綠色化學(xué)的化學(xué)小知識
綠色化學(xué)又稱(chēng)環(huán)境無(wú)害化學(xué),環(huán)境友好化學(xué),清潔化學(xué).綠色化學(xué)即是用化學(xué)的技術(shù)和方法去消滅或減少那些對人類(lèi)健康。以下是小編整理的關(guān)于綠色化學(xué)的化學(xué)小知識文章，希望大家喜歡。
綠色化學(xué)，又稱(chēng)環(huán)境無(wú)害化學(xué)、環(huán)境友好化學(xué)、清潔化學(xué)。綠色化學(xué)內涵是什么呢
綠色化學(xué)概念從一提出來(lái)，就明確了它的現代內涵，是研究和尋找能充分利用的無(wú)毒害原材料，最大程度地節約能源，在各環(huán)節都實(shí)現凈化和無(wú)污染的反應途徑。
它的主要特點(diǎn)是：①充分利用資源和能源，采用無(wú)毒、無(wú)害的原料；②在無(wú)毒、無(wú)害的條件下進(jìn)行反應，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“零排放”；④生產(chǎn)出有利于環(huán)境保護、社區安全和人體健康的環(huán)境友好的產(chǎn)品。它的具體內涵體現在五“R”上。
減量——Raduction
“減量”是從省資源、無(wú)污染、零排放角度提出的，包括二層意思：
�。�1）利用最少的能源和消耗最少的原材料，獲得最多的產(chǎn)品產(chǎn)量，理想的轉化過(guò)程是“原子經(jīng)濟反應”，即原料分子中的原子百分之百地轉變成產(chǎn)物。不產(chǎn)生副產(chǎn)物或廢物，實(shí)現廢物的“零排放”。如何減少資源用量，有效途徑之一是提高原料轉化率，提高能源利用率，減少“原子”損失率；
�。�2）減少“三廢”排放量，主要是減少廢氣、廢水及廢渣的排放量，目前情況下，“三廢”排放量必須降低到一定標準以下，努力實(shí)現“三廢”的“零排放”。
重復使用——Reuse
重復使用是指實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中，能多次使用的物質(zhì)應該不斷重復使用。重復使用不僅是降低成本的需要，更是減廢的需要。諸如化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的催化劑及其載體、反應介質(zhì)、分離和配方中所用的溶劑等。不僅必須保證無(wú)毒、無(wú)害、無(wú)腐蝕性，真正實(shí)現綠色化，而且從一開(kāi)始就應考慮有重復使用的工藝流程設計，保證其無(wú)限次的使用。當然，為了更好實(shí)現有關(guān)物質(zhì)的重復使用，必須選擇穩定性好，容易分離的催化劑、介質(zhì)和溶劑。
回收——Recycling
回收是指對工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中與產(chǎn)品無(wú)關(guān)的物質(zhì)或生活廢棄物進(jìn)行全面的回收�；厥湛梢杂行�(shí)現“省資源、少污染、減成本”的要求，回收包括：回收未反應的原料。
回收副產(chǎn)物（含“三廢”），回收助溶劑、催化劑、穩定劑、反應介質(zhì)等非反應試劑，回收生活固體廢棄物等�；瘜W(xué)工業(yè)產(chǎn)生中的循環(huán)操作、廢舊金屬、塑料等其它用品的回收，都是常見(jiàn)的回收方式。
再生——Regeneration
再生包括廢舊物質(zhì)的再生利用，也包括可再生能源、原材料的利用等。再生是變廢為寶、節省資源、減少污染的有效途徑，它要求化工產(chǎn)品生產(chǎn)在設計的開(kāi)始，就應考慮到有關(guān)產(chǎn)品的再生利用。特別高分子材料產(chǎn)品的再生顯得尤為重要。
同時(shí)，在能源與資源的開(kāi)發(fā)與利用過(guò)程中，也要考慮能源與資源的可再生性，如，利用生物原料代替當前廣泛使用的石油，把廢舊物質(zhì)轉化成動(dòng)物飼料、工業(yè)化學(xué)品和燃料等。
拒用——Rejection
拒絕使用是實(shí)現生產(chǎn)、生活綠色化的最根本辦法。一方面，是指拒絕使用非綠色化的工業(yè)產(chǎn)品、食品、生活用品等，另一方面是指對一些有毒、有害，無(wú)法替代，又無(wú)法回收、再生和重復使用的原料及輔助原料等，拒絕在生產(chǎn)過(guò)程中使用。
綠色化學(xué)的優(yōu)點(diǎn)分析
隨著(zhù)社會(huì )的發(fā)展，和環(huán)境保護的呼聲越來(lái)越大，在化學(xué)工業(yè)行業(yè)來(lái)說(shuō)，綠色化學(xué)也是被人們提上了議程并且已經(jīng)有了一定的發(fā)展，綠色化學(xué)與傳統的化學(xué)相比，主要的不同點(diǎn)就是利用在設計階段對化學(xué)物質(zhì)的分子結構進(jìn)行改變去除化學(xué)物質(zhì)中的有害成分，以達到減少環(huán)境污染的'作用，經(jīng)過(guò)綠色化學(xué)生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品，不但可以保證原有的化工產(chǎn)品的性質(zhì)不變，而且在生產(chǎn)和運用的過(guò)程中，很大程度上減少了化學(xué)產(chǎn)品對環(huán)境的污染，這是綠色化學(xué)最基本的要求。那么，綠色化學(xué)不但是化工部門(mén)的要求也是環(huán)境部門(mén)和科技部門(mén)的要求，下面是綠色化工化學(xué)的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)。
1。 綠色化學(xué)在生產(chǎn)的過(guò)程中， 最大限度地利用環(huán)保能源，并且是可回收利用的能源，這樣可以最大化的減少原材料的浪費和減少環(huán)境的污染從而達到綠色節能的作用。
2。 反應物無(wú)毒、無(wú)害，不會(huì )對環(huán)境產(chǎn)生污染。減少對外界的廢物排放，傳統的化工生產(chǎn)都會(huì )產(chǎn)生一些有毒有害的排放物質(zhì)，這些物質(zhì)排放到外界，會(huì )對環(huán)境造成一定的污染，但是綠色化學(xué)化工在生產(chǎn)之前都會(huì )將反應物生成的有害物質(zhì)整體的化學(xué)結構進(jìn)行重新排列，將有害的成分進(jìn)行科學(xué)的去除，這樣既可以保留物質(zhì)有效的成分，也不會(huì )對環(huán)境造成污染。
3。 確保了產(chǎn)品的綠色環(huán)保性，在過(guò)去粗放式的生產(chǎn)中，沒(méi)有能力將生產(chǎn)材料進(jìn)行有效的內部組合，從而在生產(chǎn)的過(guò)程中， 產(chǎn)生了大量的有害物質(zhì)。但是如今的綠色化學(xué)化工注重科學(xué)環(huán)保，生產(chǎn)的產(chǎn)品很大程度上保持了產(chǎn)品的綠色性。
1綠色化學(xué)化工的基本原則
國際上對綠色化學(xué)化工有比較統一的原則,主要包括以下幾方面:其一,在生產(chǎn)源頭上防止廢棄物的產(chǎn)生,而不是產(chǎn)生廢棄物后再進(jìn)行凈化處理。其二,進(jìn)行生產(chǎn)原料最大化利用的產(chǎn)品設計。其三,進(jìn)行產(chǎn)品設計時(shí),考慮生產(chǎn)效率,并減少生產(chǎn)原料和產(chǎn)品的毒性。其四,對于析出劑和溶劑等輔助產(chǎn)品,要盡量少用或不用,或盡量使用無(wú)害產(chǎn)品[2]。其五,盡量降低能量在生產(chǎn)過(guò)程中的損耗和其對環(huán)境的影響。其六,在考慮經(jīng)濟和技術(shù)的前提下,盡量選擇可回收的加工材料作生產(chǎn)原料。其七,盡量避免在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生不需要的化學(xué)衍生物。其八,選擇更符合化學(xué)計量的催化劑。其九,化學(xué)產(chǎn)品在使用結束后可以進(jìn)一步分解成為無(wú)毒無(wú)害的降解產(chǎn)物。其十,研究并發(fā)展化學(xué)化工的生產(chǎn)過(guò)程,做到在危險物形成前對其進(jìn)行檢測和控制。
2綠色化學(xué)化工的發(fā)展趨勢
2.1綠色化工產(chǎn)品設計提高綠色化工設計的積極性,在綠色化工產(chǎn)品設計過(guò)程中,應遵循以下設計原則,即:全生命周期設計、降低原料和能量消耗設計、再循環(huán)和再使用設計、利用計算機技術(shù)設計等。
2.2綠色化原料及新型原料平臺基于本研究所述原材料選擇的原則,一些新型的原料平臺在化工生產(chǎn)中越來(lái)越受到矚目,如以石油化學(xué)工業(yè)中的低碳烷烴、甲醇和合成氣、廢舊塑料以及生物質(zhì)等作為原料平臺。此外,對于傳統原料合成中有毒、有害、有刺激的原料的綠色化工藝也得到了廣泛的研究。
2.3新型反應技術(shù)開(kāi)發(fā)傳統有機合成反應中有毒試劑和溶劑的綠色替代物成為新型技術(shù)的發(fā)展方向。另外,反應與相關(guān)技術(shù)(如生物技術(shù)、分離技術(shù)、納米技術(shù)等)的結合為開(kāi)發(fā)新型反應路徑提供了發(fā)展空間。
2.4催化劑制備的綠色化和新型催化技術(shù)目前的研究大多關(guān)注使用新型的催化劑改變原有的化學(xué)反應過(guò)程,而對催化劑制備時(shí)的綠化問(wèn)題很少關(guān)注。因此,對可回收并能反復使用的固體催化劑的研究,即如何在分子水平上構筑活性和選擇性均能達到高水平的固體催化劑的研究成為今后發(fā)展的重要課題。此外,酶催化劑和仿生催化劑等的研究也成為未來(lái)的發(fā)展方向。
2.5溶劑的綠色化及綠色溶劑利用無(wú)毒無(wú)害的溶劑來(lái)代替揮發(fā)性的有機化合物溶劑是目前綠色化學(xué)的重要研究方向。此外,目前的研究還關(guān)注溶劑的閉環(huán)循環(huán)、以水做溶劑或無(wú)溶劑系統的開(kāi)發(fā)等方面。
2.6新型分離技術(shù)對于新型的分離技術(shù)普遍關(guān)注超臨界流體萃取、分子蒸餾、生物分子和大分子的分離等方面,如何采用新型的分離技術(shù)同時(shí)又降低成本也將是未來(lái)的發(fā)展方向。
2.7計算化學(xué)與綠色化學(xué)化工相結合為了減少實(shí)驗次數及原料消耗,同時(shí)又能精準地選擇底物分子、催化劑、溶劑和反應途徑等,可以借助量子化學(xué)計算來(lái)實(shí)現,從而達到綠色化工工藝和技術(shù)的目標。此外,還可借助計算機技術(shù),模擬研究原料、反應器設計、經(jīng)濟和商業(yè)模型等,以降低生產(chǎn)成本。本文來(lái)自于《黑龍江科學(xué)》雜志。黑龍江科學(xué)雜志簡(jiǎn)介詳見(jiàn)
3結語(yǔ)
在全球經(jīng)濟飛速發(fā)展的今天,生態(tài)環(huán)境的惡化也越來(lái)越嚴重,為了保護人類(lèi)賴(lài)以生存的家園,世界各國都將開(kāi)發(fā)新能源和可持續發(fā)展作為發(fā)展的重點(diǎn)。綠色化學(xué)化工的出現緩解了化工對環(huán)境污染的問(wèn)題,但是由于綠色化學(xué)化工的發(fā)展歷史還很短,發(fā)展的速度又非�？�,所涉及的范圍也很廣泛,因此,本研究論述的并不全面,綠色化學(xué)化工工作者應積極投入到這一學(xué)科中,促進(jìn)學(xué)科的發(fā)展,為保護生態(tài)環(huán)境做出應有的貢獻。
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