第一篇：綠色化學(xué)讀書筆記 杜平金(化師一班047)

綠色化學(xué)讀書筆記化學(xué)師范一班杜平金047

綠色化學(xué)讀書筆記

第一章緒論：

化學(xué)是一門“核心、實(shí)用、創(chuàng)造性“的科學(xué)，從其誕生到今天，已經(jīng)取得了巨大的成就。它的方法、它的結(jié)構(gòu)以及化學(xué)反應(yīng)方面的研究目前仍在主導(dǎo)其他學(xué)科地位；它在開發(fā)天然資源以滿足人類的生活需要方面作出了巨大貢獻(xiàn)?；诨瘜W(xué)的產(chǎn)業(yè)利用天然資源制取大量的化肥、農(nóng)藥、農(nóng)膜、塑料、鋼鐵、水泥等原料，并生產(chǎn)大量的合成纖維和橡膠等以彌補(bǔ)農(nóng)業(yè)、林業(yè)的不足；能源的開發(fā)利用，新材料的開發(fā)利用、醫(yī)藥衛(wèi)生等均離不開化學(xué)?？梢哉f，人類的衣食住行用以及保持健康等無一項(xiàng)可以離開化學(xué)，化學(xué)在這些領(lǐng)域中直接或間接地發(fā)揮著它不可替代的作用。但是隨著人類社會(huì)的發(fā)展，我們發(fā)現(xiàn)，整個(gè)人類社會(huì)正面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

第一節(jié)：環(huán)境問題

人類在向大自然不斷索取以滿足自身需要的同時(shí)，也造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。

1.全球氣候變暖

全球氣候變暖是大氣中溫室氣體濃度升高引起的。這些溫室氣體

又是人類在尋找食物、生活用品、供熱取暖等基本生活要求過程以及工業(yè)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)過程中排放到大氣中的。

2.核冬天的威脅

目前，在北極地區(qū)已經(jīng)觀察到煙塵和其他氣體溶膠的大透鏡作用。

從核爆炸時(shí)發(fā)生對(duì)大氣影響的不確知程度來看，大氣中煙塵對(duì)地球的影響可能會(huì)更大。1982年，有人提出了有限的核戰(zhàn)爭(zhēng)所產(chǎn)生的煙塵會(huì)導(dǎo)致地球冷卻的假設(shè)，這個(gè)概念被稱為“核冬天”。即使是有限的局部核戰(zhàn)爭(zhēng)，預(yù)計(jì)也會(huì)導(dǎo)致引起大量的煙塵產(chǎn)生，并噴射到大氣中，使得地球冷卻，農(nóng)作物在冬天會(huì)被凍死。關(guān)于氣溶膠在氣中停留時(shí)間以及煙塵對(duì)輻射平衡的影響目前還不清楚。

3.臭氧層破壞

距地球表面15—50KM的大氣平流層集中了地球表面上90%的臭氧氣體，盡管其濃度很低（從未超過10*10），但它卻吸收了太陽(yáng)光中對(duì)生物生長(zhǎng)有害的、波長(zhǎng)在295—320NM的紫外線，在太陽(yáng)與地球之間形成了一道天然屏障，正是有了這道屏障，地球上的人類與其他生物才得以正常生存與繁衍。然而，由于工業(yè)的發(fā)展和人類生活方式、生活條件的改變，人類大量使用空調(diào)制冷劑、泡沫滅火劑、氣霧劑、發(fā)膠、蓬松劑等化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的氟氯烴、溴氟氯烴等化合物，這類化合物雖然在表面時(shí)性質(zhì)穩(wěn)定，不易燃燒，易于貯存，對(duì)人和其他生物也沒有毒性，但當(dāng)它們上升到平流層中后，在強(qiáng)烈的紫外線作用下，會(huì)由光激發(fā)而生成氯原子自由基-6

1/5

等化學(xué)性質(zhì)十分活潑的物種，這些物種會(huì)與大氣平流層中的臭氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使臭氧分解從而降低其在平流層中的濃度，使臭氧層遭到破壞。另一方面，汽車尾氣、火力發(fā)電廠的煙氣等中所含的氮氧化合物進(jìn)入臭氧層后，會(huì)催化臭氧的分解反應(yīng)，從而破壞臭氧層。由于人類向大氣中排放的能破壞的物質(zhì)增加很快，因而臭氧層的破壞已日趨嚴(yán)重。目前在南極上空已經(jīng)形成了近萬平方公里的“臭氧空洞”。

4.光化學(xué)煙霧和大氣污染

大氣圈從古到今一直被作為排放大量廢棄物的大容器。大量的碳

氫化合物、碳氧化合物、氮氧化合物、硫氧化合物、粉塵類物質(zhì)等不停地排向大氣圈，直接污染大氣并危及人類的生命。同時(shí)這些物質(zhì)達(dá)到對(duì)流層后，在大太陽(yáng)光的紫外線照射下發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)，大氣對(duì)流層變成一個(gè)大的光化學(xué)反應(yīng)容器。光化學(xué)煙霧主要是氮氧化合物與烴類物質(zhì)在紫外線照射下，經(jīng)過一系列復(fù)雜反應(yīng)后形成的一種大氣污染現(xiàn)象。光化學(xué)煙霧的組成十分復(fù)雜，其中不僅含有從污染源直接排放的一次污染物，而且包含有更重要的二次污染物，諸如臭氧（在臭氧層對(duì)人類起保護(hù)作用，但在地表附近就成污染）、醛類和過氧乙酰硝酸酯等。光化學(xué)煙霧通常含有高濃度的氧化劑，故又稱了氧化性煙霧。

5.酸雨

酸雨是空氣中的酸性氣體隨雨而下形成的。這些酸性氣體主要來

自于交通運(yùn)輸、發(fā)電、家庭生活等燃燒化石燃料的過程，主要有S、N的氧化物（主要是SO2）。

6.生物多樣性銳減

生物多樣性銳減是地球上所有生物——植物、動(dòng)物和微生物及其

他物質(zhì)構(gòu)成的綜合體。它包括遺傳的多樣性、物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性三個(gè)組成部分。

7.森林的破壞

森林是地球生命之肺，除涵養(yǎng)水源、防止水土流失、調(diào)節(jié)氣候等

作用外，還可以吸收二氧化碳，放出氧氣。

8.荒漠化

荒漠化主要是由于氣候變化和人類經(jīng)濟(jì)活動(dòng)在內(nèi)的各種因素影響

所造成的干旱、半干旱和干燥、亞濕潤(rùn)地區(qū)的土地退化。

第二章：綠色化學(xué)是當(dāng)今國(guó)際化學(xué)科學(xué)研究的前沿。它吸收了當(dāng)代物理、生物、材料、信息等科學(xué)的最新理論和技術(shù)，是具有明確的科學(xué)目標(biāo)和明確的社會(huì)需求的新興交叉學(xué)科。傳統(tǒng)的環(huán)境保護(hù)方法是治理污染，或曰污染的末端治理，也就是研究已有污染物對(duì)環(huán)境的污染情況，研究治理這些已經(jīng)產(chǎn)生了的污染物的原理和方法，是一種治標(biāo)的方法。綠色化學(xué)的目標(biāo)是：化學(xué)過程不產(chǎn)生污染，即將污染消除于其產(chǎn)生之前。實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)后就不需要治理污染，因其根本不產(chǎn)生，是一種從源頭上治理污染的方法，是一種治本的方法。故綠色化學(xué)致力于研究經(jīng)濟(jì)技術(shù)上可行的、對(duì)環(huán)境不產(chǎn)生污染的、對(duì)人類無害的化學(xué)品的設(shè)計(jì)、制造和使用；研究經(jīng)濟(jì)

技術(shù)上可行的、對(duì)環(huán)境不產(chǎn)生污染的、對(duì)人類無害的化學(xué)過程的設(shè)計(jì)和應(yīng)用。簡(jiǎn)言之，綠色化學(xué)就是把化學(xué)知識(shí)、化學(xué)技術(shù)和化學(xué)方法應(yīng)用于所有的化學(xué)品和化學(xué)過程，以減少直到消除對(duì)人類健康和環(huán)境有害的反應(yīng)原料的使用、這類反應(yīng)過程的利用、這類產(chǎn)物的生產(chǎn)和使用、這類反應(yīng)溶劑的使用，盡可能不生成副產(chǎn)物，更加充分地利用資源，以適應(yīng)可持續(xù)發(fā)展的需要。

原子利用率：

在合成反應(yīng)中，要減少?gòu)U物排放的關(guān)鍵是提高反應(yīng)的選擇性和原子利用率。即化學(xué)反應(yīng)中，到底有多少反應(yīng)物的原子轉(zhuǎn)變到了目標(biāo)產(chǎn)物中，原子利用率可用下定義：原子利用率等于目標(biāo)產(chǎn)物的量與按化學(xué)計(jì)量式所得的產(chǎn)物的量之和的比值。一般的方法是利用催化劑，所以催化劑的研究利用是綠色化學(xué)的重要方法之一。

第三章：

設(shè)計(jì)安全無毒化學(xué)品的一般原則——（外部效應(yīng)原則）主要是通過分子設(shè)計(jì)，改善分子的與其在環(huán)境中的分布、人和其他生物機(jī)體對(duì)它的吸收性質(zhì)等重要理化性質(zhì)，從而減少它的有害生物效應(yīng)和（內(nèi)部效應(yīng)原則）通過分子設(shè)計(jì)以達(dá)到以下目標(biāo)“增大生物解毒性，避免物質(zhì)的直接毒性，和間接生物致毒性或稱為生物活化。通過分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，從而增大物質(zhì)降解速度、降低物質(zhì)的揮發(fā)性、減少分子在環(huán)境中的殘留時(shí)間、減少物質(zhì)在環(huán)境中轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂杏泻ι镄?yīng)物質(zhì)的可能性等均是重要的外部效應(yīng)原則的例子。另外通過分子設(shè)計(jì)，從而降低或妨礙人類、動(dòng)物和水生生物對(duì)物質(zhì)的吸收也是外部效應(yīng)原則要面對(duì)的問題。

增大生物解毒性包括把分子設(shè)計(jì)為本身是親水性的或很容易與葡萄糖醛酸、硫酸鹽或氨基酸結(jié)合，從而加速其從泌尿系統(tǒng)或膽汁中排出。要避免物質(zhì)的直接毒性，就要把物質(zhì)分子設(shè)計(jì)成無毒無害類化合物，或從分子中引入一些無毒功能團(tuán)。

為推廣安全有效化學(xué)品的設(shè)計(jì)應(yīng)解決的問題

1.加大宣傳力度，讓安全有效化學(xué)品的設(shè)計(jì)在學(xué)術(shù)界和工業(yè)界深入人心。

2.建立關(guān)于安全有效化學(xué)品的設(shè)計(jì)這一概念的科學(xué)的、技術(shù)的和經(jīng)濟(jì)的可靠性。

3.進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)化學(xué)品進(jìn)行仔細(xì)認(rèn)真的分析和研究。

4.在毒理學(xué)研究中進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)機(jī)理研究和構(gòu)效關(guān)系研究。

5.改革和修正化學(xué)教育體系和化學(xué)教學(xué)內(nèi)容，在其中引入與安全有效化學(xué)品的設(shè)計(jì)相關(guān)理論和實(shí)踐性教學(xué)內(nèi)容。

6.化學(xué)界和工業(yè)界均要積極參與，積極開展這方面的工作。

第四章：

硅是碳的等電排原子——從化學(xué)上看，用硅作為碳的等電排原子是再自然不過的了。因?yàn)樘己凸枋?A族元素，因此，在化學(xué)性質(zhì)上有相似性。與同族其它元素一樣，硅和碳都是4價(jià)金屬，能形成四面體結(jié)構(gòu)，能與碳形成穩(wěn)定化學(xué)鍵。雖然，目前對(duì)硅硐移置物尚有爭(zhēng)論。但一般來說，硅取代碳后形成的衍生物是無毒的，尤其是與同族的鍺、錫、鉛的衍生物相比。因此硅是唯一一個(gè)用作對(duì)碳作等

電排轉(zhuǎn)換的元素。另外硅是自然界存量豐富、價(jià)廉，且可以各種形式出現(xiàn)的元素。

盡管硅元素是與碳元素最相似的元素，他們的化合物在性能上有一定的相似性，但并非所有情況下都可以用硅代替碳，有時(shí)有嚴(yán)格的限制。

硅形成的雙鍵或三元環(huán)化合物在空氣及潮氣中均極不穩(wěn)定。

硅與氮、氧等雜原子形成的單鍵是強(qiáng)化學(xué)鍵，但能水解。

硅取代的環(huán)境安全化學(xué)品的例子：

DDT的硅取代物

盡管DDT對(duì)哺乳動(dòng)物來說相對(duì)比較安全，但由于它對(duì)其他物種有毒

性，同時(shí)會(huì)在環(huán)境中長(zhǎng)期存在，因此，不得不放棄這一重要?dú)⑾x劑的使用。在設(shè)計(jì)DDT的硅等電排取代物中，設(shè)計(jì)了DDD類硅烷類物質(zhì)。

有機(jī)硅殺真菌劑

Meberg及其合作者制備了一系列硅取代三唑類化合物，為殺真菌劑的開發(fā)開辟了一條新的途徑。其中一個(gè)，氟苯代硅三唑?qū)阮惙勒婢貏e有效，已是目前商用的主要谷類防真菌劑。

第五章：

由分析滿足綠色化學(xué)要求的合成路線可見，催化可從各個(gè)方面滿足綠色化學(xué)的要求。不管是酶催化還是傳統(tǒng)的化學(xué)催化的反應(yīng)，通常其所需要的能量更低，轉(zhuǎn)化更為有效，這樣可降低反應(yīng)所需能耗，減少副產(chǎn)物、共生物和其他廢物的生成。通常還可以把催化劑設(shè)計(jì)成對(duì)環(huán)境友好的。在應(yīng)用于化學(xué)、化工生產(chǎn)的化學(xué)反應(yīng)中，非生物催化占有成為重要的地位。催化在環(huán)境保護(hù)、綠色化學(xué)中有十分重要的作用。

1.催化與污染的防治：

催化已經(jīng)在減少污染方面起到了重要作用，利用催化劑減少和消除發(fā)電廠廢氣及汽車尾氣中的氮氧化合物的排放，以改善空氣的質(zhì)量。利用催化劑減少揮發(fā)性有機(jī)溶劑的使用；利用催化劑技術(shù)取代使用氯或有含氯中間物的合成方法和過程，并減少污染物的生成??

2.新的反應(yīng)原料需要新的催化劑來活化：

目前我們使用的大部分化學(xué)化工原料都來自于石油。而石油資源正面臨枯竭的威脅，我們必須尋找新的可再生的化學(xué)化工原料，新的反應(yīng)原料就必須有新的催化劑來活化。在可再生原料中，除生物資源外，二氧化碳也可看作可再生資源。

所謂催化設(shè)計(jì)，就是人們按照自己的意圖制造目標(biāo)催化劑的工作，它代表一種構(gòu)思，而不一定要畫出圖紙。也就是對(duì)指定反應(yīng)，或者需要制造某種產(chǎn)品，應(yīng)該如何選用一種催化劑的知識(shí)邏輯分析。這種設(shè)計(jì)出的催化劑應(yīng)該是具有高度專一性、高效的選擇性，能取得最大的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。催化劑的設(shè)計(jì)一般按如下步驟進(jìn)行。

1.總體性考慮：

在著手設(shè)計(jì)催化劑之前，首先要對(duì)面對(duì)的問題作總體性分析，反應(yīng)的可行性，最大平衡產(chǎn)率、要求的最佳反應(yīng)條件，可選用的原料，反應(yīng)的原子經(jīng)濟(jì)性如何，在實(shí)際使用中可能會(huì)遇到什么問題，催化劑的經(jīng)濟(jì)性，催化反應(yīng)的經(jīng)濟(jì)性等。對(duì)催化劑和催化反應(yīng)有一個(gè)總體性的合理了解之后，接著就應(yīng)分析催化設(shè)計(jì)參數(shù)的幾個(gè)要素，活性、選擇性、穩(wěn)定性或壽命，可再生性和對(duì)人對(duì)環(huán)境是否無害。

2.設(shè)計(jì)開發(fā)新型分子氫氧化催化劑：

在化學(xué)化工過程中，常用的氧化劑有，分子氧、過氧化氫、臭氧和其他無機(jī)氧供體，如次氯酸鈉，次溴酸鈉，硝酸、亞硫酸氫鉀、三氧化鉻、高錳酸鉀、重鉻酸鉀等等。

3.設(shè)計(jì)新型金屬配合物催化劑：

通常用于均相催化反應(yīng)，這類反應(yīng)主要包括有反應(yīng)物的氧化加成或產(chǎn)物的還原脫出，同時(shí)，還有金屬原子周圍原子和化學(xué)健的重排。一個(gè)化學(xué)品合成所采用的反應(yīng)類型或其合成路線在很大程度上取決于所選用的原料，原料一旦選定，就必須要選擇某些類型的反應(yīng)。原料對(duì)合成路線的效率、過程的環(huán)境效應(yīng)和對(duì)人類健康均有極大的影響。原料本身的生產(chǎn)者、原料的保存和運(yùn)輸過程中的操作管理者、原料在使用過程中的加工者會(huì)面臨多大的危險(xiǎn)是在選擇原料時(shí)要加以考慮的。

還有改變反應(yīng)試劑、反應(yīng)溶劑等方法。

第七章：

綠色化學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)

綠色化學(xué)和整個(gè)化學(xué)的發(fā)展一樣是前景廣闊的。綠色化學(xué)正處于連續(xù)性技術(shù)進(jìn)步的不斷開拓中，原有技術(shù)的改進(jìn)，新的發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造的涌動(dòng)推動(dòng)著綠色化學(xué)不斷完善，以達(dá)到環(huán)境友好的圓滿目的，因此某些對(duì)化學(xué)學(xué)科發(fā)展有著重要意義，同時(shí)又有著潛在的重大經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益的研究領(lǐng)域中綠色化學(xué)發(fā)展趨勢(shì)值得關(guān)注。

酶的重組技術(shù)提供了生產(chǎn)單一生物體的前景，這種生物體含有能降解環(huán)境中有害廢物的一組基因工程酶。酶重組會(huì)使微生物體降解成新的分子，并拓展了微生物體攻擊合成有機(jī)化合物的能力。利用酶能自我再生、便宜制得，而又能在環(huán)境中常規(guī)條件下工作的想法，也許是現(xiàn)代科學(xué)為處理和降解有害廢物所能涉及的最有效的方法之

一。這些廢物包括工人合成的、在苛刻條件下穩(wěn)定的有機(jī)化學(xué)品。

某些酶的寬底物特性，為改善和保護(hù)環(huán)境提供了應(yīng)用酶催化的可能。

第二篇：綠色化改進(jìn),優(yōu)化化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)

綠色化改進(jìn),優(yōu)化化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)

【內(nèi)容摘要】實(shí)施綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅是新課改的基本要求，更是我國(guó)的一項(xiàng)基本國(guó)策。綠色化學(xué)是在可持續(xù)發(fā)展背景下，針對(duì)高中新課程改革所提出的新型化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念。隨著環(huán)境污染的加劇，人類對(duì)綠色環(huán)保意識(shí)越發(fā)注重?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)作為化學(xué)教學(xué)不可或缺的組成之一，對(duì)學(xué)生興趣培養(yǎng)和能力訓(xùn)練影響巨大。

【關(guān)鍵詞】高中化學(xué) 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 綠色化學(xué)

在高中化學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)中指出，高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)有利于學(xué)生形成嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)的實(shí)驗(yàn)觀。綠色化學(xué)旨在減少化學(xué)用品在生產(chǎn)、使用及處理過程中產(chǎn)生的污染，是合理利用資源和能源的體現(xiàn)。本文我將從高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)出發(fā)，探究綠色化學(xué)在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用策略。

一、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

要想避免或減少化學(xué)實(shí)驗(yàn)過程中三廢的產(chǎn)生，我們必須堅(jiān)持實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的嚴(yán)謹(jǐn)性，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)藥品劑量、催化劑使用的最佳配比。在實(shí)際教學(xué)過程中，需要不斷總結(jié)，針對(duì)已有的化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行綠色化學(xué)的改造。在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)階段，盡量選用無毒無害的原料與催化劑，盡可能減少實(shí)驗(yàn)過程中藥品和儀器的浪費(fèi)與損耗。

例如，在乙烯制備的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教材中采用體積比為3：1的硫酸和無水乙醇進(jìn)行制備實(shí)驗(yàn)。無水乙醇與濃硫酸在加熱的條件下，乙醇會(huì)發(fā)生炭化，并產(chǎn)生黑色炭渣，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)后的燒瓶難以清洗。同時(shí)，該實(shí)驗(yàn)效率較低，往往需要消耗過量的乙醇，造成能源資源的浪費(fèi)。對(duì)此，在長(zhǎng)期的教學(xué)實(shí)踐探索過程中，我使用濃磷酸與濃硫酸的混合物來代替濃硫酸，通過反復(fù)的實(shí)驗(yàn)對(duì)比和分析，得到了該實(shí)驗(yàn)的最佳配合比：濃硫酸、濃磷酸、乙醇的體積比為2.3：0.7：1。當(dāng)然，此類的創(chuàng)新設(shè)計(jì)需要教師在長(zhǎng)期的教學(xué)實(shí)踐中敢于突破傳統(tǒng)和思維限制，更需要大膽的革新。

通過以上的優(yōu)化設(shè)計(jì)，乙烯的制備實(shí)驗(yàn)效率更高，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更加明顯，整個(gè)實(shí)驗(yàn)更加節(jié)能環(huán)保。同時(shí)，學(xué)生們?cè)诮處煗撘颇挠绊懴?，自身的?chuàng)新意識(shí)和實(shí)驗(yàn)態(tài)度也得到改善。

二、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置

隨著綠色化學(xué)理念在教學(xué)中的不斷推廣，很多教師在實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)上苦下功夫，提出了微型化??驗(yàn)、組合式實(shí)驗(yàn)、封閉式實(shí)驗(yàn)等綠色實(shí)驗(yàn)方法。通過對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)，原本那些實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的有毒有害物質(zhì)得到無毒化處理，甚至可以為下一個(gè)實(shí)驗(yàn)繼續(xù)使用，從而實(shí)現(xiàn)了綠色實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)。

例如，在氯氣的制備和性質(zhì)探究實(shí)驗(yàn)中，我將制備過程與性質(zhì)探究過程進(jìn)行了融合處理，實(shí)現(xiàn)了這兩者的一體化。首先，在氯氣的制取上，我們采用濃鹽酸與二氧化錳的加熱試驗(yàn)。然后，將生成的氯氣依次通過濃硫酸→干燥有色布條→濕潤(rùn)有色布條→CCl4和KI溶液→集氣瓶→NaOH溶液。最后，在實(shí)驗(yàn)裝置的連接上，必須實(shí)現(xiàn)檢驗(yàn)其密封性，保證實(shí)驗(yàn)裝置的可靠性。在連接順序的制定上，必須嚴(yán)格按照制備、性質(zhì)探究、尾氣處理的順序?qū)嵤?。切忌為了一體化實(shí)驗(yàn)而強(qiáng)加裝置，必須保證組合式實(shí)驗(yàn)的可行性。甲中濃硫酸的設(shè)置是為了排除水分對(duì)氯氣的強(qiáng)氧化性質(zhì)探究的影響、乙丙的干濕順序而是為了保證實(shí)驗(yàn)的對(duì)比性、丁中CCl4和KI溶液則是為了探究氯氣置換碘的現(xiàn)象、戊則是起到搜集氯氣的作用、己則是為了進(jìn)行尾氣處理工作，避免氯氣的泄漏。

通過上述組合式實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)，既節(jié)省了實(shí)驗(yàn)時(shí)間、藥品，實(shí)現(xiàn)了氯氣制備實(shí)驗(yàn)的綠色環(huán)保性，還實(shí)現(xiàn)了化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的系統(tǒng)性和層次性。若是在傳統(tǒng)的氯氣制備和性質(zhì)探究實(shí)驗(yàn)中，我們需要設(shè)計(jì)四到五個(gè)分步實(shí)驗(yàn)，難免會(huì)產(chǎn)生氯氣的泄漏和資源的浪費(fèi)。

三、規(guī)范實(shí)驗(yàn)操作

規(guī)范實(shí)驗(yàn)操作是實(shí)現(xiàn)綠色實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是拒絕藥品浪費(fèi)和實(shí)驗(yàn)污染的有效措施。在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，無論是教師演示實(shí)驗(yàn)還是學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)，操作都或多或少存在不規(guī)范。因此，要想實(shí)現(xiàn)綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)，必須嚴(yán)把細(xì)節(jié)關(guān)，嚴(yán)格控制因?yàn)椴僮鬟^程不當(dāng)而引起的環(huán)境污染與資源損耗。

例如，在酒精燈的使用上，必須使用外焰加熱。因?yàn)橥庋鏈囟雀?，可以減少加熱時(shí)間、提高加熱效率。同時(shí)，還考慮到內(nèi)焰加熱的不穩(wěn)定性，容易導(dǎo)致玻璃儀器因?yàn)槭軣岵痪鴮?dǎo)致?lián)p壞。因此，在加熱寬底器皿時(shí)，需要妥善使用石棉網(wǎng)，必要時(shí)可以選擇采用水浴加熱的形式。在托盤天平的使用上，利用鑷子拿取砝碼，在天平的物盤事先鋪設(shè)濾紙，減少測(cè)量過程的損耗。在漏斗過濾液體的操作上，保證濾紙的“一貼、二低、三靠”，從而提高過濾效率。在氣體制備實(shí)驗(yàn)中，必須實(shí)現(xiàn)檢驗(yàn)裝置氣密性，保證實(shí)驗(yàn)氣體不外泄。尤其是在高污染及有毒物質(zhì)實(shí)驗(yàn)中，務(wù)必保證裝置氣密性，并做好尾氣收集與處理工作。對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)過程中的藥品劑量做到嚴(yán)格控制，既保證不浪費(fèi)，又要保證實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的明顯。在每次實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，務(wù)必將實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物倒入指定容器，對(duì)強(qiáng)酸強(qiáng)堿進(jìn)行處理后再傾倒。如果有可能，盡量將實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物進(jìn)行回收利用。

高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作繁多，我們的操作規(guī)范性滲透必須堅(jiān)持不懈，在嚴(yán)格要求學(xué)生的同時(shí)，做好自己的本職工作，為學(xué)生樹立良好的榜樣。

總之，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，綠色化學(xué)理念的滲透還需要我們一線教師的不懈努力。通過綠色化學(xué)理念的滲透，不僅可以實(shí)現(xiàn)化學(xué)知識(shí)的滲透教育，更可以培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保理念和綠色意識(shí)。

【參考文獻(xiàn)】

[1] 常東紅.高中化學(xué)教學(xué)中滲透綠色化學(xué)思想分析[J].考試周刊，2013（96）.[2] 劉煥成、付金堂.基于新課程理念下高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化設(shè)計(jì)與實(shí)施[J].中國(guó)教育技術(shù)裝備，2012（26）.（作者單位：云南省曲靖市民族中學(xué)）

第三篇：基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化的改革與實(shí)踐

基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化的改革與實(shí)踐 汪敏，趙延清，郝桂榮

(錦州醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)學(xué)院，遼寧錦州121001)

【摘要】保護(hù)環(huán)境、污染、凈化環(huán)境的同時(shí)

【關(guān)鍵詞】綠色化學(xué):

【中圖分類號(hào)】P}313 防止污染是化學(xué)工作者非常關(guān)心的問題。通過基礎(chǔ)化學(xué)買驗(yàn)改革買施化學(xué)買驗(yàn)綠色化在減少 對(duì)大學(xué)生進(jìn)行綠色化學(xué)教育可以培養(yǎng)大學(xué)生民好的環(huán)境保護(hù)行為習(xí)慣和綠色意識(shí)。化學(xué)買驗(yàn);教學(xué)改革二 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 環(huán)境保護(hù)

[文章編號(hào)11672-4569(2004)01一0024-03

綠色化學(xué)(Green Chemistr}})是人類與自然相和諧的化學(xué)，也叫環(huán)境友好化學(xué)(Environmentalh} Friendly Chemistry)、環(huán)境無害化學(xué)(Environmentally Benin Chemistry)、清潔化學(xué)(Clean Chemistry)[’]。

綠色化學(xué)，是用化學(xué)的技術(shù)和方法盡量減少甚至消滅那些對(duì)人類健康、社區(qū)安全、生態(tài)環(huán)境有害的原料、催化劑和溶劑、產(chǎn)物、副產(chǎn)物等的使用和生產(chǎn)。綠色化學(xué)不是一般的治理污染，而是從源頭上阻比污染的 產(chǎn)生，是一種最大限度地從資源合理利用、環(huán)境保護(hù)及生態(tài)平衡等方而滿足人類可持續(xù)發(fā)展的化學(xué)。綠色

化學(xué)是21世紀(jì)化學(xué)發(fā)展的方向和目標(biāo)。人們對(duì)綠色化學(xué)的研究雖然剛剛起步，但已經(jīng)受到世界各國(guó)的高 度重視。1991年美國(guó)環(huán)保署將綠色化學(xué)作為環(huán)境保護(hù)的中心工作來抓，1995年3月16日，美國(guó)總統(tǒng)克林

頓宣布設(shè)立“總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎(jiǎng);}z}，為在綠色化學(xué)方而做出貢獻(xiàn)的化學(xué)家和企業(yè)頒獎(jiǎng)0 2000年日本制

定了“新陽(yáng)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)內(nèi)容[3}。1998年以來，我國(guó)政府也制定了一系列環(huán)境保護(hù)法規(guī)，中國(guó)科

學(xué)院化學(xué)學(xué)部開展了綠色化學(xué)的調(diào)研咨詢，國(guó)家自然科學(xué)基金會(huì)和中石化集團(tuán)公司聯(lián)合資助了綠色化學(xué)有

關(guān)的“九五”重大基礎(chǔ)研究項(xiàng)目，成立了綠色化學(xué)研究中心[“}。

我國(guó)的化學(xué)教育工作者雖然也在與綠色化學(xué)有關(guān)的方而做了大量的工作，但對(duì)綠色化學(xué)所具有的現(xiàn)代

內(nèi)涵及其對(duì)人類社會(huì)發(fā)展的重要意義，仍所知甚少，在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和化學(xué)教育的諸多環(huán)節(jié)上，我們對(duì)綠色化

學(xué)并沒有引起足夠的重視，習(xí)慣于沿襲傳統(tǒng)的化學(xué)模式，習(xí)慣于“粗放型”的化學(xué)研究?jī)?nèi)容。因此，而對(duì)

綠色化學(xué)的新概念、新思想和新要求，化學(xué)教育工作者要把綠色化學(xué)貫穿于化學(xué)教育的全過程，把培養(yǎng)學(xué) 生的綠色意識(shí)和環(huán)境保護(hù)意識(shí)作為自己不可推卸的責(zé)任。傳統(tǒng)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)總是伴隨有毒有害氣體、液體、固體的產(chǎn)生而污染環(huán)境，危害師生的健康;而倡導(dǎo)化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化，不僅是優(yōu)化教學(xué)效果、凈化實(shí)驗(yàn)室環(huán)

境、強(qiáng)化學(xué)生綠色意識(shí)、全而提高學(xué)生素質(zhì)的重要途徑，也是培養(yǎng)國(guó)民環(huán)境意識(shí)、努力實(shí)現(xiàn)人類與大自然

和諧共存的重要手段。

根據(jù)多年來的化學(xué)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，我們?cè)谶M(jìn)行綠色化學(xué)教育時(shí)，首先從實(shí)施化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化入手，對(duì)傳統(tǒng) 的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)技術(shù)進(jìn)行改革，并取得了比較明顯的效果。

一、化學(xué)試劑計(jì)量的減量化和無量化 實(shí)現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)試劑的減量化和無量化，就是化學(xué)計(jì)量綠色化?；瘜W(xué)計(jì)量綠色化是綠色化學(xué)的主要目標(biāo)

【收稿日期12003-12-18 【作者簡(jiǎn)介】汪敏女1949年生

與研究:趙延清男

桂榮女1972年生

遼寧凌海人錦州醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)學(xué)院副教授主要從事化學(xué)和食品中硒含量測(cè)定等教學(xué) 1974年生遼寧黑山人錦州醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)學(xué)院講師主要從事化學(xué)的教學(xué)與研究:都 遼寧錦州人錦州醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)學(xué)院助理研究員。

·醫(yī)學(xué)教育·之一。化學(xué)試劑、溶劑、催化劑和指小劑的用量，在保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的前提下，要精確核算，將其用量

控制到最低限度。這樣，不僅節(jié)約了化學(xué)試劑，更重要的是從實(shí)驗(yàn)的源頭上防l }:了污染。我們把試劑用量

調(diào)整到常規(guī)用量以下，對(duì)各種試劑的濃度指標(biāo)也相應(yīng)地予以改變。例如，將各種指小劑的濃度進(jìn)行調(diào)整，酚酞和石蕊指;:劑的濃度由原來的0.5%一1.0%降低到0.1%一0.2%;固體指;:劑鉻黑T和鈣指;:劑

等，在發(fā)給學(xué)生使用之前，適當(dāng)填充部分無毒無害并不影響化學(xué)反應(yīng)的固體物質(zhì)，并把原來取用指小劑的

金屬大藥勺換成自制的玻璃小藥勺，把指小劑的用量控制在最低限度。實(shí)驗(yàn)中所用的各種液體試劑(酸、堿、浪水、AgN03 , NH3.H20 , Hz0:等)和各種有機(jī)溶劑、試劑的濃度，也調(diào)整到原來的濃度以下。這

樣，節(jié)約了化學(xué)試劑，又減少了環(huán)境污染。

但是，由于習(xí)慣性等原因，學(xué)生做實(shí)驗(yàn)時(shí)，取用藥品往往多多益善。這種化學(xué)試劑使用的隨意性，勢(shì)

必造成材料浪費(fèi)和環(huán)境污染。我們除了要求學(xué)生嚴(yán)格遵守操作規(guī)范、限制試劑的用量之外，還選擇了合適 的實(shí)驗(yàn)作比較，讓學(xué)生在自己的親身經(jīng)歷中受到綠色化學(xué)的教育。在實(shí)施化學(xué)計(jì)量綠色化過程中，我們選

定了測(cè)定過硫酸鉸與碘化鉀化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生將各種試劑用量都降至常量的一半，在其他

條件完全相同的情況下測(cè)定上述反應(yīng)的反應(yīng)速率作比較。學(xué)生在自己的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)試劑用量雖然不同，而

實(shí)驗(yàn)效果卻完全一樣。學(xué)生從中受到了深刻的啟發(fā)和教育，因此能夠自覺地按照要求取用化學(xué)藥品。

努力改革傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方式，減少實(shí)驗(yàn)對(duì)玻璃儀器的依賴性，把實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯、原來在燒杯和試管中進(jìn)

行的實(shí)驗(yàn)改在點(diǎn)滴板上進(jìn)行。例如，有些離子鑒定、醛基檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)和有些絡(luò)合物的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)，都可以在點(diǎn)

滴板上進(jìn)行。這樣，既達(dá)到了節(jié)約化學(xué)試劑、減少污染的目的，也實(shí)現(xiàn)了化學(xué)試劑減量化的目標(biāo)。

為了盡可能地節(jié)約試劑和減少污染，應(yīng)盡快推廣實(shí)施微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)。所謂微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)，是

用盡可能小的實(shí)驗(yàn)儀器和盡可能少的化學(xué)試劑(一般為常規(guī)量的十分之一至千分之一)來獲得所需的化學(xué)

信息和化學(xué)知識(shí)的實(shí)驗(yàn)方法。微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)既不是常規(guī)實(shí)驗(yàn)的簡(jiǎn)單微縮，也不是對(duì)常規(guī)實(shí)驗(yàn)的補(bǔ)充;而是

在綠色化學(xué)理念原則下從根本上預(yù)防化學(xué)污染的一種有效方法。它是以新的實(shí)驗(yàn)思想、新的實(shí)驗(yàn)方法、新 的實(shí)驗(yàn)技術(shù)對(duì)常規(guī)實(shí)驗(yàn)的改革和發(fā)展，也是綠色化學(xué)思想在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的一種具體體現(xiàn)。

隨著教學(xué)技術(shù)的現(xiàn)代化，在保證實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可靠的前提下，實(shí)驗(yàn)教學(xué)還可以實(shí)施模擬仿

真化，選擇典型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目或?qū)嶒?yàn)環(huán)節(jié)制作CAI課件。利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，不僅實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象生動(dòng)逼真，學(xué)生易于掌握，而目_實(shí)現(xiàn)了化學(xué)試劑的無量化。

二、化學(xué)試劑的綠色化

化學(xué)試劑綠色化是指在做化學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)盡量選擇無毒無害的試劑、溶劑和指小劑。選擇那些具有環(huán)保屬

性的試劑，可以避免在實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生污染?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)和化學(xué)試劑都具有一定的可替代性，為實(shí)現(xiàn)化學(xué)實(shí)

驗(yàn)綠色化提供了技術(shù)支持和發(fā)展空間。根據(jù)這種可替代性原則選擇不同實(shí)驗(yàn)或試劑，可以達(dá)到同樣的教學(xué)

目的和教學(xué)效果。例如，觀察膠體溶液的乳光性質(zhì)和電泳現(xiàn)象，選擇無毒的Fe(OH):溶膠，而不用具有

較大毒性的AszS:溶膠溶液。介紹稀溶液依數(shù)性時(shí)，可設(shè)計(jì)一個(gè)完全無毒無害的觀察滲透現(xiàn)象的演;:實(shí)

驗(yàn):將雞蛋一端插入一根玻璃管，另一端剝?nèi)サ皻ち粝聝?nèi)膜作為半透膜，將此裝置放在裝有水的小燒杯 中，靜比一會(huì)通過玻璃管內(nèi)液柱上升就可明顯觀察到溶液的滲透現(xiàn)象。選擇這樣的試劑與物質(zhì)做實(shí)驗(yàn)，無

毒無害，對(duì)環(huán)境無任何污染。此外，利用分光光度法測(cè)定有色溶液的濃度，選擇高錳酸鉀溶液或者硫酸銅

溶液，代替其他有色溶液，可以達(dá)到教學(xué)目的。其實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象都很明顯，操作也簡(jiǎn)便。二者相比，用高錳酸

鉀優(yōu)點(diǎn)更多，不但實(shí)驗(yàn)過程無毒無害無污染，而目_用過的高錳酸鉀溶液經(jīng)處理之后可以再利用?；瘜W(xué)反應(yīng) 中使用的催化劑，也要選擇綠色催化劑，如固體酸、堿、二氧化欽、酶等;而不使用有毒有害的催化劑，如重金屬離子、溶劑狀態(tài)強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等。在酸堿標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定實(shí)驗(yàn)中，可使用氫氧化鈉標(biāo)定鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶

液。雖然用酚酞或石蕊作指小劑，指小滴定的終點(diǎn)效果都很明顯，但是選擇石蕊作指小劑更合適，此指小

齊」的分解產(chǎn)物是對(duì)環(huán)境友好物質(zhì)。

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)也要時(shí)刻注意克服對(duì)環(huán)境的副作用，并目_采用在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上是可行的化學(xué)試劑和化學(xué)過

程。例如，NO:與Nzna在不同溫度下h_相轉(zhuǎn)化的實(shí)驗(yàn)，先將NOz填充到U型的玻璃管中后封閉，實(shí)驗(yàn)

時(shí)將裝有此氣體的U型玻璃管的兩端同時(shí)分別插入裝有不同溫度的水的燒杯中。通過兩個(gè)在不同溫度下 的玻璃管兩端的氣體的不同顏色，可以觀察到此封閉體系中NO:與Nzna這兩種氣體在不同溫度下的h_相

·醫(yī)學(xué)教育·轉(zhuǎn)化現(xiàn)象。有毒氣體被封閉在玻璃管中，因此，對(duì)環(huán)境無任何副作用。這種實(shí)驗(yàn)裝置制作簡(jiǎn)便，花錢不

多，還可以多次重復(fù)使用，節(jié)省了實(shí)驗(yàn)藥品和實(shí)驗(yàn)儀器的許多支出。那些毒性較大、嚴(yán)重污染環(huán)境的有機(jī)

實(shí)驗(yàn)，應(yīng)盡量壓縮;可以增加從天然原料中提取有效成分實(shí)驗(yàn)一從海帶中提取碘，從茶葉中提取咖啡

因，從橘子皮中提取橘油，等等。

合理地安排實(shí)驗(yàn)，可以實(shí)現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的無毒無害化，或?qū)嶒?yàn)污染物的減量化所以，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和所用

試劑必須優(yōu)中選優(yōu)，以便實(shí)現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色最大化。

三、實(shí)驗(yàn)?zāi)┒说木G色化

所謂實(shí)驗(yàn)?zāi)┒说木G色化是在上述原則狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的綠色化。就目前化學(xué)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容和方法而

言，還很難同時(shí)達(dá)到上述化學(xué)試劑、化學(xué)計(jì)量和化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色化標(biāo)準(zhǔn)。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生“二廢”是化

學(xué)實(shí)驗(yàn)室不可避免的問題。目前，憑現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件和實(shí)驗(yàn)方法，我們還不能完全消滅“二廢，’;但是，我們可以指導(dǎo)學(xué)生如何排放、回收和處理“二廢”，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)┒说木G色化。實(shí)驗(yàn)過程中制備的產(chǎn)品和實(shí)

驗(yàn)后形成的廢物，對(duì)環(huán)境都有一定的污染，一定要注意“善后”處理。例如，在食鹽提純與質(zhì)量檢驗(yàn)的實(shí)

驗(yàn)之后，提純的精鹽和氯化鈉母液必須統(tǒng)一收回。在硫酸亞鐵鉸的制備實(shí)驗(yàn)之后，學(xué)生制備的硫酸亞鐵鉸

必須按要求上交，然后統(tǒng)一保存處理。還有四氯化碳和乙醇等有機(jī)溶劑，經(jīng)處理后可以循環(huán)利用。硝酸銀

廢液，可通過銀的提取實(shí)驗(yàn)加以解決。廢酸和堿回收處理后，可以制成公廁清潔液。實(shí)驗(yàn)過程中損壞的玻

璃儀器，不能隨手扔掉，要回收再利用。已經(jīng)破曰的量筒經(jīng)高溫修復(fù)后，可繼續(xù)使用。破損的玻璃攪拌 棒，可以截?cái)嗖萍庸こ刹Ａ幧住Ｓ眠^的氨水塑料瓶和雙氧水塑料瓶，可在玻璃加工實(shí)驗(yàn)中指導(dǎo)學(xué)生

制成塑料洗瓶。有機(jī)廢液和廢渣，也要分類處理，可采取氧化分解法、溶劑萃取法、燃燒法和深埋法進(jìn)行

處理，要盡可能實(shí)現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的全程綠色化。

由此可見，化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的綠色化學(xué)教育大有作為。只要我們不斷發(fā)現(xiàn)、研究和總結(jié)綠色反應(yīng)的條

件，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的綠色化學(xué)教育和環(huán)境保護(hù)教育，就能逐漸實(shí)現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色化。這樣，不但有利于凈

化實(shí)驗(yàn)室環(huán)境，而目_有利于提高教學(xué)質(zhì)量;更重要的是培養(yǎng)了學(xué)生的綠色意識(shí)，使學(xué)生逐步養(yǎng)成對(duì)自己負(fù)

責(zé)、對(duì)社會(huì)負(fù)責(zé)、對(duì)子孫后代負(fù)責(zé)的自覺的環(huán)境保護(hù)行為習(xí)慣。從我做起，從現(xiàn)在做起，保證我們賴以生

存的地球環(huán)境實(shí)現(xiàn)最大限度的無毒無害和綠色化。令 【參考文獻(xiàn)】

fl]徐漢生.綠色化學(xué)導(dǎo)論[}7 }.武漢:武漢大學(xué)出版社，2001.f21朱清時(shí).綠色化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展[Jl.中國(guó)科學(xué)院院刊，199, }6}: 420.f=}]張淑婷，陳買.農(nóng)機(jī)有機(jī)化學(xué)教學(xué)中的綠色化學(xué)教育[J].高等農(nóng)業(yè)教育，2002, lss } 1} : 6s.f41都艷霞.綠色化學(xué)與綠色化學(xué)教育[Jl.石家莊?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)，2001, 3(4): 31.Reform and Practice in Green Revolution of Fundamental Chemistry Experiment Wand M in, Zhao Yanqin}&Hao Guiron}(Fundamental Department of Jinzhou Medical College, Jinzhou Liaoning, 121001)

Abstract: As chemistry researchers, we are very concerned about the problems of environmental protection and prevention of pollution.While reducing pollution and purifying the environment, we impart the knowledge of green chemistry to students, and enable them to develop good behavior habits of environmental protection and green awareness by performing an experiment in fundamental chemistry.Key word: green chemistry, chemistry experiment, teaching reform, environmental protection 嘖任編輯:文劍1 ·醫(yī)學(xué)教育·

第四篇：08化本班 05號(hào) 黃榕 我國(guó)綠色化學(xué)學(xué)科發(fā)展

我國(guó)綠色化學(xué)學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀

黃榕

（瓊州學(xué)院理工學(xué)院 海南 五指山 572200）

摘要：綠色化學(xué)是知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代化學(xué)工業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，是我國(guó)化學(xué)研究的前沿領(lǐng)域。本文介紹了近年來我國(guó)綠色化學(xué)學(xué)科在可再生資源、原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)、環(huán)境友好或可循環(huán)使用的新材料、環(huán)保新汽油等方面的發(fā)展。

關(guān)鍵字：綠色化學(xué)；研究；發(fā)展現(xiàn)狀

1.引言

化學(xué)是中心科學(xué),它聯(lián)系自然科學(xué)的方方面面,包括數(shù)學(xué)、物理、生物與生命、能源和環(huán)境、地質(zhì)和礦產(chǎn)等；一些重大的工業(yè)生產(chǎn)過程(如冶金、陶瓷、聚合物、化肥、醫(yī)藥、化妝品等),甚至是火箭和衛(wèi)星的發(fā)射,都是基于化學(xué)反應(yīng)的過程。全球化學(xué)工業(yè)每年有18410億歐元的交易額，占全球貿(mào)易額的9%，創(chuàng)造著全球收入的4%～5%?；瘜W(xué)為整個(gè)自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)的進(jìn)步、全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步和人類生活水平的提高作出了重大貢獻(xiàn)[1]。

目前,化學(xué)已經(jīng)滲透到人類生產(chǎn)、生活和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域。在化學(xué)科學(xué)和化學(xué)知識(shí)為人類帶來無數(shù)便利和希望的同時(shí),它也帶給了人類濃濃的煙塵、形形色色的廢棄物, 還有看不見的毒物。

人類正面臨有史以來最嚴(yán)重的環(huán)境危機(jī),環(huán)保問題成為影響經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展的重要問題之一。發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)環(huán)境的治理,已開始從治標(biāo),即從末端治理污染轉(zhuǎn)向治本,即開發(fā)清潔工業(yè)技術(shù),消減污染源頭,生產(chǎn)環(huán)境友好產(chǎn)品。“綠色技術(shù)”已成為21世紀(jì)化工技術(shù)與化學(xué)研究的熱點(diǎn)和重要科技前沿。2.綠色化學(xué)概念及意義

綠色化學(xué)設(shè)計(jì)研究沒有或盡可能小的環(huán)境副作用，并在技術(shù)上、經(jīng)濟(jì)上可行的化學(xué)品和化學(xué)過程。它是實(shí)現(xiàn)污染預(yù)防的基本和重要的科學(xué)手段。綠色化學(xué)研究的內(nèi)容顯然要包括化學(xué)反應(yīng)(化工生產(chǎn))過程的三個(gè)基本要素: 一是研究、變換、設(shè)計(jì)、選擇對(duì)人類健康和環(huán)境友好的原材料或起始物；二是研究最好的轉(zhuǎn)換反應(yīng)和催化劑；三是設(shè)計(jì)或重新設(shè)計(jì)對(duì)人類健康和環(huán)境更安全的目標(biāo)化合物(產(chǎn)品)。目前綠色化學(xué)的研究重點(diǎn)是:(1)設(shè)計(jì)或重新設(shè)計(jì)對(duì)人類健康和環(huán)境更安全的化合物，這是綠色化學(xué)的關(guān)鍵部分；(2)探求新的、更安全的、對(duì)環(huán)境更友好的化學(xué)合成路線和生產(chǎn)工藝，這可從研究、變換基本原料和起始化合物以及引入新試劑入手；(3)改善化學(xué)反應(yīng)條件, 降低對(duì)人類健康和環(huán)境的危害, 減少?gòu)U棄物的產(chǎn)生和排放[2]。3.我國(guó)綠色化學(xué)的研究重點(diǎn)

近年來我國(guó)在綠色化學(xué)方面的活動(dòng)也逐漸活躍。1995年，中國(guó)科學(xué)院化學(xué)部確定了《綠色化學(xué)與技術(shù)一推進(jìn)化工生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展的途徑》的院士咨詢課題，并建議“國(guó)家科技部組織調(diào)研，將綠色化學(xué)與技術(shù)研究工作列入‘九五’基礎(chǔ)研究規(guī)劃”；1996年，召開了“工業(yè)生產(chǎn)中綠色化學(xué)與技術(shù)”研討會(huì)，并出版“綠色化學(xué)與技術(shù)研討會(huì)學(xué)術(shù)報(bào)告匯編”。1997年國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)與中國(guó)石油化工集團(tuán)聯(lián)合資助了“九五”重大基礎(chǔ)研究項(xiàng)目“環(huán)境友好石油化工催化化學(xué)與化學(xué)反應(yīng)工程”；中國(guó)科技大學(xué)綠色科技與開發(fā)中心在該校舉行了主題討論會(huì)，并出版了“當(dāng)前綠色科技中的一些重大問題”論文集；香山科學(xué)會(huì)議以“可持續(xù)發(fā)展問題對(duì)科學(xué)的挑戰(zhàn)--綠色化學(xué)”為主題召開了第72次學(xué)術(shù)討論會(huì)。1998年，在合肥舉辦了首屆國(guó)際綠色化學(xué)高級(jí)研討會(huì)；《化學(xué)進(jìn)展》雜志出版“綠色化學(xué)與技術(shù)”專集；四川聯(lián)合大學(xué)也成立了綠色化學(xué)與技術(shù)研究中心，1999年，國(guó)家自然科學(xué)基金委設(shè)立了“用金屬有機(jī)化學(xué)研究綠色化學(xué)中的基本問題”的重點(diǎn)項(xiàng)目。5月，在成都舉辦了第二屆國(guó)際綠色化學(xué)高級(jí)研討會(huì)，出版了《綠色化學(xué)與技術(shù)》專著。12月，在北京九華山莊舉行了第16次九華科學(xué)論壇，會(huì)議從科學(xué)發(fā)展和國(guó)家長(zhǎng)遠(yuǎn)需求的戰(zhàn)略高度，對(duì)綠色化學(xué)的基本科學(xué)問題進(jìn)行了充分的研討和論證，初步提出了綠色化學(xué)近期研究工作重點(diǎn)，即：(1)綠色合成技術(shù)、方法學(xué)和過程的研究，主要包括反應(yīng)方法學(xué)特別是原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)和高選擇性、高轉(zhuǎn)化率反應(yīng)；高效均相和多相的不對(duì)稱催化反應(yīng)；酶催化和仿生催化；環(huán)境友好介質(zhì)和原料等；（2）可再生資源的利用和轉(zhuǎn)化中的基本科學(xué)問題，包括生物質(zhì)和酶分子“手性”和類似手性的空間構(gòu)型選擇性的化學(xué)物理本質(zhì)；主要生物質(zhì)和酶分子在酶催化轉(zhuǎn)化過程中“構(gòu)一效關(guān)系”；生物質(zhì)各種成分的分級(jí)多層次轉(zhuǎn)化機(jī)理、途徑及其高效綜合利用；天然高分子的化學(xué)與物理改性，制備與環(huán)境相容的可生物降解新材料等。（3）綠色化學(xué)在礦物資源高效利用中的關(guān)鍵科學(xué)問題。包括復(fù)雜礦物的相結(jié)構(gòu)、性能及多組元間相互作用與自催化特性；多元素?cái)M均相“原子經(jīng)濟(jì)”反應(yīng)及高選擇性分離；生物分離提取礦物的選擇性催化與生物轉(zhuǎn)化機(jī)制；介質(zhì)和工業(yè)代謝產(chǎn)物的循環(huán)再生及零排放系統(tǒng)設(shè)計(jì)等[3]。4.我國(guó)綠色化學(xué)發(fā)展現(xiàn)狀

綠色化學(xué)化工研究所追求的目標(biāo)是: 淘汰有毒原材料，探求新的合成路線，采用無污染的反應(yīng)途徑和工藝，能最大限度地減少“三廢”，并實(shí)行“原材料遴選——產(chǎn)品生成——產(chǎn)品使用——循環(huán)再利用”全過程控制。綠色化學(xué)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用不但能提高生產(chǎn)效率和優(yōu)化產(chǎn)品, 而且能提高資源和能源的利用率, 減輕污染負(fù)荷, 從而大幅度提高生產(chǎn)的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。因此，綠色化學(xué)與技術(shù)的推廣應(yīng)用使環(huán)境—經(jīng)濟(jì)性(而不再僅是經(jīng)濟(jì)性)成為技術(shù)創(chuàng)新的主要推動(dòng)力。近十多年來，綠色化學(xué)在生物質(zhì)的利用、原子經(jīng)濟(jì)性工藝設(shè)計(jì)等諸多領(lǐng)域取得了一系列研究成果[4]。4.1 可再生資源——生物質(zhì)的利用

地球上的植物通過光合作用每年生產(chǎn)2000億噸的生物質(zhì)，其中被人類利用的僅占3%～4%。生物質(zhì)的利用對(duì)可持續(xù)發(fā)展和降低全球溫室效應(yīng)起著重要的作用。它的兩個(gè)主要的開發(fā)領(lǐng)域是: ①生物質(zhì)直接或間接地用作能源； ②生物質(zhì)用作化學(xué)品、材料或產(chǎn)品的資源。對(duì)化學(xué)工業(yè)來說，目前集中在三個(gè)研究、開發(fā)領(lǐng)域: ①取代石化原料用作可再生的原料；②生物過程取代傳統(tǒng)的化學(xué)過程制備有機(jī)物和其他化學(xué)品； ③開發(fā)新的生物產(chǎn)品。以生物質(zhì)為原料、酶為催化劑，生產(chǎn)有機(jī)化合物，因其條件溫和、設(shè)備簡(jiǎn)單、選擇性好、無污染，已成為綠色化學(xué)研究的重點(diǎn)之一[5]。液體生物燃料，例如由菜油生產(chǎn)的生物柴油、由植物糖類生產(chǎn)的生物乙醇及其衍生物ETBE以及從木質(zhì)纖維素生產(chǎn)的生物甲醇及其衍生物MTBE，是可再生的燃料，所占比重逐年增加。4.2 原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)

我國(guó)石油化工科學(xué)院[6]采用空心結(jié)構(gòu)的HTS型鈦硅分子篩催化劑和“單釜連續(xù)淤漿床反應(yīng)器——無機(jī)膜過濾”新工藝，由環(huán)己酮一步合成環(huán)己酮肟，實(shí)現(xiàn)了原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng), 70ktpa的工業(yè)裝置已經(jīng)投產(chǎn)。山東魯北化工廠堪稱全國(guó)實(shí)施綠色化學(xué)、清潔生產(chǎn)的典范, 例如, 該廠由磷礦石與硫酸反應(yīng)制成磷酸和硫酸鈣, 磷酸與氨反應(yīng)制成磷酸氫銨復(fù)合肥, 而硫酸鈣經(jīng)加熱分解成二氧化硫和氧化鈣，前者經(jīng)催化氧化、水合制成硫酸, 后者與采用劣質(zhì)煤的發(fā)電廠產(chǎn)生的爐渣混合制成水泥，現(xiàn)已形成30萬t/a復(fù)合肥、40萬t/a硫酸(廠內(nèi)自用)、60萬t/a水泥的產(chǎn)能, 原材料中的每種元素都得到合理利用, 除電廠排出的CO2 外, 再無廢渣廢氣排放。4.3 環(huán)境友好或可循環(huán)使用的新材料

過去的10年里,由難降解塑料制品造成的“白色污染”已殃及土壤、水面和城市環(huán)境, 光降解塑料、生物降解塑料或光—生物降解塑料的推廣應(yīng)用已迫在眉睫。廢舊塑料的回收、催化裂解、再利用, 既保護(hù)了環(huán)境,又合理利用了資源。應(yīng)用廣泛的洗滌劑也要逐漸向水質(zhì)保護(hù)型發(fā)展。自四聚丙烯烷基苯磺酸鈉被淘汰后,大量洗滌劑改用三聚磷酸鈉作表面活性劑,結(jié)果造成我國(guó)水質(zhì)磷污染,富營(yíng)養(yǎng)化, 80%以上河段不能飲用,也不能養(yǎng)魚。而中國(guó)的無磷洗衣粉進(jìn)入市場(chǎng)不久,僅占洗衣粉總產(chǎn)量的3% ,實(shí)現(xiàn)綠色洗滌在中國(guó)還任重而道遠(yuǎn)。4.4 環(huán)保新汽油

為實(shí)現(xiàn)新汽油的限制要求,在煉油技術(shù)中要做以下工藝改進(jìn)和更新:催化裂化由單一生產(chǎn)高辛烷值汽油,轉(zhuǎn)向既生產(chǎn)高辛烷值汽油,又生產(chǎn)異丁烯、異戊烯等醚化原料。催化裂化汽油是我國(guó)催化裂化領(lǐng)域生產(chǎn)規(guī)模最大的燃料油品,在我國(guó)成品油市場(chǎng)占80%以上。催化裂化汽油烯烴含量一般在40%～50%之間,加工石蠟基油和摻煉渣油比例高的裝置, 烯烴含量超過60% ,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過質(zhì)量指標(biāo)。為了提高我國(guó)汽油質(zhì)量,一要降低汽油的烯烴含量,二是確保汽油原有的辛烷值不降低。為此較好的方法是將汽油中的直鏈烯烴轉(zhuǎn)化為異構(gòu)烷烴和部分芳烴,以彌補(bǔ)大量降低烯烴引起的辛烷值損失,增加汽油穩(wěn)定性。降烯烴目前主要有兩個(gè)發(fā)展方向,一是催化裂化生產(chǎn)中開發(fā)降烯烴技術(shù),但由于受催化裂化反應(yīng)本質(zhì)的限制,雖然取得了一定效果,但不能從根本上解決問題；二是催化裂化汽油降烯烴改質(zhì)技術(shù)。探索低烯烴催化裂化汽油生產(chǎn)技術(shù)與催化裂化汽油降烯烴改質(zhì)技術(shù)成為煉油企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。大連理工大學(xué)王祥生[7]等用新合成方法合成的20～50nm的ZSM-5分子篩為活性組分,采用水熱處理、負(fù)載金屬活性組分改性的組合改性方法制備的催化汽油改質(zhì)催化劑使催化汽油的烯烴降低到20%左右,除少量的烯烴裂解為C2、C3外, 大部分烯烴通過異構(gòu)化、芳構(gòu)化以及烷基化等反應(yīng)途徑轉(zhuǎn)化為高辛烷值的汽油組分,催化劑同時(shí)具有降烯、除苯和部分脫硫的綜合性能,有效地改善了催化汽油的品質(zhì)。4.5 造紙工業(yè)中的綠色化學(xué)問題

造紙工業(yè)是我國(guó)污染最嚴(yán)重的產(chǎn)業(yè)之一,每年有害廢水排放量高達(dá)50億噸,約占全國(guó)廢水的1/6,其中主要是制漿黑液和漂白廢水。開發(fā)無污染的制漿技術(shù)是解決制漿黑液污染的關(guān)鍵, 其中包括生化法、催化氧化降解法和機(jī)械制漿法。生化法制漿是從眾多的微生物中篩選出能高效、專一地分解纖維的菌種,經(jīng)生物技術(shù)處理使之適應(yīng)大規(guī)模生產(chǎn),目前尚在實(shí)驗(yàn)階段, 缺點(diǎn)是占地面積較大[1]。5.結(jié)語(yǔ)

綠色化學(xué)已成為當(dāng)今化學(xué)發(fā)展的主要方向。在綠色化學(xué)研究中,應(yīng)充分利用可再生資源——生物質(zhì),其中以生物質(zhì)為原料、酶為催化劑,生產(chǎn)有機(jī)化合物,因其條件溫和、設(shè)備簡(jiǎn)單、選擇性好、無污染,已成為綠色化學(xué)研究的重點(diǎn)之一,有良好的開發(fā)前景。利用原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)進(jìn)行綠色設(shè)計(jì),采用無毒、無害的原料和環(huán)境友好或可循環(huán)使用的新材料等研究, 以及對(duì)能源工業(yè)中汽油的催化降烯烴和造紙工業(yè)中的催化氧化降解法研究,均取得了可喜的進(jìn)展,并對(duì)環(huán)境保護(hù)將產(chǎn)生有益的、深遠(yuǎn)的影響。

參考文獻(xiàn)：

[1] 余紅霞,李攀.綠色化學(xué)的研究進(jìn)展[J].湖南理工學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）2009,22(4):77-81 [2] 尤珊妮.綠色化學(xué)新進(jìn)展[J].大眾科技 2009,(9):104-105 [3] 張琰圖,秦振平,陳雪英,馬潤(rùn)寶.綠色化學(xué)的興起及在中國(guó)的發(fā)展概況

[4] 安立敦,張培青.綠色化學(xué)新進(jìn)展[J].精細(xì)化工原料及中間體 2005，（8）：6-10 [5] 朱清時(shí).朱清時(shí)院士文集[C].北京:北京出版社, 1999: 249-252, 299.[6] 閔恩澤.2003年石油化工綠色化學(xué)與化學(xué)工程的進(jìn)展[J].化工學(xué)報(bào).2004, 12:1-2 [7] Zhang P Q, Wang X Sh, Guo H Ch.Reducing olefins in FCC Gas-oline Byisomerization and Aromeritization Overmodified Nano-ZSM-5[J].Chin J of Catal, 2003, 3: 159-160