影響城鄉(xiāng)和風(fēng)景點(diǎn)的整體美感。
最重要的污染不是對(duì)人類視覺的影響,而是廢塑料制品進(jìn)入自然環(huán)境后很難完全自然降解而帶來的長期的深層次的環(huán)境問題。首先,廢塑料制品混在土壤中會(huì)阻礙農(nóng)作物根系生長。破壞土壤理化性能,導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn)。其次,棄置于陸地或水體中的廢塑料制品,被動(dòng)物當(dāng)作食物吞入,導(dǎo)致動(dòng)物死亡。第三,進(jìn)入生活垃圾中的廢塑料制品很難處理。如果將其填埋會(huì)占用土地,且長時(shí)間不降解;如果進(jìn)行焚燒會(huì)對(duì)大氣造成一定的污染,特別是有些含氯塑料在高溫加熱時(shí)會(huì)產(chǎn)生“二惡英”等致癌物質(zhì)。
5.白色污染物的治理現(xiàn)狀
世界各國已經(jīng)被難纏的“白色污染”困擾多年,對(duì)于抵制“白色污染”更是各出奇招。美國的舊金山市是美國第一個(gè)封殺塑料袋的城市。2007年3月27日,美國舊金山市議會(huì)通過一項(xiàng)法案,限令舊金山的超市、藥店等零售商分別在6個(gè)月和1年內(nèi)停止使用化工塑料袋。
韓國政府從1999年起要求全國商場超市不再免費(fèi)提供塑料袋和紙質(zhì)購物袋。為推行和宣傳這項(xiàng)措施,韓國政府當(dāng)時(shí)在全國張貼了10萬張宣傳畫,分發(fā)了20萬份宣傳冊和6.5萬個(gè)環(huán)保購物袋。2007年12月31日,國務(wù)院發(fā)出通知,要求從2008年6月1日起,在全國范圍內(nèi)禁止生產(chǎn)、銷售、使用厚度小于O.025毫米的塑料購物袋。
世界上其它國家也醞釀出臺(tái)相關(guān)的法律法規(guī),遏制“白色污染”。法國將從2010年元旦起,在全國范圍內(nèi)禁用不可生物降解塑料袋。澳大利亞環(huán)境、遺產(chǎn)和藝術(shù)部長彼得·加勒特宣布,澳大利亞的超級(jí)市場將分階段停止使用塑料購物袋,這項(xiàng)計(jì)劃將于2008年底前開始實(shí)施。但是即使各國政府付出了很大的能力,世界上白色污染并沒有減輕的趨勢,每年全球的塑料廢棄物仍以每年30%的速率在增長。白色污染尚未得到有效治理。
二、白色污染的治理——綠色化學(xué)
1.綠色化學(xué)的要求
綠色化學(xué)是從環(huán)境友好的角度出發(fā),堅(jiān)持合理利用資源和能源、降低生產(chǎn)成本、符合經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的原理和方法,從源頭消除污染。
2.綠色化學(xué)解決白色污染問題的手段
【7】
從綠色化學(xué)的角度考慮,解決這一問題,需要從兩個(gè)方面著手: 一方面使用過的難降解的塑料制品要想方設(shè)法回收再利用; 另一方面要研制開發(fā)易降解的塑料產(chǎn)品,包括光降解、微生物降解以及可控光降解結(jié)合微生物降解等。
大致可通過以下幾種形式緩解白色污染的問題。1.1回收利用
1.1.1直接再生利用
顯然這一方法符合綠色化學(xué)要求。根據(jù)原料不同,有3種直接再生利用的方法:(1)不需分撿、清洗等預(yù)處理,直接破碎后塑化成型。(2)必須經(jīng)過清洗、干燥、破碎后造?;蛑苯铀芑尚?。(3)再生前須特別預(yù)處理。直接再生制品性能欠佳,一般只做檔次較低的塑料制品。1.1.2改性再生利用 【6】
將再生料通過機(jī)械共混或化學(xué)接枝進(jìn)行改進(jìn)的技術(shù)。如增韌、增強(qiáng)、復(fù)合、活化、高聯(lián)等,使再生制品的力學(xué)性能得到改善和提高,可以作為檔次較高的產(chǎn)品。改性再生利用的工藝路線較復(fù)雜,有的需要特定的機(jī)械設(shè)備。湖南大學(xué)的謝朝學(xué)等同學(xué)研制的利用泡沫塑料制輕型保溫隔熱建筑材料,取得了良好的效果 I.2熱分解法
熱分解法就是將高聚塑料廢棄物在高溫條件或低溫催化的條件下分解,使其回到低分子量狀態(tài),從而把長鏈的高聚物轉(zhuǎn)變成了短鏈的不飽和烴的方法。這樣得到的不飽和烴可以用來重新制造其他產(chǎn)品。此方法可用于處理PE和(聚丙烯)PP制品的混雜回收物。但對(duì)于那些含氯的塑料制品需分開處理,這種方法可用于反復(fù)處理高聚塑料廢棄物。1.3焚燒法
1.3.1廢塑料催化裂解制燃料油
將塑料廢棄物收集起來,通過熱裂化得到汽油、柴油等液體燃料。這樣既減輕廢塑料對(duì)環(huán)境的污染,又節(jié)約資源,變廢為寶。在這一方面的技術(shù)日臻完善,已產(chǎn)生了好多專利技術(shù)Hd】。冀星等總結(jié)了廢塑料油化技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀與前景一】。四川大學(xué)化學(xué)系李曉祥、石炎福、余華瑞通過試驗(yàn)表明:混合廢塑料經(jīng)過催化裂解制得的90#汽油和0舟柴油的質(zhì)量均達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)。油品品質(zhì)好壞主要由廢塑料的種類、催化劑和催化改性溫度3個(gè)因素決定。1.3.2回收熱能
對(duì)于難以分撿的混雜型廢舊塑料,將其作為燃料焚燒具有明顯優(yōu)點(diǎn):不需繁雜的預(yù)處理,也不需與生活垃圾分離;其生熱值與相同種類的燃料油相當(dāng);殘?jiān)^少,密度較大,易于填埋處理。據(jù)統(tǒng)計(jì),PE分子燃燒熱為46.63GJ/kg,PP的燃燒熱為43.95GJ/kg,PVC的燃燒熱為18.06GJ/kg??梢姡琍E、PP、PVC的燃燒熱非常大。因此,可以利用焚燒法來處理并充分利用其放出的熱量H’。焚燒法就是將塑料廢棄物集中起來置于焚燒爐中焚燒,充分利用放出的熱量而將塑料廢棄物處理的方法。
但是,我們必須得考慮一些持久性有機(jī)環(huán)境污染物的生成
以及這些燃燒產(chǎn)物對(duì)人類和生態(tài)環(huán)境的潛在危害¨叫(如PVC燃燒產(chǎn)生HCI,聚丙烯腈(PAN)燃燒產(chǎn)生HCN,聚氨脂燃燒時(shí)也產(chǎn)生氰化物等),需要在焚燒爐 上安裝污染氣體的吸收裝置,以實(shí)現(xiàn)整個(gè)流程的綠色 化。
1.4溶解法
溶解法就是根據(jù)聚合物的耐熔性與極性等有關(guān)性質(zhì),將這些高聚塑料廢棄物溶解在與其極性相當(dāng)?shù)娜軇┲械姆椒?。溶劑和聚合物的極性可以用相應(yīng)的溶度參數(shù)表示。1.5研制開發(fā)可降解塑料產(chǎn)品
要想從根本上解決白色污染,需從源頭上解決這些塑料的難降解性的問題。同時(shí),也應(yīng)該注意降解前后物質(zhì)的毒性,要盡可能通過降懈達(dá)到綠色化學(xué)的目的。1.5.1光降解
我們既要考慮塑料產(chǎn)品的耐老化度,又要考慮它們的可降解性。因此,在制造塑料產(chǎn)品時(shí),根據(jù)產(chǎn)品的主要用途,研制開發(fā)光穩(wěn)定劑,通過控制加入量,塑料廢棄物在一定時(shí)間內(nèi)得到降解。另一種方法就是在合成塑料產(chǎn)品時(shí)加入一些光敏基團(tuán)的單體。某些過渡金屬化合物、如:硬脂酸鐵、二茂鐵衍生物和鐵的烷基化合物,還有重金屬鹽是常用的光敏劑,可使其與該產(chǎn)品的基本原料的單體聚合。另外,可將一些增感劑加入聚合物中。這種增感劑會(huì)在紫外線的照射下使高聚物活化,進(jìn)而促使塑料廢棄物的分解。比如:可添加過渡金屬化合物,二硫代氨基甲酸鹽配體在紫外線的照射下生成活性極高的硫代氨基甲酰自由基,它可以促使PE、PP、PVC、PS變成光分解性聚合物。同時(shí),加入一些“定時(shí)”的光敏劑,如鐵鈷鎳的螯
合物。在紫外線引發(fā)之前不會(huì)分解,反而會(huì)增強(qiáng)它的穩(wěn)定性。因此,可以通過調(diào)整和控制光敏劑的比例來實(shí)現(xiàn)這些塑料廢棄物在一定時(shí)候通過光解達(dá)到綠色環(huán)保的目的。2.5.2生物降解塑料
利用細(xì)菌、酶或各類微生物侵入、吸收、破壞等作用,使塑料分子斷鏈、裂化和崩壞。生物降解塑料根據(jù)其降解機(jī)理和破壞形式,可分為完全生物降解塑料和生物崩壞性(致劣性)塑料兩種。至今還未普遍達(dá)到實(shí)用階段,在研究開發(fā)、市場、應(yīng)用等方面還存在許多問題¨“。其主要有以下四種類型:天然高分子型,利用纖維素、淀粉、木質(zhì)素、甲殼質(zhì)等多糖類天然高分子或?qū)⑵渑c合成高分子接枝制得的生物降解塑料;共混型,將淀粉與降解添加劑加入聚酯等通用塑料制成的生物降解塑料;微生物生產(chǎn)的可降懈塑料,英國ICI公司以葡萄糖作為碳源進(jìn)行菌種培養(yǎng),向氫細(xì)菌供給丙酸、產(chǎn)生出了3一羥基丁酸與3一羥基戊酸共聚酯P;成高分子型,如聚乙酸內(nèi)酯,即可為微生物降解。大連理工大學(xué)王奕等詳細(xì)介紹了有機(jī)化學(xué)物質(zhì)生物降解的測定方法及評(píng)價(jià)¨”。1.5.3可控光降解結(jié)合生物降解塑料
具有可控光降解與生物降解雙重降解功能的塑料是近年來開發(fā)的一種新型降解塑料。它的特點(diǎn)是先使聚烯烴地膜發(fā)生光降解,大分子鏈迅速斷裂,分子量迅速降低,然后發(fā)生生物降解。聚烯烴的生物降解過程比較復(fù)雜,熱、紫外光、應(yīng)力和水等皆可影響生物降解。
實(shí)地實(shí)驗(yàn)表明,當(dāng)聚乙烯殘?bào)w的平均分子量在104以上時(shí),微生物(土壤中)對(duì)其作用很小,甚至不起作用。由此可見,可控光降解的程度是影響微生物降解的關(guān)鍵,這也表明降解塑料具有雙重降解功能的技術(shù)先進(jìn)性和實(shí)效性。
3.應(yīng)用綠色化學(xué)治理白色污染的展望
從科學(xué)的觀點(diǎn)來看,綠色化學(xué)是從環(huán)境友好、經(jīng)濟(jì)可行的綠色化學(xué)產(chǎn)品出發(fā),研制開發(fā)符合原子經(jīng)濟(jì)性的原料來完成綠色目標(biāo)產(chǎn)物的有關(guān)合成。
從經(jīng)濟(jì)的觀點(diǎn)來看,綠色化學(xué)為我們提供了合理利用資源和能源、降低生產(chǎn)成本、符合經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的原理和方法。
從環(huán)境的觀點(diǎn)來看,綠色化學(xué)提供了從源頭消除污染的方法,使原來的“先污染后治理”轉(zhuǎn)變成“不產(chǎn)生污染、從源頭根除污染”的路線。綠色化學(xué)治理白色污染的前景是光明的,它將會(huì)成為一種新型的治理模式。如果全世界的國家以及企業(yè)、個(gè)人能夠投入綠色化學(xué)的建設(shè)中,積極開發(fā)生產(chǎn)塑料,降解塑料的的新技術(shù),并將綠色化學(xué)產(chǎn)業(yè)化,綠色化學(xué)一定能夠創(chuàng)造一個(gè)綠色的天地。
結(jié)語
隨著白色污染問題的不斷惡化和人類對(duì)其環(huán)境的重視,消除白色污染愈來愈受到人們的重視。完全生物降解高分子材料由于其生產(chǎn)成本太高,用途難以進(jìn)一步擴(kuò)大,而淀粉基降解塑料在淀粉基降解后,殘余的碎片并不能完全降解,其分解產(chǎn)物是否會(huì)造成二次污染尚不明確。如何解決目前的環(huán)境問題,筆者認(rèn)為首先應(yīng)強(qiáng)調(diào)廢舊塑料的回收、分類、加工,使有限的資源循環(huán)利用;其次是強(qiáng)調(diào)全民行動(dòng)起來,響應(yīng)號(hào)召,拒絕使用一次性塑料袋,改用溫馨可愛結(jié)實(shí)耐用可長期使用的布袋。相信在不久的將來,白色污染物從我們身邊永遠(yuǎn)消失不見??
參考文獻(xiàn)
【1】、【5】《中國“白色污染“現(xiàn)狀及解決對(duì)策研究》董金獅
鏈接:http://d.g.wanfangdata.com.cn/Conference_7002172.aspx
【2】、【3】、【4】《中國治理”白色污染“在行動(dòng)》吳宇
【6】、【7】《白色污染的綠色化進(jìn)展》 王紹梅,陳志強(qiáng),武志富
鏈接:http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_jiaozdxxb200502018.aspx
《”白色污染"的綜合治理》謝汝文,林越展,薛可平,李曉
鏈接:http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_slkj200103012.aspx
第二篇:哈工大大學(xué)化學(xué)論文
對(duì)工科大學(xué)化學(xué)課程學(xué)習(xí)的研究討論
指導(dǎo)老師:胡立江
機(jī)電學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化專業(yè) 學(xué)號(hào): 聯(lián)系電話:*** 郵箱:
摘要:工科大學(xué)化學(xué)作為高等工科院校非化工類專業(yè)的必修基礎(chǔ)課,簡明的介紹了化學(xué)學(xué)科的一般原理,是培養(yǎng)全面發(fā)展的高素質(zhì)工程技術(shù)人員知識(shí)結(jié)構(gòu)和能力的重要組成部分,在化學(xué)和工程之間起著橋梁作用。該課程在保證一般工科大學(xué)化學(xué)基本體系、基礎(chǔ)知識(shí)、主要內(nèi)容的前提下具有應(yīng)用性、啟發(fā)性、通用性、新穎性、先進(jìn)性、連貫性等特點(diǎn),是工科院校各理工科專業(yè)必不可少的一門課程。
關(guān)鍵詞:內(nèi)容評(píng)價(jià),課程研究,問題討論,化學(xué)實(shí)驗(yàn)見解
普通化學(xué)理論知識(shí)是大學(xué)非化學(xué)化工類理工科學(xué)生的專業(yè)必修課,對(duì)提高學(xué)生的素養(yǎng),支持學(xué)生專業(yè)知識(shí)的發(fā)展有重要的作用。但是,作為普通化學(xué)知識(shí)體系重心的普通化學(xué)理論知識(shí),長期以來,卻一直缺少關(guān)于學(xué)習(xí)策略的研究,造成學(xué)生學(xué)習(xí)方面的障礙。研究學(xué)習(xí)策略、應(yīng)用學(xué)習(xí)策略、改進(jìn)學(xué)習(xí)策略已經(jīng)成為普通化學(xué)理論知識(shí)學(xué)習(xí)中應(yīng)該重點(diǎn)研究的問題。[1] 大學(xué)高年級(jí)學(xué)生具有較強(qiáng)的問題意識(shí)、探究能力以及信息獲取和處理能力,與之相適應(yīng),課堂教學(xué)特別是較多反映學(xué)科前沿知識(shí)選修課程的教學(xué)工作,必須進(jìn)行改革,使學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主體.[2] 深入分析發(fā)現(xiàn)大學(xué)新生化學(xué)學(xué)習(xí)的總體適應(yīng)性水平不高,在面對(duì)突如其來的學(xué)習(xí)內(nèi)容差異和環(huán)境的轉(zhuǎn)換,學(xué)生很難體會(huì)到化學(xué)教學(xué)的魅力,難以形成專業(yè)自豪感和學(xué)習(xí)的興趣,普遍不適應(yīng)大學(xué)化學(xué)教師的教學(xué)方式。學(xué)生多數(shù)擁有良好的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī),但是在有效學(xué)習(xí)行為采取,學(xué)習(xí)心理的調(diào)節(jié),學(xué)習(xí)環(huán)境的適應(yīng)和對(duì)學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)方式等方面適應(yīng)不良.[3]
阿累尼烏斯說過一句名言:“一切自然科學(xué)知識(shí)都是從實(shí)際生活需要中得出來的?!狈催^來就是說.學(xué)習(xí)就是為了生活服務(wù)。大學(xué)化學(xué)教學(xué)的目的就是要讓學(xué)生們掌握科學(xué)知識(shí).了解學(xué)習(xí)的意義.具備認(rèn)知環(huán)境重要的概念.培養(yǎng)高尚的職業(yè)情操.以備將來走向社會(huì),為時(shí)代的前進(jìn)和科學(xué)的發(fā)展盡己所能.[4] 大學(xué)化學(xué)是一門與工程實(shí)際結(jié)合緊密的基礎(chǔ)課程,它涉及的知識(shí)點(diǎn)多、面廣,我們發(fā)現(xiàn)可以有效提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力,進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,增進(jìn)課堂教學(xué)互動(dòng),提高教學(xué)效果。[5] 目前,在我國大學(xué)化學(xué)教學(xué)中開展混合學(xué)習(xí)具有必要性與可行性,于是在借鑒混合學(xué)習(xí)的典型教學(xué)模式基礎(chǔ)之上,拓寬大學(xué)生化學(xué)知識(shí)深度與廣度,培養(yǎng)大學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、合作學(xué)習(xí)與合作研究能力、創(chuàng)新能力與實(shí)踐能力,以及培養(yǎng)大學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與科學(xué)情感。[6] 從最根本的涵義來說,情感教育就是教師在教學(xué)過程中,在充分考慮認(rèn)知的同時(shí),充分發(fā)揮情感因素的積極作用,以完善教學(xué)目標(biāo)增強(qiáng)教學(xué)效果.情感教育是教育過程的一部分,它關(guān)注教育過程中學(xué)生的態(tài)度、情緒、情感以及信念,促進(jìn)學(xué)生的個(gè)體發(fā)展和整個(gè)社會(huì)的健康發(fā)展,促使他們對(duì)學(xué)習(xí)、生活和周圍的一切產(chǎn)生積極的情感體驗(yàn),提高學(xué)生的綜合素質(zhì).[7]
伴隨著多媒體技術(shù)的快速發(fā)展,多媒體課堂教學(xué)已經(jīng)成為繼傳統(tǒng)板書教學(xué)之后的主要教學(xué)手段。它通過將文本、圖片、視頻和聲音等多種信息綜合處理,將抽象難懂的知識(shí)生動(dòng)地展現(xiàn)出來,既提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,也提高了教師的教學(xué)效率,受到了師生的廣泛歡迎。
[8]針對(duì)大學(xué)化學(xué)的特點(diǎn)和學(xué)生的具體情況,結(jié)合教學(xué)實(shí)踐,采取三個(gè)措施來改善教學(xué)方法,即豐富課堂內(nèi)容,增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性;聯(lián)系基礎(chǔ)化學(xué),透徹講解環(huán)境化學(xué)的基本原理;理論聯(lián)系實(shí)際,增加學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作,并在實(shí)踐教學(xué)中加以運(yùn)用,以取得明顯的效果。[9] 結(jié)合大學(xué)化學(xué)教學(xué)模式改革,從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核方式等方面介紹我院大學(xué)化學(xué)課程研究型教學(xué)實(shí)踐的具體措施,并根據(jù)改革中遇到的問題提出相關(guān)建議。[10]
研究高中新教材與大學(xué)教材的知識(shí)點(diǎn)關(guān)系,通過對(duì)比使大學(xué)化學(xué)教師能夠?qū)W(xué)生在高中階段的學(xué)習(xí)狀況有進(jìn)一步的了解。并通過兩個(gè)教學(xué)層次相關(guān)方面的比較,對(duì)新課程改革后大學(xué)化學(xué)教師在教學(xué)中對(duì)教學(xué)內(nèi)容的把握起到一定的指導(dǎo)作用.[11] 根據(jù)適用對(duì)象,我們將普通化學(xué)教材分為三類,即化學(xué)專業(yè)普通化學(xué)教材、理工科普通化學(xué)教材及文科專業(yè)普通化學(xué)教材。研究表明,由于課程目標(biāo)的不同,各類普通化學(xué)教材在內(nèi)容選擇、內(nèi)容要求、內(nèi)容組織等方面存在較為明顯的差異?;瘜W(xué)專業(yè)普通化學(xué)教材著眼于提高學(xué)生的化學(xué)知識(shí)基礎(chǔ),因而在內(nèi)容選擇上以化學(xué)基礎(chǔ)理論為主,且對(duì)理論的難度要求比較高,教材內(nèi)容一般按學(xué)科中心進(jìn)行組織,體現(xiàn)化學(xué)與社會(huì)聯(lián)系的內(nèi)容較少;理工科普通化學(xué)教材著眼于促使學(xué)生全面認(rèn)識(shí)化學(xué)學(xué)科,教材內(nèi)容既包含化學(xué)基礎(chǔ)理論,還包含新興的化學(xué)二級(jí)學(xué)科,內(nèi)容編排融合學(xué)科中心和社會(huì)中心,突出了化學(xué)與社會(huì)的密切聯(lián)系;文科專業(yè)普通化學(xué)教材著眼于培養(yǎng)學(xué)生對(duì)自然科學(xué)的興趣,認(rèn)識(shí)化學(xué)科學(xué)與生活的密切聯(lián)系,因而教材對(duì)知識(shí)的要求比較低、內(nèi)容組織體現(xiàn)社會(huì)中心、強(qiáng)調(diào)化學(xué)在社會(huì)生活中的重要作用。培養(yǎng)目標(biāo)立足于促使學(xué)生的知識(shí)、能力、情感態(tài)度與價(jià)值觀的全面發(fā)展;內(nèi)容選擇體現(xiàn)了化學(xué)學(xué)科的發(fā)展,不僅增加了化學(xué)基礎(chǔ)理論的內(nèi)容,而且增加了環(huán)境化學(xué)、材料化學(xué)、生命化學(xué)等二級(jí)學(xué)科的內(nèi)容;注重與中學(xué)化學(xué)及后續(xù)課程的銜接,內(nèi)容難度適當(dāng);體現(xiàn)時(shí)代性,關(guān)注科技前沿、熱點(diǎn)問題及工科實(shí)際;內(nèi)容建構(gòu)融合學(xué)科中心與社會(huì)中心,將學(xué)科理論與其應(yīng)用安排于同一章之中,突出了理論對(duì)實(shí)踐的指導(dǎo)作用;通過欄目設(shè)置引導(dǎo)學(xué)生合理地進(jìn)行學(xué)習(xí),發(fā)展學(xué)生的各種能力;通過設(shè)置選擇性內(nèi)容,滿足不同學(xué)生的需要。根據(jù)對(duì)普通化學(xué)教材的研究,我們認(rèn)為,在編寫新世紀(jì)普通化學(xué)教材時(shí),應(yīng)注意適應(yīng)不同學(xué)生的需要,突出化學(xué)學(xué)科的應(yīng)用價(jià)值,注重學(xué)生能力的發(fā)展。[12]
在當(dāng)今這個(gè)注重知識(shí)更注重能力的時(shí)代,社會(huì)發(fā)展需要更多具有探究能力的人才。化學(xué)實(shí)驗(yàn)本身就是一種培養(yǎng)探究能力的良好途徑。然而傳統(tǒng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)存在弊端,不利于學(xué)生能力的發(fā)展。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)在大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革中越來越受到關(guān)注,成為教學(xué)改革的一個(gè)重要方向。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)將是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力的良好途徑。[13] 以設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)為突破口,讓學(xué)生自主探究,同時(shí)提出在大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)大學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力的方法:即明確動(dòng)機(jī)、激發(fā)興趣;監(jiān)控自我、調(diào)節(jié)學(xué)習(xí);學(xué)法指導(dǎo)、掌握策略;提高自我效能感。最后,通過對(duì)學(xué)生的總結(jié)和化學(xué)實(shí)驗(yàn)期末考核成績作出分析比較,使學(xué)生能夠達(dá)到想學(xué)、樂學(xué)、能學(xué)、會(huì)學(xué)的境界.[14]
參考文獻(xiàn)
[1]張瑜.大學(xué)普通化學(xué)理論知識(shí)學(xué)習(xí)策略研究.吉林大學(xué).2007年03期
[2]郭戈.龐彬彬.大學(xué)化學(xué)高年級(jí)選修課程教改實(shí)踐與研究——以《工業(yè)設(shè)備的腐蝕與防護(hù)》為例.南陽師范學(xué)院學(xué)報(bào).2012年11卷6期:100-102
[3]于洋.大學(xué)新生化學(xué)學(xué)習(xí)適應(yīng)性研究.吉林大學(xué).2007年03期
[4]石小閣.大學(xué)化學(xué)教學(xué)方法探微.學(xué)周刊:C.2012年 9期: 48-48
[5]余紅偉.魏徵.李瑜.王源升.大學(xué)化學(xué)課堂教學(xué)中的案例教學(xué).化工高等教育.2012年29卷3期: 92-94
[6]林世威.大學(xué)化學(xué)混合學(xué)習(xí)初探.內(nèi)蒙古師范大學(xué).2007年02期
[7]于瑞艷.林紅.化學(xué)課堂中情感教育的實(shí)施.高師理科學(xué)刊.2012年32卷4期:14-14
[8]慈成剛.何丹鳳.多媒體在大學(xué)化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用.教書育人:高教論壇.2012年6期: 128-129
[9]燕啟社.孫希孟.張景華.大學(xué)環(huán)境化學(xué)教學(xué)方法探討.新鄉(xiāng)學(xué)院學(xué)報(bào):自然科學(xué)版.2012年29卷3期: 279-280
[10]令狐文生.李益民.大學(xué)化學(xué)課程教學(xué)模式改革的探索.教育教學(xué)論壇.2012年20期: 222-223
[11]李勝娟.普通高中化學(xué)與新大學(xué)化學(xué)、無機(jī)化學(xué)教材的比較研究.吉林大學(xué).2008年 11期
[12]李京卿.大學(xué)普通化學(xué)教材的比較研究.華東師范大學(xué).2006年10期
[13]金爽.通過化學(xué)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)大一學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力的研究.吉林大學(xué).2010年10期
[14]周桃.大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的研究.吉林大學(xué).2010年10期
第三篇:綠色化學(xué)與生活論文
綠色化學(xué)與生活
課 程 論 文
班級(jí):
xxxXXXX 姓名:
xxxXXXX 學(xué)號(hào):
xxxXXXX
指導(dǎo)老師: xxxXXXX
摘要:綠色生活是將環(huán)境保護(hù)與人們的日常衣食住的生活,融入一體的新文明、新風(fēng)尚的生活。綠色生活作為一種現(xiàn)代生活方式,包括了日常生活的方方面面,隨著人們生活節(jié)奏的加快,經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展,同時(shí)由于過度開發(fā)和技術(shù)的相對(duì)落后造成資源日漸貧乏,環(huán)境問題也顯現(xiàn)出來,倡導(dǎo)綠色生活,要求人們充分而無污染或少污染地利用資源,達(dá)到生活資源的在循環(huán)和在利用。本文旨在介紹什么是綠色化學(xué),介紹綠色化學(xué)誕生的原因及背景,闡釋綠色化學(xué)理念,介紹綠色化學(xué)的基本原則。
關(guān)鍵詞:綠色化學(xué) 零污染 零排放 消除污染 無毒無害 環(huán)境友好 原子經(jīng)濟(jì) 可再生 正文:
一、綠色化學(xué)的概念
按照美國《綠色化學(xué)》(Green Chemistry)雜志的定義,綠色化學(xué)是指:在制造和應(yīng)用化學(xué)產(chǎn)品時(shí)應(yīng)充分利用(最好可再生)原料,消除廢物和避免使用有毒的和危險(xiǎn)的試劑和溶劑。而今天的綠色化學(xué)是指能夠保護(hù)環(huán)境的化學(xué)技術(shù).它可通過使用自然能源,避免給環(huán)境造成負(fù)擔(dān)、避免排放有害物質(zhì).利用太陽能為目的的光觸媒和H能源的制造和儲(chǔ)藏技術(shù)的開發(fā),并考慮節(jié)能、節(jié)省資源、減少廢棄物排放量。
綠色化學(xué)又稱“環(huán)境無害化學(xué)”、“環(huán)境友好化學(xué)”、“清潔化學(xué)”,綠色化學(xué)是近十年才產(chǎn)生和發(fā)展起來的,是一個(gè) “新化學(xué)嬰兒”。它涉及有機(jī)合成、催化、生物化學(xué)、分析化學(xué)等學(xué)科,內(nèi)容廣泛。綠色化學(xué)的最大特點(diǎn)是在始端就采用預(yù)防污染的科學(xué)手段,因而過程和終端均為零排放或零污染。世界上很多國家已把“綠色化學(xué)”作為新世紀(jì)化學(xué)進(jìn)展的主要方向之一。
綠色化學(xué)的主要特點(diǎn)是:
1.充分利用資源和能源,采用無毒、無害的原料;
2.在無毒、無害的條件下進(jìn)行反應(yīng),以減少廢物向環(huán)境排放;
3.提高原子的利用率,力圖使所有作為原料的原子都轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品,實(shí)現(xiàn)“零排放”;
4.生產(chǎn)出有利于環(huán)境保護(hù)、社區(qū)安全和人體健康的環(huán)境友好的產(chǎn)品。
二、綠色化學(xué)產(chǎn)生的原因
化學(xué)在為人類創(chuàng)造財(cái)富的同時(shí),給人類也帶來了危難。而每一門科學(xué)的發(fā)展史上都充滿著探索與進(jìn)步,由于科學(xué)中的不確定性,化學(xué)家在研究過程中不可避免地會(huì)合成出未知性質(zhì)的化合物,只有通過經(jīng)過長期應(yīng)用和研究才能熟知其性質(zhì),這時(shí)新物質(zhì)可能已經(jīng)對(duì)環(huán)境或人類生活造成了影響。
傳統(tǒng)的化學(xué)工業(yè)給環(huán)境帶來的污染已十分嚴(yán)重,目前全世界每年產(chǎn)生的有害廢物達(dá)3億噸~4億噸,給環(huán)境造成危害,并威脅著人類的生存。嚴(yán)峻的現(xiàn)實(shí)使得各國必須尋找一條不破壞環(huán)境,不危害人類生存的可持續(xù)發(fā)展的道路?;瘜W(xué)工業(yè)能否生產(chǎn)出對(duì)環(huán)境無害的化學(xué)品?甚至開發(fā)出不產(chǎn)生廢物的工藝?綠色化學(xué)的口號(hào)最早產(chǎn)生于化學(xué)工業(yè)非常發(fā)達(dá)的美國。1990年,美國通過了一個(gè)“防止污染行動(dòng)”的法令。1991年后,“綠色化學(xué)”由美國化學(xué)會(huì)(ACS)提出并成為美國環(huán)保署(EPA)的中心口號(hào),并立即得到了全世界的積極響應(yīng)。為了解決上述問題,綠色化學(xué)應(yīng)運(yùn)而生。
三、綠色化學(xué)的重要意義
傳統(tǒng)的化學(xué)工業(yè)給環(huán)境帶來的污染已十分嚴(yán)重,目前全世界每年產(chǎn)生的有害廢物達(dá)3億噸~4億噸,給環(huán)境造成危害,并威脅著人類的生存?;瘜W(xué)工業(yè)能否生產(chǎn)出對(duì)環(huán)境無害的化學(xué)品?甚至開發(fā)出不產(chǎn)生廢物的工藝?有識(shí)之士提出了綠色化學(xué)的號(hào)召,并立即得到了全世界的積極響應(yīng)。綠色化學(xué)的核心就是要利用化學(xué)原理從源頭消除污染。
綠色化學(xué)給化學(xué)家提出了一項(xiàng)新的挑戰(zhàn),國際上對(duì)此很重視。1996年,美國設(shè)立了“綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎(jiǎng)”,以表彰那些在綠色化學(xué)領(lǐng)域中做出杰出成就的企業(yè)和科學(xué)家。綠色化學(xué)將使化學(xué)工業(yè)改變面貌,為子孫后代造福。
迄今為止,化學(xué)工業(yè)的絕大多數(shù)工藝都是20多年前開發(fā)的,當(dāng)時(shí)的加工費(fèi)用主要包括原材料、能耗和勞動(dòng)力的費(fèi)用。近年來,由于化學(xué)工業(yè)向大氣、水和土壤等排放了大量有毒、有害的物質(zhì)。以1993年為例,美國僅按365種有毒物質(zhì)排放估算,化學(xué)工業(yè)的排放量為30億磅。因此,加工費(fèi)用又增加了廢物控制、處理和埋放。環(huán)保監(jiān)測、達(dá)標(biāo),事故責(zé)任賠償?shù)荣M(fèi)用。1992年,美國化學(xué)工業(yè)用于環(huán)保的費(fèi)用為1150億美元,清理已污染地區(qū)花去7000億美元。1996年美國DuPont公司的化學(xué)品銷售總額為180億美元,環(huán)保費(fèi)用為10億美元。所以,從環(huán)保、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的要求看?;瘜W(xué)工業(yè)不能再承擔(dān)使用和產(chǎn)生有毒有害物質(zhì)的費(fèi)用。需要大力研究與開發(fā)從源頭上減少和消除污染的綠色化學(xué)。
1990年美國頒布了污染防止法案。將污染防止確立為美國的國策。所謂污染防止就是使得廢物不再產(chǎn)生。不再有廢物處理的問題,綠色化學(xué)正是實(shí)現(xiàn)污染防止的基礎(chǔ)和重要工具。1995年4月美國副總統(tǒng)Gore宣布了國家環(huán)境技術(shù)戰(zhàn)略。其目標(biāo)為:至2020年地球日時(shí)。將廢棄物減少40-50%,每套裝置消耗原材料減少20-25%。1996年美國設(shè)立了總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎(jiǎng)。這些政府行為都極大的促進(jìn)了綠色化學(xué)的蓬勃發(fā)展。另外。日本也制定了新陽光計(jì)劃。在環(huán)境技術(shù)的研究與開發(fā)領(lǐng)域。確 定了環(huán)境無害制造技術(shù)、減少環(huán)境污染技術(shù)和二氧化碳固定與利用技術(shù)等綠色化學(xué)的內(nèi)容。總之,綠色化學(xué)的研究已成為國外企業(yè)、政府和學(xué)術(shù)界的重要研究與開發(fā)萬向。這對(duì)我國既是嚴(yán)峻的挑戰(zhàn),也是難得的發(fā)展機(jī)遇。
四、綠色化學(xué)的基本原則 綠色化學(xué)的核心:
利用化學(xué)原理從源頭上減少和消除工業(yè)生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的污染。
綠色化學(xué)國際雜志(green chemistry)按照綠色化學(xué)的原則、最理想的化工生產(chǎn)方式是:
反應(yīng)物的原子全部轉(zhuǎn)化為期望的最終產(chǎn)物。綠色化學(xué)的性質(zhì):
(1)充分利用資源和能源,采用無毒、無害的原料;
(2)在無毒、無害的條件下進(jìn)行反應(yīng),以減少向環(huán)境排放廢物;
(3)提高原子的利用率,力圖使所有作為原料的原子都轉(zhuǎn)化為生成物,實(shí)現(xiàn)“零排放”;(4)生產(chǎn)出有利于環(huán)境保護(hù)、社區(qū)安全和人體健康的環(huán)境友好的產(chǎn)品。
綠色化學(xué)給化學(xué)家提出了一項(xiàng)新的挑戰(zhàn),國際上對(duì)此很重視。1996年,美國設(shè)立了“綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎(jiǎng)”,以表彰那些在綠色化學(xué)領(lǐng)域中做出杰出成就的企業(yè)和科學(xué)家。綠色化學(xué)將使化學(xué)工業(yè)改變面貌,為子孫后代造福。
綠色化學(xué)的基本原則:
綠色化學(xué)的研究者們總結(jié)出了綠色化學(xué)的12條原則,這些原則可作為實(shí)驗(yàn)化學(xué)家開發(fā)和評(píng)估一條合成路線、一個(gè)生產(chǎn)過程、一個(gè)化合物是不是綠色的指導(dǎo)方針和標(biāo)準(zhǔn)。
●防止污染優(yōu)于污染形成后處理。
●設(shè)計(jì)合成方法時(shí)應(yīng)最大限度地使所用的全部材料均轉(zhuǎn)化到最終產(chǎn)品中。
●盡可能使反應(yīng)中使用和生成的物質(zhì)對(duì)人類和環(huán)境無毒或毒性很小。
●設(shè)計(jì)化學(xué)產(chǎn)品時(shí)應(yīng)盡量保持其功效而降低其毒性。
●盡量不用輔助劑,需要使用時(shí)應(yīng)采用無毒物質(zhì)。
●能量使用應(yīng)最小,并應(yīng)考慮其對(duì)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)的影響,合成方法應(yīng)在常溫、常壓下操作。
●最大限度地使用可更新原料。
●盡量避免不必要的衍生步驟。
●催化試劑優(yōu)于化學(xué)計(jì)量試劑。
●化學(xué)品應(yīng)設(shè)計(jì)成使用后容易降解為無害物質(zhì)的類型。
●分析方法應(yīng)能真正實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測,在有害物質(zhì)形成前加以控制。
●化工生產(chǎn)過程中各種物質(zhì)的選擇與使用,應(yīng)使化學(xué)事故的隱患最小。
五、結(jié)語
本文通過介紹什么是綠色化學(xué),介紹綠色化學(xué)誕生的原因及背景,闡釋綠色化學(xué)理念,介紹綠色化學(xué)的基本原則,來傳播綠色化學(xué)理念,使同學(xué)們對(duì)綠色化學(xué)這一崛起的學(xué)科做更為深入的了解和認(rèn)識(shí),從而在以后的生活和實(shí)踐環(huán)節(jié)更加重視對(duì)環(huán)境和資源的保護(hù),保護(hù)我們賴以生存的地球。
六、參考文獻(xiàn)
《綠色化學(xué)》(Green Chemistry)雜志
第四篇:化學(xué)與生活論文——綠色化學(xué)
綠色化學(xué)
綠色化學(xué)
摘要:本文主要闡述了綠色化學(xué)的概念,發(fā)展歷史,主要特點(diǎn)等等。方便大家認(rèn)識(shí)綠色化學(xué),更好的在生活中保護(hù)環(huán)境。
關(guān)鍵字:綠色化學(xué) 保護(hù)環(huán)境
一、概念
“綠色化學(xué)”由美國化學(xué)會(huì)(ACS)提出,目前得到世界廣泛的響應(yīng)。其核心是利用化學(xué)原理從源頭上減少和消除工業(yè)生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的污染;反應(yīng)物的原子全部轉(zhuǎn)化為期望的最終產(chǎn)物。按照美國《綠色化學(xué)》(GreenChemistry)雜志的定義,綠色化學(xué)是指:在制造和應(yīng)用化學(xué)產(chǎn)品時(shí)應(yīng)有效利用(最好可再生)原料,消除廢物和避免使用有毒的和危險(xiǎn)的試劑和溶劑。而今天的綠色化學(xué)是指能夠保護(hù)環(huán)境的化學(xué)技術(shù).它可通過使用自然能源,避免給環(huán)境造成負(fù)擔(dān)、避免排放有害物質(zhì).利用太陽能為目的的光觸媒和氫能源的制造和儲(chǔ)藏技術(shù)的開發(fā),并考慮節(jié)能、節(jié)省資源、減少廢棄物排放量。
綠色化學(xué)又稱“環(huán)境無害化學(xué)”、“環(huán)境友好化學(xué)”、“清潔化學(xué)”,綠色化學(xué)是近十年才產(chǎn)生和發(fā)展起來的,是一個(gè) “新化學(xué)嬰兒”。它涉及有機(jī)合成、催化、生物化學(xué)、分析化學(xué)等學(xué)科,內(nèi)容廣泛。綠色化學(xué)的最大特點(diǎn)是在始端就采用預(yù)防污染的科學(xué)手段,因而過程和終端均為零排放或零污染。世界上很多國家已把“化學(xué)的綠色化”作為新世紀(jì)化學(xué)進(jìn)展的主要方向之一。
二、主要特點(diǎn)
綠色化學(xué)又稱環(huán)境友好化學(xué),它的主要特點(diǎn)是:1.充分利用資源和能源,采用無毒、無害的原料;2.在無毒、無害的條件下進(jìn)行反應(yīng),以減少廢物向環(huán)境排放;3.提高原子的利用率,力圖使所有作為原料的原子都被產(chǎn)品所消納,實(shí)現(xiàn)“零排放”;4.生產(chǎn)出有利于環(huán)境保護(hù)、社區(qū)安全和人體健康的環(huán)境友好的產(chǎn)品。
三、綠色化學(xué)的重要性
傳統(tǒng)的化學(xué)工業(yè)給環(huán)境帶來的污染已十分嚴(yán)重,目前全世界每年產(chǎn)生的有害廢物達(dá)3億噸~4億噸,給環(huán)境造成危害,并威脅著人類的生存?;瘜W(xué)工業(yè)能否生產(chǎn) 出對(duì)環(huán)境無害的化學(xué)品?甚至開發(fā)出不產(chǎn)生廢物的工藝?有識(shí)之士提出了綠色化學(xué)的號(hào)召,并立即得到了全世界的積極響應(yīng)。綠色化學(xué)的核心就是要利用化學(xué)原理從源頭消除污染。
綠色化學(xué)給化學(xué)家提出了一項(xiàng)新的挑戰(zhàn),國際上對(duì)此很重視。1996年,美國設(shè)立了“綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎(jiǎng)”,以表彰那些在綠色化學(xué)領(lǐng)域中做出杰出成就的企業(yè)和科學(xué)家。綠色化學(xué)將使化學(xué)工業(yè)改變面貌,為子孫后代造福。
迄今為止。化學(xué)工業(yè)的絕大多數(shù)工藝都是20多年前開發(fā)的,當(dāng)時(shí)的加工費(fèi)用主要包括原材料、能耗和勞動(dòng)力的費(fèi)用。近年來,由于化學(xué)工業(yè)向大氣、水和土壤等排放了大量有毒、有害的物質(zhì)。以1993年為例,美國僅按365種有毒物質(zhì)排放估算。化學(xué)工業(yè)的排放量為30億磅。因此,加工費(fèi)用又增加了廢物控制、處理和 埋放。環(huán)保監(jiān)測、達(dá)標(biāo),事故責(zé)任賠償?shù)荣M(fèi)用。1992年,美國化學(xué)工業(yè)用于環(huán)保的費(fèi)用為1150億美元,清理已污染地區(qū)花去7000億美元。1996年美國Dupont公司的化學(xué) 品銷售總額為180億美元。環(huán)保費(fèi)用為10億美元。所以。從環(huán)保、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的要求看?;瘜W(xué)工業(yè)不能再承擔(dān)使用和產(chǎn)生有毒。有害物質(zhì)的費(fèi)用。需要大力研究與開發(fā)從 源頭上減少和消除污染的綠色化學(xué)。
1990年美國頒布了污染防止法案。將污染防止確立為美國的國策。所謂污染防止就是使得廢物不再產(chǎn)生。不再有廢物處理的問題,綠色化學(xué)正是實(shí) 現(xiàn)污染防止的基礎(chǔ)和重要工具。1995年4月美國副總統(tǒng)Gore宣布了國家環(huán)境技術(shù)戰(zhàn)略。其目標(biāo)為:至2020年地球日時(shí)。將廢棄物減少40-50%,每套裝置消耗原材料減少20一 25%。1996年美國設(shè)立了總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎(jiǎng)。這些政府行為都極大的促進(jìn)了綠色化學(xué)的蓬勃發(fā)展。另外。日本也制定了新陽光計(jì)劃。在環(huán)境技術(shù)的研究與開發(fā)領(lǐng)域。確 定了環(huán)境無害制造技術(shù)、減少環(huán)境污染技術(shù)和二氧化碳固定與利用技術(shù)等綠色化學(xué)的內(nèi)容。總之,綠色化學(xué)的研究已成為國外企業(yè)、政府和學(xué)術(shù)界的重要研究與開發(fā)萬向。這對(duì)我國既是嚴(yán)峻的挑戰(zhàn),也是難得的發(fā)展機(jī)遇。
四、研究內(nèi)容及情況
第1 頁
共5 頁
綠色化學(xué)
1、內(nèi)容
綠色化學(xué)是對(duì)傳統(tǒng)化學(xué)的挑戰(zhàn),是對(duì)傳統(tǒng)化學(xué)思維方式的更新和發(fā)展,因此,綠色化學(xué)的研究內(nèi)容是從反應(yīng)原料、反應(yīng)條件、轉(zhuǎn)化方法或開發(fā)綠色產(chǎn)品等角度進(jìn)行研究,打破傳統(tǒng)的化學(xué)反應(yīng),設(shè)計(jì)新的對(duì)環(huán)境友好的化學(xué)反應(yīng)。包括:(1)使用無毒無害的原料;(2)利用可再生資源;(3)新型催化劑的開發(fā)研究;(4)不同反應(yīng)介質(zhì)的研究;(5)尋找新的轉(zhuǎn)化方法;(6)設(shè)計(jì)對(duì)人類健康和環(huán)境安全的化學(xué)產(chǎn)品。
2、研究情況
核心:利用化學(xué)原理從源頭上減少和消除工業(yè)生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的污染。按照綠色化學(xué)的原則、在理想的化工生產(chǎn)方式是:反應(yīng)物的原子全部轉(zhuǎn)化為期望的最終產(chǎn)物。
性質(zhì):(1)充分利用資源和能源,采用無毒、無害的原料;(2)在無毒、無害的條件下進(jìn)行反應(yīng),以減少向環(huán)境排放廢物;(3)提高原子的利用率,力圖使所有作為原料的原子都被產(chǎn)品所消納,實(shí)現(xiàn)“零排放”;(4)生產(chǎn)出有利于環(huán)境保護(hù)、社區(qū)安全和人體健康的環(huán)境友好的產(chǎn)品。
綠色化學(xué)給化學(xué)家提出了一項(xiàng)新的挑戰(zhàn),國際上對(duì)此很重視。1996年,美國設(shè)立了“綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎(jiǎng)”,以表彰那些在綠色化學(xué)領(lǐng)域中做出杰出成就的企業(yè)和科學(xué)家。綠色化學(xué)將使化學(xué)工業(yè)改變面貌,為子孫后代造福。
原則:綠色化學(xué)的研究者們總結(jié)出了綠色化學(xué)的12條原則,這些原則可作為實(shí)驗(yàn)化學(xué)家開發(fā)和評(píng)估一條合成路線、一個(gè)生產(chǎn)過程、一個(gè)化合物是不是綠色的指導(dǎo)方針和標(biāo)準(zhǔn)。
1、防止污染優(yōu)于污染形成后處理。
2、設(shè)計(jì)合成方法時(shí)應(yīng)最大限度地使所用的全部材料均轉(zhuǎn)化到最終產(chǎn)品中。
3、盡可能使反應(yīng)中使用和生成的物質(zhì)對(duì)人類和環(huán)境無毒或毒性很小。
4、設(shè)計(jì)化學(xué)產(chǎn)品時(shí)應(yīng)盡量保持其功效而降低其毒性。
5、盡量不用輔助劑,需要使用時(shí)應(yīng)采用無毒物質(zhì)。
6、能量使用應(yīng)最小,并應(yīng)考慮其對(duì)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)的影響,合成方法應(yīng)在常溫、常壓下操作。
7、最大限度地使用可更新原料。
8、盡量避免不必要的衍生步驟。
9、催化試劑優(yōu)于化學(xué)計(jì)量試劑。
10、化學(xué)品應(yīng)設(shè)計(jì)成使用后容易降解為無害物質(zhì)的類型。
11、分析方法應(yīng)能真正實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測,在有害物質(zhì)形成前加以控制。
12、化工生產(chǎn)過程中各種物質(zhì)的選擇與使用,應(yīng)使化學(xué)事故的隱患最小。
3、實(shí)現(xiàn)途徑
(1)強(qiáng)化綠色化學(xué)意識(shí)
綠色化學(xué)是用化學(xué)去預(yù)防污染,是設(shè)計(jì)研究沒有或僅有盡可能小的環(huán)境負(fù)作用的、并在技術(shù)上經(jīng)濟(jì)上可行的化學(xué)品和化學(xué)過程。它是在始端就采用污染預(yù)防的科學(xué)手段,使過程和終端均有零排放或零污染。從根本上區(qū)別于那些通過“三廢”處理與利用來治理污染的化學(xué)方法,最大限度的追求“原子經(jīng)濟(jì)性”。綠色化學(xué)不同于傳統(tǒng)的化學(xué),它需將綠色化學(xué)思想貫穿于化學(xué)始終,使化學(xué)在設(shè)計(jì)、合成、分析等每一個(gè)環(huán)節(jié)都應(yīng)與環(huán)境的相容無害。(2)快速有效的篩選
在化合物的篩選過程中,可以應(yīng)用組合化學(xué)技術(shù),對(duì)不同的分子結(jié)構(gòu)單元進(jìn)行組合合成,得到成千上萬個(gè)產(chǎn)物以滿足下一步高通量篩選系統(tǒng)(HTS)的需要,目前通過改進(jìn)的組合化學(xué)已可以得到各純度較高的單一化合物供HTS篩選之用[3]。首先建立一個(gè)已知的有機(jī)合成反應(yīng)盡可能全的資料庫,然后再確定目標(biāo)產(chǎn)物后,第一步找出一切可以產(chǎn)生目標(biāo)產(chǎn)物的反應(yīng);第二步把這些反應(yīng)的原料作為中間目標(biāo)產(chǎn)物找出一切可產(chǎn)生它們的反應(yīng),依次類推下去,直到得出一些反應(yīng)路線正好使用我們預(yù)定的原料。在搜索過程中,計(jì)算機(jī)按我們制定的評(píng)估方法自動(dòng)地比較可能的反應(yīng)途徑,隨時(shí)排除不適合的,以便最終找到廉價(jià)、物美、不浪費(fèi)資源、不污染環(huán)境的最佳途徑。所以,將組合化學(xué)技術(shù)和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用到化學(xué)合成中,是一種經(jīng)濟(jì)、快速的策略,為綠色化學(xué)的實(shí)現(xiàn)提供了極大的可能性。(3)開發(fā)綠色反應(yīng),提高原子利用率
在化學(xué)合成特別是有機(jī)合成中,減少廢物的關(guān)鍵是提高選擇性問題,即選擇最佳反應(yīng)途徑,使反應(yīng)物原子盡可能多地轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物原子,最大限度地減少副產(chǎn)物,才會(huì)真正減少廢物的生成。對(duì)于大宗基本有機(jī)原料的生產(chǎn)來說,選擇原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)十分重要。Sd-ChemieInc.公司最近成功地開發(fā)了一個(gè)新的合成路線:固體氧化物催化劑合成的無廢水工藝,事實(shí)證明其能夠達(dá)到零廢水排放、零硝酸鹽排放,并且沒有或很少NOx釋放。同時(shí),新合成路線大大減少了水和能量的消耗。由此可見,對(duì)于已在工業(yè)上應(yīng)用的原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng),也還需要從環(huán)境保護(hù)和技術(shù)經(jīng)濟(jì)等方面繼續(xù)研究并加以改進(jìn)。
第2 頁
共5 頁
綠色化學(xué)
(4)采用無毒無害的原料
為使制得的中間體具有進(jìn)一步轉(zhuǎn)化所需的官能團(tuán)和反應(yīng)性,在現(xiàn)有化工生產(chǎn)中仍使用劇毒的光氣和氫氰酸等作為原料。為了人類健康和社區(qū)安全,需要用無毒無害的原料代替它們來生產(chǎn)所需的化工產(chǎn)品[5]。在代替劇毒氫氰酸原料方面,Monsanto公司從無毒無害的二乙醇胺原料出發(fā),經(jīng)過催化脫氫,開發(fā)了安全生產(chǎn)氨基二乙酸鈉的新工藝,改變了過去的以氨、甲醛和氫氰酸為原料的二步合成路線,避免了使用劇毒氫氰酸原料。Flexsys Americal.P.在生產(chǎn)一種橡膠防降解劑化學(xué)品家族的關(guān)鍵中間體4-ADPA過程中,開發(fā)了一個(gè)新的環(huán)境友好路線——使用堿性促進(jìn)劑實(shí)現(xiàn)氫對(duì)芳環(huán)的親核取代反應(yīng),替代了傳統(tǒng)的氯化反應(yīng),不僅消除了大量劇毒氯氣的儲(chǔ)存、使用和處理,也大大減少了廢物的排放。
(5)使用無毒無害的催化劑
催化劑的合理選擇和應(yīng)用是化工過程中最關(guān)鍵的技術(shù)之一。使用新的反應(yīng)原料就必須新的催化劑來活化,傳統(tǒng)的催化劑應(yīng)進(jìn)行改進(jìn),使其選擇性、與反應(yīng)體系的相容性清潔性都進(jìn)一步提高。現(xiàn)在以鄰苯二酚生產(chǎn)方法為例:新的生產(chǎn)工藝采用酶E.Coli作催化劑,它能使葡萄糖活化,定向地轉(zhuǎn)化為鄰苯二酚[6]。這種新工藝避免了風(fēng)險(xiǎn)原料和試劑的使用也不產(chǎn)生副產(chǎn)品或廢棄物。由于催化劑在綠色化學(xué)中有重要地位,傳統(tǒng)工藝的改造需要催化劑,新的工藝同樣需要新催化劑,因此,如何設(shè)計(jì)高效無害催化劑也就成了綠色化學(xué)研究的重要內(nèi)容之一。當(dāng)前設(shè)計(jì)和開發(fā)的新型催化劑有以下幾種類型:分子氧氣化催化劑、新型分子篩催化劑。
(6)使用無毒無害的溶劑
水是無毒無害最廉價(jià)的催化劑,但對(duì)有機(jī)物溶解能力差,不適合作有機(jī)化工的溶劑。而有機(jī)溶劑本身都具有毒性,許多都是致癌物質(zhì),還有很強(qiáng)的揮發(fā)性,造成嚴(yán)重的污染。近年來,研究無毒無害溶劑的工作正在開展,其中最活躍的是開發(fā)超臨界流體(SCF),超臨界流體是指處于超臨界溫度及超臨界壓力下的流體,是一種介與氣態(tài)與液態(tài)之間的流體狀態(tài),其密度接近于液體(比氣體約大3個(gè)數(shù)量級(jí)),而粘度接近氣態(tài)(擴(kuò)散系數(shù)比液體大100倍左右)。超臨界流體CO2用作酸調(diào)節(jié)劑和惰性氣體,在多烯催化氧化反應(yīng)和多烯雙鍵在酸性條件下的保護(hù)反應(yīng)中有重要的應(yīng)用。CO2調(diào)節(jié)β-胡蘿卜素催化氧化反應(yīng)體系酸性,合成角黃素,同時(shí)作為惰性氣體,能夠有效的保護(hù)原料和產(chǎn)物中的多烯雙鍵,為多烯氧化和雙鍵保護(hù)開辟了新的途徑;CO2代替有機(jī)酸應(yīng)用于氯醇化反應(yīng),是良好的酸堿調(diào)節(jié)劑,無毒、無污染,對(duì)環(huán)境友好,沒有危險(xiǎn),原料充足,操作容易控制,這一研究結(jié)論為相關(guān)化學(xué)工業(yè)老產(chǎn)品新工藝改造提供了一條可行的途徑。(7)利用可再生的資源合成化學(xué)品
生物質(zhì)是可再生性資源,利用生物質(zhì)代替當(dāng)前廣泛使用的礦物質(zhì)資源可大大減輕對(duì)資源和環(huán)境的壓力,是保護(hù)環(huán)境的一個(gè)長遠(yuǎn)的發(fā)展方向。Frost報(bào)道以葡萄糖為原料,通過酶反應(yīng)可制得乙二酸、鄰苯二酚和對(duì)苯二酚等。尤其是不需要從傳統(tǒng)的苯酐始采制運(yùn)作為尼龍?jiān)霞憾崛〉昧孙@著進(jìn)展。由于苯是己知的治癌物質(zhì),以經(jīng)濟(jì)和技術(shù)上可行的方式,從合成大量的有機(jī)原料中取除苯是具有競爭力的綠色化學(xué)目標(biāo)[8]。
(8)開發(fā)和生產(chǎn)綠色產(chǎn)品
綠色產(chǎn)品,或指環(huán)境友好產(chǎn)品,是指產(chǎn)品在使用過程中和使用后不會(huì)危害生態(tài)環(huán)境和人體健康,產(chǎn)品具有合理的使用功能及使用壽命,產(chǎn)品易于回收、利用和再生,報(bào)廢后易于處置,在環(huán)境條件下易于降解。如為日常生活使用生產(chǎn)的包裝材料,可以進(jìn)行再利用,目前大量使用的聚苯乙烯發(fā)泡塑料快餐盒,使用以后成為垃圾,在自然條件下,需數(shù)百年方能降解,對(duì)環(huán)境帶來嚴(yán)重的影響。為了加速它的自然降解,我們生產(chǎn)時(shí)可以在其中加入光敏劑、化學(xué)助劑等,使其在使用后幾個(gè)月內(nèi)即分解成無害物質(zhì)。
五、結(jié)束語
開發(fā)和應(yīng)用綠色化學(xué)工藝,已成為現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的發(fā)展趨勢和前沿技術(shù),是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。曾為人類文明做出過不可磨滅貢獻(xiàn)的有機(jī)化學(xué)化工,在21世紀(jì),依然面臨著新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。有機(jī)化學(xué)應(yīng)該發(fā)展“理想的”合成方法,即強(qiáng)調(diào)實(shí)用的,環(huán)境友好的,資源可持續(xù)利用的,它從簡單易得的原料出發(fā),在溫和的條件下經(jīng)過簡單的步驟,快速、高選擇性地轉(zhuǎn)化為目標(biāo)分子。這就需要化學(xué)家從理念、原理、方法等方面進(jìn)行改革和創(chuàng)新,原子經(jīng)濟(jì)性、手性合成、環(huán)境友好的“潔凈”的反應(yīng)介質(zhì)等綠色化學(xué)原理對(duì)有機(jī)化學(xué)化工的發(fā)展將有更重要的指導(dǎo)意義。而綠色化學(xué)有待在理論、實(shí)踐領(lǐng)域中進(jìn)行更深入的研究發(fā)展,其發(fā)展必然會(huì)推動(dòng)人類社會(huì)的進(jìn)步,相信隨著科學(xué)的進(jìn)步和人們綠色意識(shí)的提高,人類賴以生存的地球環(huán)
第3 頁
共5 頁
綠色化學(xué)
境會(huì)變得更加美好。
*****學(xué)院
********
******
*******
第4 頁
共5 頁
《化學(xué)與生活》
——綠色化學(xué)
學(xué)院:****學(xué)院
班級(jí):****
姓名:***
學(xué)號(hào):**********
2010.12.10
第五篇:化學(xué)與生活論文——綠色化學(xué)
綠色化學(xué)
綠色化學(xué)與生活
摘要:本文主要闡述了綠色化學(xué)的概念,發(fā)展歷史,主要特點(diǎn)等等。方便大家認(rèn)識(shí)綠色化學(xué),更好的在生活中保護(hù)環(huán)境。
關(guān)鍵字:綠色化學(xué) 保護(hù)環(huán)境
一、概念
“綠色化學(xué)”由美國化學(xué)會(huì)(ACS)提出,目前得到世界廣泛的響應(yīng)。其核心是利用化學(xué)原理從源頭上減少和消除工業(yè)生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的污染;反應(yīng)物的原子全部轉(zhuǎn)化為期望的最終產(chǎn)物。按照美國《綠色化學(xué)》(GreenChemistry)雜志的定義,綠色化學(xué)是指:在制造和應(yīng)用化學(xué)產(chǎn)品時(shí)應(yīng)有效利用(最好可再生)原料,消除廢物和避免使用有毒的和危險(xiǎn)的試劑和溶劑。而今天的綠色化學(xué)是指能夠保護(hù)環(huán)境的化學(xué)技術(shù).它可通過使用自然能源,避免給環(huán)境造成負(fù)擔(dān)、避免排放有害物質(zhì).利用太陽能為目的的光觸媒和氫能源的制造和儲(chǔ)藏技術(shù)的開發(fā),并考慮節(jié)能、節(jié)省資源、減少廢棄物排放量。
綠色化學(xué)又稱“環(huán)境無害化學(xué)”、“環(huán)境友好化學(xué)”、“清潔化學(xué)”,綠色化學(xué)是近十年才產(chǎn)生和發(fā)展起來的,是一個(gè) “新化學(xué)嬰兒”。它涉及有機(jī)合成、催化、生物化學(xué)、分析化學(xué)等學(xué)科,內(nèi)容廣泛。綠色化學(xué)的最大特點(diǎn)是在始端就采用預(yù)防污染的科學(xué)手段,因而過程和終端均為零排放或零污染。世界上很多國家已把“化學(xué)的綠色化”作為新世紀(jì)化學(xué)進(jìn)展的主要方向之一。
二、主要特點(diǎn)
綠色化學(xué)又稱環(huán)境友好化學(xué),它的主要特點(diǎn)是:1.充分利用資源和能源,采用無毒、無害的原料;2.在無毒、無害的條件下進(jìn)行反應(yīng),以減少廢物向環(huán)
第1 頁
共5 頁
綠色化學(xué)
境排放;3.提高原子的利用率,力圖使所有作為原料的原子都被產(chǎn)品所消納,實(shí)現(xiàn)“零排放”;4.生產(chǎn)出有利于環(huán)境保護(hù)、社區(qū)安全和人體健康的環(huán)境友好的產(chǎn)品。
三、綠色化學(xué)的重要性
傳統(tǒng)的化學(xué)工業(yè)給環(huán)境帶來的污染已十分嚴(yán)重,目前全世界每年產(chǎn)生的有害廢物達(dá)3億噸~4億噸,給環(huán)境造成危害,并威脅著人類的生存?;瘜W(xué)工業(yè)能否生產(chǎn) 出對(duì)環(huán)境無害的化學(xué)品?甚至開發(fā)出不產(chǎn)生廢物的工藝?有識(shí)之士提出了綠色化學(xué)的號(hào)召,并立即得到了全世界的積極響應(yīng)。綠色化學(xué)的核心就是要利用化學(xué)原理從源頭消除污染。
綠色化學(xué)給化學(xué)家提出了一項(xiàng)新的挑戰(zhàn),國際上對(duì)此很重視。1996年,美國設(shè)立了“綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎(jiǎng)”,以表彰那些在綠色化學(xué)領(lǐng)域中做出杰出成就的企業(yè)和科學(xué)家。綠色化學(xué)將使化學(xué)工業(yè)改變面貌,為子孫后代造福。
迄今為止?;瘜W(xué)工業(yè)的絕大多數(shù)工藝都是20多年前開發(fā)的,當(dāng)時(shí)的加工費(fèi)用主要包括原材料、能耗和勞動(dòng)力的費(fèi)用。近年來,由于化學(xué)工業(yè)向大氣、水和土壤等排放了大量有毒、有害的物質(zhì)。以1993年為例,美國僅按365種有毒物質(zhì)排放估算?;瘜W(xué)工業(yè)的排放量為30億磅。因此,加工費(fèi)用又增加了廢物控制、處理和 埋放。環(huán)保監(jiān)測、達(dá)標(biāo),事故責(zé)任賠償?shù)荣M(fèi)用。1992年,美國化學(xué)工業(yè)用于環(huán)保的費(fèi)用為1150億美元,清理已污染地區(qū)花去7000億美元。1996年美國Dupont公司的化學(xué) 品銷售總額為180億美元。環(huán)保費(fèi)用為10億美元。所以。從環(huán)保、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的要求看?;瘜W(xué)工業(yè)不能再承擔(dān)使用和產(chǎn)生有毒。有害物質(zhì)的費(fèi)用。需要大力研究與開發(fā)從 源頭上減少和消除污染的綠色化學(xué)。
1990年美國頒布了污染防止法案。將污染防止確立為美國的國策。所謂污染防止就是使得廢物不再產(chǎn)生。不再有廢物處理的問題,綠色化學(xué)正是實(shí) 現(xiàn)污
第2 頁
共5 頁
綠色化學(xué)
染防止的基礎(chǔ)和重要工具。1995年4月美國副總統(tǒng)Gore宣布了國家環(huán)境技術(shù)戰(zhàn)略。其目標(biāo)為:至2020年地球日時(shí)。將廢棄物減少40-50%,每套裝置消耗原材料減少20一 25%。1996年美國設(shè)立了總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎(jiǎng)。這些政府行為都極大的促進(jìn)了綠色化學(xué)的蓬勃發(fā)展。另外。日本也制定了新陽光計(jì)劃。在環(huán)境技術(shù)的研究與開發(fā)領(lǐng)域。確 定了環(huán)境無害制造技術(shù)、減少環(huán)境污染技術(shù)和二氧化碳固定與利用技術(shù)等綠色化學(xué)的內(nèi)容??傊G色化學(xué)的研究已成為國外企業(yè)、政府和學(xué)術(shù)界的重要研究與開發(fā)萬向。這對(duì)我國既是嚴(yán)峻的挑戰(zhàn),也是難得的發(fā)展機(jī)遇。
四、研究內(nèi)容及情況
1、內(nèi)容
綠色化學(xué)是對(duì)傳統(tǒng)化學(xué)的挑戰(zhàn),是對(duì)傳統(tǒng)化學(xué)思維方式的更新和發(fā)展,因此,綠色化學(xué)的研究內(nèi)容是從反應(yīng)原料、反應(yīng)條件、轉(zhuǎn)化方法或開發(fā)綠色產(chǎn)品等角度進(jìn)行研究,打破傳統(tǒng)的化學(xué)反應(yīng),設(shè)計(jì)新的對(duì)環(huán)境友好的化學(xué)反應(yīng)。包括:(1)使用無毒無害的原料;(2)利用可再生資源;(3)新型催化劑的開發(fā)研究;(4)不同反應(yīng)介質(zhì)的研究;(5)尋找新的轉(zhuǎn)化方法;(6)設(shè)計(jì)對(duì)人類健康和環(huán)境安全的化學(xué)產(chǎn)品。
2、實(shí)現(xiàn)途徑
(1)強(qiáng)化綠色化學(xué)意識(shí)
綠色化學(xué)是用化學(xué)去預(yù)防污染,是設(shè)計(jì)研究沒有或僅有盡可能小的環(huán)境負(fù)作用的、并在技術(shù)上經(jīng)濟(jì)上可行的化學(xué)品和化學(xué)過程。它是在始端就采用污染預(yù)防的科學(xué)手段,使過程和終端均有零排放或零污染。從根本上區(qū)別于那些通過“三廢”處理與利用來治理污染的化學(xué)方法,最大限度的追求“原子經(jīng)濟(jì)性”。綠色化學(xué)不同于傳統(tǒng)的化學(xué),它需將綠色化學(xué)思想貫穿于化學(xué)始終,使化學(xué)在第3 頁
共5 頁
綠色化學(xué)
設(shè)計(jì)、合成、分析等每一個(gè)環(huán)節(jié)都應(yīng)與環(huán)境的相容無害。(2)開發(fā)綠色反應(yīng),提高原子利用率
在化學(xué)合成特別是有機(jī)合成中,減少廢物的關(guān)鍵是提高選擇性問題,即選擇最佳反應(yīng)途徑,使反應(yīng)物原子盡可能多地轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物原子,最大限度地減少副產(chǎn)物,才會(huì)真正減少廢物的生成。對(duì)于大宗基本有機(jī)原料的生產(chǎn)來說,選擇原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)十分重要。Sd-ChemieInc.公司最近成功地開發(fā)了一個(gè)新的合成路線:固體氧化物催化劑合成的無廢水工藝,事實(shí)證明其能夠達(dá)到零廢水排放、零硝酸鹽排放,并且沒有或很少NOx釋放。同時(shí),新合成路線大大減少了水和能量的消耗。由此可見,對(duì)于已在工業(yè)上應(yīng)用的原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng),也還需要從環(huán)境保護(hù)和技術(shù)經(jīng)濟(jì)等方面繼續(xù)研究并加以改進(jìn)。(3)采用無毒無害的原料
為使制得的中間體具有進(jìn)一步轉(zhuǎn)化所需的官能團(tuán)和反應(yīng)性,在現(xiàn)有化工生產(chǎn)中仍使用劇毒的光氣和氫氰酸等作為原料。為了人類健康和社區(qū)安全,需要用無毒無害的原料代替它們來生產(chǎn)所需的化工產(chǎn)品[5]。在代替劇毒氫氰酸原料方面,Monsanto公司從無毒無害的二乙醇胺原料出發(fā),經(jīng)過催化脫氫,開發(fā)了安全生產(chǎn)氨基二乙酸鈉的新工藝,改變了過去的以氨、甲醛和氫氰酸為原料的二步合成路線,避免了使用劇毒氫氰酸原料。Flexsys Americal.P.在生產(chǎn)一種橡膠防降解劑化學(xué)品家族的關(guān)鍵中間體4-ADPA過程中,開發(fā)了一個(gè)新的環(huán)境友好路線——使用堿性促進(jìn)劑實(shí)現(xiàn)氫對(duì)芳環(huán)的親核取代反應(yīng),替代了傳統(tǒng)的氯化反應(yīng),不僅消除了大量劇毒氯氣的儲(chǔ)存、使用和處理,也大大減少了廢物的排放。
(4)使用無毒無害的溶劑
水是無毒無害最廉價(jià)的催化劑,但對(duì)有機(jī)物溶解能力差,不適合作有機(jī)化
第4 頁
共5 頁
綠色化學(xué)
工的溶劑。而有機(jī)溶劑本身都具有毒性,許多都是致癌物質(zhì),還有很強(qiáng)的揮發(fā)性,造成嚴(yán)重的污染。近年來,研究無毒無害溶劑的工作正在開展,其中最活躍的是開發(fā)超臨界流體(SCF),超臨界流體是指處于超臨界溫度及超臨界壓力下的流體,是一種介與氣態(tài)與液態(tài)之間的流體狀態(tài),其密度接近于液體(比氣體約大3個(gè)數(shù)量級(jí)),而粘度接近氣態(tài)(擴(kuò)散系數(shù)比液體大100倍左右)。超臨界流體CO2用作酸調(diào)節(jié)劑和惰性氣體,在多烯催化氧化反應(yīng)和多烯雙鍵在酸性條件下的保護(hù)反應(yīng)中有重要的應(yīng)用。CO2調(diào)節(jié)β-胡蘿卜素催化氧化反應(yīng)體系酸性,合成角黃素,同時(shí)作為惰性氣體,能夠有效的保護(hù)原料和產(chǎn)物中的多烯雙鍵,為多烯氧化和雙鍵保護(hù)開辟了新的途徑;CO2代替有機(jī)酸應(yīng)用于氯醇化反應(yīng),是良好的酸堿調(diào)節(jié)劑,無毒、無污染,對(duì)環(huán)境友好,沒有危險(xiǎn),原料充足,操作容易控制,這一研究結(jié)論為相關(guān)化學(xué)工業(yè)老產(chǎn)品新工藝改造提供了一條可行的途徑。(5)利用可再生的資源合成化學(xué)品
生物質(zhì)是可再生性資源,利用生物質(zhì)代替當(dāng)前廣泛使用的礦物質(zhì)資源可大大減輕對(duì)資源和環(huán)境的壓力,是保護(hù)環(huán)境的一個(gè)長遠(yuǎn)的發(fā)展方向。Frost報(bào)道以葡萄糖為原料,通過酶反應(yīng)可制得乙二酸、鄰苯二酚和對(duì)苯二酚等。尤其是不需要從傳統(tǒng)的苯酐始采制運(yùn)作為尼龍?jiān)霞憾崛〉昧孙@著進(jìn)展。由于苯是己知的治癌物質(zhì),以經(jīng)濟(jì)和技術(shù)上可行的方式,從合成大量的有機(jī)原料中取除苯是具有競爭力的綠色化學(xué)目標(biāo)[8]。(6)開發(fā)和生產(chǎn)綠色產(chǎn)品
綠色產(chǎn)品,或指環(huán)境友好產(chǎn)品,是指產(chǎn)品在使用過程中和使用后不會(huì)危害生態(tài)環(huán)境和人體健康,產(chǎn)品具有合理的使用功能及使用壽命,產(chǎn)品易于回收、利用和再生,報(bào)廢后易于處置,在環(huán)境條件下易于降解。如為日常生活使用生產(chǎn)的包裝材料,可以進(jìn)行再利用,目前大量使用的聚苯乙烯發(fā)泡塑料快餐盒,第5 頁
共5 頁
綠色化學(xué)
使用以后成為垃圾,在自然條件下,需數(shù)百年方能降解,對(duì)環(huán)境帶來嚴(yán)重的影響。為了加速它的自然降解,我們生產(chǎn)時(shí)可以在其中加入光敏劑、化學(xué)助劑等,使其在使用后幾個(gè)月內(nèi)即分解成無害物質(zhì)。
五、結(jié)束語
開發(fā)和應(yīng)用綠色化學(xué)工藝,已成為現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的發(fā)展趨勢和前沿技術(shù),是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。曾為人類文明做出過不可磨滅貢獻(xiàn)的有機(jī)化學(xué)化工,在21世紀(jì),依然面臨著新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。有機(jī)化學(xué)應(yīng)該發(fā)展“理想的”合成方法,即強(qiáng)調(diào)實(shí)用的,環(huán)境友好的,資源可持續(xù)利用的,它從簡單易得的原料出發(fā),在溫和的條件下經(jīng)過簡單的步驟,快速、高選擇性地轉(zhuǎn)化為目標(biāo)分子。這就需要化學(xué)家從理念、原理、方法等方面進(jìn)行改革和創(chuàng)新,原子經(jīng)濟(jì)性、手性合成、環(huán)境友好的“潔凈”的反應(yīng)介質(zhì)等綠色化學(xué)原理對(duì)有機(jī)化學(xué)化工的發(fā)展將有更重要的指導(dǎo)意義。而綠色化學(xué)有待在理論、實(shí)踐領(lǐng)域中進(jìn)行更深入的研究發(fā)展,其發(fā)展必然會(huì)推動(dòng)人類社會(huì)的進(jìn)步,相信隨著科學(xué)的進(jìn)步和人們綠色意識(shí)的提高,人類賴以生存的地球環(huán)境會(huì)變得更加美好。
電氣工程學(xué)院
104班蒙仕杰
1002100442 2011 11 30
第6 頁
共5 頁