绿色有机化学合成技术应用探讨论文_明兴

绿色有机化学合成技术应用探讨论文_明兴

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摘要:近几年我国经济的快速发展必然会导致我国工业出现一系列问题。众所周知,我国近年来化学工业发展迅速,但是我们生活的环境却遭到了严重的污染,为了解决环境污染问题,我国开始积极推进绿色有机化学合成工程的发展。经过几年来的不懈努力,我国的绿色有机化学合成技术取得了重大的进步,为我国在全球绿色有机化学合成技术方面的研究,提高了发言权和威力。

关键词:绿色化学;有机化学;合成技术

引言

在绿色环保理念的倡导下,在化学工程应用和化学有关研究方面应该以绿色环保为创新方向,发展和应用绿色有机化学合成技术是新时期化学研究发展重点。本文将在介绍绿色有机化学合成技术含义和原理的基础上,结合社会发展中存在的环境污染问题,对于绿色有机化学合成技术的应用提几点看法。

1.绿色有机化学合成的概述以及研究成果

(1)绿色有机化学合成的概念

绿色有机化学,也许我们都有所耳闻。并且绿色有机化学也不是不能想象的复杂工程,绿色有机化学合成就是选择绿色、环保的加工原材料,运用绿色的、科学的、高效的技术,加工制造出最适合人们需要的产品。在这整个过程中,必须要遵从绿色化的原则。

(2)绿色有机化学合成的要求

第一,原材料必须是绿色的、环保的物质。绿色环保的原材料,是为了防止在产品的加工过程中,产生任何有害物质。例如,甲醛、甲苯等有害物质。如果,化学产品的加工从根源解决其有害物质的产生,那么大气层和生态环境将会免于迫害。第二,加工溶剂必须是绿色的、环保的物质。例如水、超临界二氧化碳等。就超临界二氧化碳而言,它具有普通液体溶剂的密度和传播速度,但是它比普通液体溶剂更加经济实惠。第三,产品加工工艺的精度高。这主要是要求制作产品的原材料,没有浪费一个分子,它将全部物质分子加工合成人类所需产品,没有任何副产物生成,最大限度的还原“零排放”的要求。第四,绿色有机化学合成的催化剂必须是绿色的、环保的。只有催化剂绿色化,化学工业才能实现绿色化,人类生存的环境才能保证不被污染。

(3)有机化学的研究成果

第一,我国有机化学研究者越来越多,有很多研究专家的研究成果已经在国际论坛中被认可,这为我国的有机化学合成技术在国际有机化学研究中站稳脚跟,并为国家赢得了很多荣誉。第二,我国在研究有机化学合成技术方面,具备了先进的实验设备和工作环境,与发达国家相比,我国也毫不逊色。第三,我国已经有很多研究项目在世界排名中名列前茅。

2.绿色有机化学合成技术的合理应用

2.1开展有机化学合成反应

化工企业在利用绿色有机化学合成技术进行化工产品生产时,首先对于原料的选择应该重视起来。想要达到预期绿色环保的目标,就必须采用绿色环保的反应原料,就是上文提到的无毒无害对环境不会产生或产生污染极少的原料。有机化学合成反应类型和具体的工艺过程由化学反应原料决定,只有绿色的化学反应原料才能避免对环境或实验者造成伤害,如果化学反应原料本身含有毒性就可能会在实验中产生严重的后果。另外,由于在过去大部分化工企业中使用不可再生的矿物资源,为了减少资源浪费,保护不可再生资源,目前关于化学反应原料的选取还应朝着可再生可重复利用的方向发展。比如在合成芳香胺时选择的化学反应原料是氯代芳烃,该物质如果长期积聚在实验者的身体内就会对实验者的身体健康构成威胁,目前化工企业可以采用芳烃代替有毒物质氯代芳烃。

2.2开发新型绿色催化剂

大部分化学合成反应过程中需要使用到催化剂,该物质的作用是为了加快化学反应,使化学反应生产的产物达到预期的效果。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但是在过去化工企业一般使用的催化剂是液体的酸和碱,这类催化剂价格便宜容易获取,催化效果较好。但是存在的缺点是该类化学催化剂会对设备造成腐蚀,而且对环境污染程度较大,容易引发不良的副反应,在化学合成反应所产生的催化剂残留也较难处理。为了改变这类酸碱催化剂对于环境、对化学反应设备和人体健康的破坏,必须开发新型绿色无污染的催化剂,比如目前有分子筛催化剂、固体强酸/强碱催化剂。

2.3绿色溶剂的使用创新

在过去传统有机化学合成反应实验中,使用的反应介质是有机溶剂,有机溶剂的优点是其能够将有机化合物很好地溶解在反应试剂中。不过有机溶剂的缺点是大部分这些溶剂是有毒的,在参与化学合成反应以后必然会有毒性物质残留,而且残留物也很难被收集起来回收利用,会对环境造成一定的污染。同时部分有机溶剂十分不安全,在发生化学合成反应过程中可能会爆炸,对实验者造成伤害。在化学合成反应时虽然需要反应介质,但不一定是加溶剂,可以将溶剂用水或者超临界流体来代替,这样一方面不会因此产生有害物质导致污染环境,另一方面也省去了反应结束后对溶剂的处理工作,对实验人员而言也是有益的。目前这种绿色溶剂主要包括水、超临界流体溶剂和近临界流体溶剂、离子液体溶剂等,在大多数化学合成反应中可以使用廉价又容易获得的水作为溶剂。

2.4绿色有机化学合成产物的合成方式创新

和无机化学合成反应不同的是,有机化学合成反应之后最后生成的产物对环境是会产生一定污染的,有的比如农药对环境造成的污染十分严重。采用绿色有机化学合成技术的主要目的是为了减少污染物的排放,从而降低对环境的污染程度。因此,除了需要使用绿色无毒无害反应原料、绿色催化剂和绿色溶剂以外,如果在生产工艺或条件不完善的情况下,至少要保证有机化学合成反应中采用可循环再生的生产工艺,使用这种方式最终生成的化学合成产物是无毒无害的,减少污染物的排放。

2.5研究原子经济性反应策略

有机化学合成反应中合成效率也是化工企业在进行化学反应生产过程中需要关注的问题,包括选择性和原子经济性两个方面,其中原子经济性指的是原料分子中有多少比例的原子转化成了反应产物。好的原子经济性可充分利用原料分子中的原子,如果能达到百分之百的转化,就不需要附加或仅仅需要无损耗的催化剂即可。目前在有机绿色合成技术中微波有机合成技术是一种发展起来的新型技术,能促使化学反应效率大大提高。该技术的原理是通过微波加热,通过电解质分子将吸收的电磁能转化为热能,升温较快且里外温度相同,解决了传统加热方式能量利用率低,内外温度不一的缺点。该技术主要具有加热速度快、热能利用率高、反应灵敏以及产物质量高的优点。

3.绿色有机化学合成技术的未来发展趋势

3.1绿色有机化学合成技术的发展趋势

近年来,绿色有机化学合成技术是有机化学合成的主要研究内容,同时,由于各科联系越来越紧密,所以,绿色有机化学合成技术的发展,并不是一个行业的发展,而是联系并促进了整个社会的发展。与此同时,绿色有机化学合成技术不仅仅研究绿色与环保的意识,它还深入了其他领域,例如,生物领域。

3.2绿色有机化学合成技术发展的方法

第一,国家应大力宣传和鼓励绿色有机化学合成技术的发展,同时,国家也应该提供更加先进的实验设备和实验环境。第二,国家应该制定相应的奖励制度,这样有利于绿色有机化学合成专业技术人员的主动性和积极性。第三,将绿色有机化学合成技术充分应用到各个领域,而不是将其作为一个独立的个体,将其作用发挥至极致。第四,突破传统的有机化学合成理念,建立创新的思维,大胆创新。

结语

综上所述,绿色有机化学合成技术对于我国经济的发展,甚至是我国国民的日常生活需要,具有重要的作用。所以,大力发展绿色有机化学合成技术在各个行业的应用,有利于绿色有机化学合成技术更加繁荣。

参考文献

[1]周建国,李海明,陈培丽.绿色有机合成研究进展[J].天津化工,2016,23(06):1-4.

论文作者:明兴

论文发表刊物:《基层建设》2019年第21期

论文发表时间:2019/10/14

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