摘要:绿色化学被人们称作环境友好化学、环境无害化学、清洁化学。它解决 了化工产业在生态环境、资源和经济等方面的问题,是一门从源头上阻止污染的化学。为了避免生态环境继续遭到严重的破坏,人们开始大力研究和开发从本质上减少污染的清洁产品即绿色化学。本文对绿色化学化工进行了更深一步的探究与讨论,其中包括了绿色化学化工的基本原则、重要性、内容及发展趋势。同时阐述了绿色化学与环境保护的关系。
关健词:绿色;化学化工;现状;发展
绿色化学化工是用先进的化工技术和方法从源头阻止污染的化学,现在 随着生活水平的提高,人们越来越追求健康与高品位的生活,所以化学工业与人们的生活有着不可切断的联系。它不断的改善着人们的衣、食、住行及卫生和健康条件,提高了人们的生活水品,但在与此同时也产生了一些关于污染的严重问题。而今天的绿色化学就是指能够保护地球环境的一门化学技术。它可通过使用自然能源、化学的技术和方法来避免给环境造成污染、避免排放有害物质、副产品和废物。并考虑节能和节省资源。它消除了各种有害化学物质对生态环境和人类健康危害,是控制化工污染的最有效手段。
1、绿色化学化工的基本原则
国际上对绿色化学化工有比较统一的原则,主要包括以下几方面:其一,在生产源头上防止废弃物的产生,而不是产生废弃物后再进行净化处理。其二,进行生产原料最大化利用的产品设计。其三,进行产品设计时,考虑生产效率,并减少生产原料和产品的毒性。其四,对于析出剂和溶剂等辅助产品,要尽量少用或不用,或尽量使用无害产品[2]。其五,尽量降低能量在生产过程中的损耗和其对环境的影响。其六,在考虑经济和技术的前提下,尽量选择可回收的加工材料作生产原料。其七,尽量避免在生产过程中产生不需要的化学衍生物。其八,选择更符合化学计量的催化剂。其九,化学产品在使用结束后可以进一步分解成为无毒无害的降解产物。其十,研究并发展化学化工的生产过程,做到在危险物形成前对其进行检测和控制。
2、绿色化学化工的重要性
近年来,由于我国的传统化学工业许多废水、废气与废渣仍未经严格处理就 外排,导致工业生产造成的环境污染变得十分严重。并威胁着人们的生活环境健康。从当前我国的环境保护、经济水平和社会的要求来看,我国化学工业已经无法再承担使用和产生有危害物质的费用,我们需要大力研究与开发从源头上减少和消除污染的绿色化学,绿色化学能够充分利用资源和能源,采用无毒、无害的原料;绿色化学还可以变废为宝,大大的提高了经济效益同时还能在无毒、无害的条件下进行反应,以减少废物向环境排放;生产出有利于环境保护、社区安全和人体健康的环境友好的产品。从而尽量做到不再产生和处理废物与副产品,绿色化学在环境保护中起着相当大的作用,我们判断绿色化学正是实现污染防止的基础和重要工作。
3、绿色化学化工的内容
绿色化学化工是当今社会提出来的一个新概念,它要求在化学反应过程中尽可能采用无毒无害的原料、催化剂和溶剂。这样一来绿色化学在化工行业中可以实现对人们生活环境的改善、减少污染、降低有毒气体排放和废物副产品的处理,并在技术上、经济上可行的化学品和化学过程。绿色化学研究的内容大概包括以下的几个方面:
一是使用绿色可再生的资源:涉及无毒、无害原料和可再生资源为原料。二是绿色化学反应:它涵盖了对环境友好的化学工艺和“原子经济”反应。三是对环境友好产品:主要是废物的零排放和易于降解为无毒代谢物。四是无危害的催化剂:最注重的是生物催化剂和酶催化剂,可以减少副产品和环境污染。五是新的合成技术:包括有机电合成以及不对称合成。六是采用无副作用溶剂:其中固态反应无溶剂,如若有溶剂则使用无毒无害的溶剂。综上只要我们研发绿色的新能源或新技术,养成使用可再生绿色资源,重复使用非降解塑料产品。
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4、绿色化学化工的发展趋势
4.1绿色化工产品设计提高绿色化工设计的积极性,在绿色化工产品设计过程中,应遵循以下设计原则,即:全生命周期设计、降低原料和能量消耗设计、再循环和再使用设计、利用计算机技术设计等。
4.2绿色化原料及新型原料平台基于本研究所述原材料选择的原则,一些新型的原料平台在化工生产中越来越受到瞩目,如以石油化学工业中的低碳烷烃、甲醇和合成气、废旧塑料以及生物质等作为原料平台。此外,对于传统原料合成中有毒、有害、有刺激的原料的绿色化工艺也得到了广泛的研究。
4.3新型反应技术开发传统有机合成反应中有毒试剂和溶剂的绿色替代物成为新型技术的发展方向。另外,反应与相关技术(如生物技术、分离技术、纳米技术等)的结合为开发新型反应路径提供了发展空间。
4.4催化剂制备的绿色化和新型催化技术目前的研究大多关注使用新型的催化剂改变原有的化学反应过程,而对催化剂制备时的绿化问题很少关注。因此,对可回收并能反复使用的固体催化剂的研究,即如何在分子水平上构筑活性和选择性均能达到高水平的固体催化剂的研究成为今后发展的重要课题。此外,酶催化剂和仿生催化剂等的研究也成为未来的发展方向。
4.5溶剂的绿色化及绿色溶剂利用无毒无害的溶剂来代替挥发性的有机化合物溶剂是目前绿色化学的重要研究方向。此外,目前的研究还关注溶剂的闭环循环、以水做溶剂或无溶剂系统的开发等方面。
4.6新型分离技术对于新型的分离技术普遍关注超临界流体萃取、分子蒸馏、生物分子和大分子的分离等方面,如何采用新型的分离技术同时又降低成本也将是未来的发展方向。
4.7计算化学与绿色化学化工相结合为了减少实验次数及原料消耗,同时又能精准地选择底物分子、催化剂、溶剂和反应途径等,可以借助量子化学计算来实现,从而达到绿色化工工艺和技术的目标。此外,还可借助计算机技术,模拟研究原料、反应器设计、经济和商业模型等,以降低生产成本。
5、绿色化学化工与环境保护
随着全球生态环境污染的日益加剧,绿色化学应运而生,在短短时间内,改变着人们旧有的环保观念,绿色化学与环境保护密切相关,它从源头上消除了污染,根据近年来人们总结提出了几点关于发展绿色化学与环境保护的要求:
5.1.资源再生和使用:我们都清楚存在于自然界的资源非常有限,然而中国毋庸置疑是一个人口大国,而且“白色污染”和石油资源浪费十分严重。所以是否能回收循环使用各种化学物品,非常之重要。对于资源在再生与使用就是变废为宝,节省资源和能源,减少污染。再者就是降低塑料制品的用量,提高塑料的稳定性,倡导塑料包的再利用,回收废气塑料再生产成其他的可用产品。
5.2减量:为了推进绿色化学的发展,提高转化率,就必须减少化学试剂的用量,还要减少废气、废水和副产品的排放。
5.3拒绝使用非绿色产品:每个消费者都自主杜绝使用高塑料、无法回收、再生产和重复使用的化学产品,然而每个工作者都自觉在化学过程中拒绝使用毒副作用、污染作用明显的材料,这将是减少污染的有效办法。
6、结语
在全球经济飞速发展的今天,生态环境的恶化也越来越严重,为了保护人类赖以生存的家园,世界各国都将开发新能源和可持续发展作为发展的重点。绿色化学化工的出现缓解了化工对环境污染的问题,但是由于绿色化学化工的发展历史还很短,发展的速度又非常快,所涉及的范围也很广泛,因此,本研究论述的并不全面,绿色化学化工工作者应积极投入到这一学科中,促进学科的发展,为保护生态环境做出应有的贡献。
论文作者:谢小云
论文发表刊物:《基层建设》2017年1期
论文发表时间:2017/4/12
标签:化学论文; 溶剂论文; 催化剂论文; 化学化工论文; 原料论文; 技术论文; 化工论文; 《基层建设》2017年1期论文;