第一篇:化學與生活論文——綠色化學
綠色化學
綠色化學
摘要:本文主要闡述了綠色化學的概念,發展歷史,主要特點等等。方便大家認識綠色化學,更好的在生活中保護環境。
關鍵字:綠色化學 保護環境
一、概念
“綠色化學”由美國化學會(ACS)提出,目前得到世界廣泛的響應。其核心是利用化學原理從源頭上減少和消除工業生產對環境的污染;反應物的原子全部轉化為期望的最終產物。按照美國《綠色化學》(GreenChemistry)雜志的定義,綠色化學是指:在制造和應用化學產品時應有效利用(最好可再生)原料,消除廢物和避免使用有毒的和危險的試劑和溶劑。而今天的綠色化學是指能夠保護環境的化學技術.它可通過使用自然能源,避免給環境造成負擔、避免排放有害物質.利用太陽能為目的的光觸媒和氫能源的制造和儲藏技術的開發,并考慮節能、節省資源、減少廢棄物排放量。
綠色化學又稱“環境無害化學”、“環境友好化學”、“清潔化學”,綠色化學是近十年才產生和發展起來的,是一個 “新化學嬰兒”。它涉及有機合成、催化、生物化學、分析化學等學科,內容廣泛。綠色化學的最大特點是在始端就采用預防污染的科學手段,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“化學的綠色化”作為新世紀化學進展的主要方向之一。
二、主要特點
綠色化學又稱環境友好化學,它的主要特點是:1.充分利用資源和能源,采用無毒、無害的原料;2.在無毒、無害的條件下進行反應,以減少廢物向環境排放;3.提高原子的利用率,力圖使所有作為原料的原子都被產品所消納,實現“零排放”;4.生產出有利于環境保護、社區安全和人體健康的環境友好的產品。
三、綠色化學的重要性
傳統的化學工業給環境帶來的污染已十分嚴重,目前全世界每年產生的有害廢物達3億噸~4億噸,給環境造成危害,并威脅著人類的生存。化學工業能否生產 出對環境無害的化學品?甚至開發出不產生廢物的工藝?有識之士提出了綠色化學的號召,并立即得到了全世界的積極響應。綠色化學的核心就是要利用化學原理從源頭消除污染。
綠色化學給化學家提出了一項新的挑戰,國際上對此很重視。1996年,美國設立了“綠色化學挑戰獎”,以表彰那些在綠色化學領域中做出杰出成就的企業和科學家。綠色化學將使化學工業改變面貌,為子孫后代造福。
迄今為止。化學工業的絕大多數工藝都是20多年前開發的,當時的加工費用主要包括原材料、能耗和勞動力的費用。近年來,由于化學工業向大氣、水和土壤等排放了大量有毒、有害的物質。以1993年為例,美國僅按365種有毒物質排放估算。化學工業的排放量為30億磅。因此,加工費用又增加了廢物控制、處理和 埋放。環保監測、達標,事故責任賠償等費用。1992年,美國化學工業用于環保的費用為1150億美元,清理已污染地區花去7000億美元。1996年美國Dupont公司的化學 品銷售總額為180億美元。環保費用為10億美元。所以。從環保、經濟和社會的要求看。化學工業不能再承擔使用和產生有毒。有害物質的費用。需要大力研究與開發從 源頭上減少和消除污染的綠色化學。
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生。不再有廢物處理的問題,綠色化學正是實 現污染防止的基礎和重要工具。1995年4月美國副總統Gore宣布了國家環境技術戰略。其目標為:至2020年地球日時。將廢棄物減少40-50%,每套裝置消耗原材料減少20一 25%。1996年美國設立了總統綠色化學挑戰獎。這些政府行為都極大的促進了綠色化學的蓬勃發展。另外。日本也制定了新陽光計劃。在環境技術的研究與開發領域。確 定了環境無害制造技術、減少環境污染技術和二氧化碳固定與利用技術等綠色化學的內容。總之,綠色化學的研究已成為國外企業、政府和學術界的重要研究與開發萬向。這對我國既是嚴峻的挑戰,也是難得的發展機遇。
四、研究內容及情況
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綠色化學
1、內容
綠色化學是對傳統化學的挑戰,是對傳統化學思維方式的更新和發展,因此,綠色化學的研究內容是從反應原料、反應條件、轉化方法或開發綠色產品等角度進行研究,打破傳統的化學反應,設計新的對環境友好的化學反應。包括:(1)使用無毒無害的原料;(2)利用可再生資源;(3)新型催化劑的開發研究;(4)不同反應介質的研究;(5)尋找新的轉化方法;(6)設計對人類健康和環境安全的化學產品。
2、研究情況
核心:利用化學原理從源頭上減少和消除工業生產對環境的污染。按照綠色化學的原則、在理想的化工生產方式是:反應物的原子全部轉化為期望的最終產物。
性質:(1)充分利用資源和能源,采用無毒、無害的原料;(2)在無毒、無害的條件下進行反應,以減少向環境排放廢物;(3)提高原子的利用率,力圖使所有作為原料的原子都被產品所消納,實現“零排放”;(4)生產出有利于環境保護、社區安全和人體健康的環境友好的產品。
綠色化學給化學家提出了一項新的挑戰,國際上對此很重視。1996年,美國設立了“綠色化學挑戰獎”,以表彰那些在綠色化學領域中做出杰出成就的企業和科學家。綠色化學將使化學工業改變面貌,為子孫后代造福。
原則:綠色化學的研究者們總結出了綠色化學的12條原則,這些原則可作為實驗化學家開發和評估一條合成路線、一個生產過程、一個化合物是不是綠色的指導方針和標準。
1、防止污染優于污染形成后處理。
2、設計合成方法時應最大限度地使所用的全部材料均轉化到最終產品中。
3、盡可能使反應中使用和生成的物質對人類和環境無毒或毒性很小。
4、設計化學產品時應盡量保持其功效而降低其毒性。
5、盡量不用輔助劑,需要使用時應采用無毒物質。
6、能量使用應最小,并應考慮其對環境和經濟的影響,合成方法應在常溫、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、催化試劑優于化學計量試劑。
10、化學品應設計成使用后容易降解為無害物質的類型。
11、分析方法應能真正實現在線監測,在有害物質形成前加以控制。
12、化工生產過程中各種物質的選擇與使用,應使化學事故的隱患最小。
3、實現途徑
(1)強化綠色化學意識
綠色化學是用化學去預防污染,是設計研究沒有或僅有盡可能小的環境負作用的、并在技術上經濟上可行的化學品和化學過程。它是在始端就采用污染預防的科學手段,使過程和終端均有零排放或零污染。從根本上區別于那些通過“三廢”處理與利用來治理污染的化學方法,最大限度的追求“原子經濟性”。綠色化學不同于傳統的化學,它需將綠色化學思想貫穿于化學始終,使化學在設計、合成、分析等每一個環節都應與環境的相容無害。(2)快速有效的篩選
在化合物的篩選過程中,可以應用組合化學技術,對不同的分子結構單元進行組合合成,得到成千上萬個產物以滿足下一步高通量篩選系統(HTS)的需要,目前通過改進的組合化學已可以得到各純度較高的單一化合物供HTS篩選之用[3]。首先建立一個已知的有機合成反應盡可能全的資料庫,然后再確定目標產物后,第一步找出一切可以產生目標產物的反應;第二步把這些反應的原料作為中間目標產物找出一切可產生它們的反應,依次類推下去,直到得出一些反應路線正好使用我們預定的原料。在搜索過程中,計算機按我們制定的評估方法自動地比較可能的反應途徑,隨時排除不適合的,以便最終找到廉價、物美、不浪費資源、不污染環境的最佳途徑。所以,將組合化學技術和計算機輔助設計技術應用到化學合成中,是一種經濟、快速的策略,為綠色化學的實現提供了極大的可能性。(3)開發綠色反應,提高原子利用率
在化學合成特別是有機合成中,減少廢物的關鍵是提高選擇性問題,即選擇最佳反應途徑,使反應物原子盡可能多地轉化為產物原子,最大限度地減少副產物,才會真正減少廢物的生成。對于大宗基本有機原料的生產來說,選擇原子經濟反應十分重要。Sd-ChemieInc.公司最近成功地開發了一個新的合成路線:固體氧化物催化劑合成的無廢水工藝,事實證明其能夠達到零廢水排放、零硝酸鹽排放,并且沒有或很少NOx釋放。同時,新合成路線大大減少了水和能量的消耗。由此可見,對于已在工業上應用的原子經濟反應,也還需要從環境保護和技術經濟等方面繼續研究并加以改進。
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綠色化學
(4)采用無毒無害的原料
為使制得的中間體具有進一步轉化所需的官能團和反應性,在現有化工生產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安全,需要用無毒無害的原料代替它們來生產所需的化工產品[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,經過催化脫氫,開發了安全生產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.在生產一種橡膠防降解劑化學品家族的關鍵中間體4-ADPA過程中,開發了一個新的環境友好路線——使用堿性促進劑實現氫對芳環的親核取代反應,替代了傳統的氯化反應,不僅消除了大量劇毒氯氣的儲存、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用是化工過程中最關鍵的技術之一。使用新的反應原料就必須新的催化劑來活化,傳統的催化劑應進行改進,使其選擇性、與反應體系的相容性清潔性都進一步提高。現在以鄰苯二酚生產方法為例:新的生產工藝采用酶E.Coli作催化劑,它能使葡萄糖活化,定向地轉化為鄰苯二酚[6]。這種新工藝避免了風險原料和試劑的使用也不產生副產品或廢棄物。由于催化劑在綠色化學中有重要地位,傳統工藝的改造需要催化劑,新的工藝同樣需要新催化劑,因此,如何設計高效無害催化劑也就成了綠色化學研究的重要內容之一。當前設計和開發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的催化劑,但對有機物溶解能力差,不適合作有機化工的溶劑。而有機溶劑本身都具有毒性,許多都是致癌物質,還有很強的揮發性,造成嚴重的污染。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,是一種介與氣態與液態之間的流體狀態,其密度接近于液體(比氣體約大3個數量級),而粘度接近氣態(擴散系數比液體大100倍左右)。超臨界流體CO2用作酸調節劑和惰性氣體,在多烯催化氧化反應和多烯雙鍵在酸性條件下的保護反應中有重要的應用。CO2調節β-胡蘿卜素催化氧化反應體系酸性,合成角黃素,同時作為惰性氣體,能夠有效的保護原料和產物中的多烯雙鍵,為多烯氧化和雙鍵保護開辟了新的途徑;CO2代替有機酸應用于氯醇化反應,是良好的酸堿調節劑,無毒、無污染,對環境友好,沒有危險,原料充足,操作容易控制,這一研究結論為相關化學工業老產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品
生物質是可再生性資源,利用生物質代替當前廣泛使用的礦物質資源可大大減輕對資源和環境的壓力,是保護環境的一個長遠的發展方向。Frost報道以葡萄糖為原料,通過酶反應可制得乙二酸、鄰苯二酚和對苯二酚等。尤其是不需要從傳統的苯酐始采制運作為尼龍原料己二酸取得了顯著進展。由于苯是己知的治癌物質,以經濟和技術上可行的方式,從合成大量的有機原料中取除苯是具有競爭力的綠色化學目標[8]。
(8)開發和生產綠色產品
綠色產品,或指環境友好產品,是指產品在使用過程中和使用后不會危害生態環境和人體健康,產品具有合理的使用功能及使用壽命,產品易于回收、利用和再生,報廢后易于處置,在環境條件下易于降解。如為日常生活使用生產的包裝材料,可以進行再利用,目前大量使用的聚苯乙烯發泡塑料快餐盒,使用以后成為垃圾,在自然條件下,需數百年方能降解,對環境帶來嚴重的影響。為了加速它的自然降解,我們生產時可以在其中加入光敏劑、化學助劑等,使其在使用后幾個月內即分解成無害物質。
五、結束語
開發和應用綠色化學工藝,已成為現代化學工業的發展趨勢和前沿技術,是實現可持續發展的關鍵。曾為人類文明做出過不可磨滅貢獻的有機化學化工,在21世紀,依然面臨著新的機遇和挑戰。有機化學應該發展“理想的”合成方法,即強調實用的,環境友好的,資源可持續利用的,它從簡單易得的原料出發,在溫和的條件下經過簡單的步驟,快速、高選擇性地轉化為目標分子。這就需要化學家從理念、原理、方法等方面進行改革和創新,原子經濟性、手性合成、環境友好的“潔凈”的反應介質等綠色化學原理對有機化學化工的發展將有更重要的指導意義。而綠色化學有待在理論、實踐領域中進行更深入的研究發展,其發展必然會推動人類社會的進步,相信隨著科學的進步和人們綠色意識的提高,人類賴以生存的地球環
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綠色化學
境會變得更加美好。
*****學院
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《化學與生活》
——綠色化學
學院:****學院
班級:****
姓名:***
學號:**********
2010.12.10
第二篇:化學與生活論文——綠色化學
綠色化學
綠色化學與生活
摘要:本文主要闡述了綠色化學的概念,發展歷史,主要特點等等。方便大家認識綠色化學,更好的在生活中保護環境。
關鍵字:綠色化學 保護環境
一、概念
“綠色化學”由美國化學會(ACS)提出,目前得到世界廣泛的響應。其核心是利用化學原理從源頭上減少和消除工業生產對環境的污染;反應物的原子全部轉化為期望的最終產物。按照美國《綠色化學》(GreenChemistry)雜志的定義,綠色化學是指:在制造和應用化學產品時應有效利用(最好可再生)原料,消除廢物和避免使用有毒的和危險的試劑和溶劑。而今天的綠色化學是指能夠保護環境的化學技術.它可通過使用自然能源,避免給環境造成負擔、避免排放有害物質.利用太陽能為目的的光觸媒和氫能源的制造和儲藏技術的開發,并考慮節能、節省資源、減少廢棄物排放量。
綠色化學又稱“環境無害化學”、“環境友好化學”、“清潔化學”,綠色化學是近十年才產生和發展起來的,是一個 “新化學嬰兒”。它涉及有機合成、催化、生物化學、分析化學等學科,內容廣泛。綠色化學的最大特點是在始端就采用預防污染的科學手段,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“化學的綠色化”作為新世紀化學進展的主要方向之一。
二、主要特點
綠色化學又稱環境友好化學,它的主要特點是:1.充分利用資源和能源,采用無毒、無害的原料;2.在無毒、無害的條件下進行反應,以減少廢物向環
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綠色化學
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品所消納,實現“零排放”;4.生產出有利于環境保護、社區安全和人體健康的環境友好的產品。
三、綠色化學的重要性
傳統的化學工業給環境帶來的污染已十分嚴重,目前全世界每年產生的有害廢物達3億噸~4億噸,給環境造成危害,并威脅著人類的生存。化學工業能否生產 出對環境無害的化學品?甚至開發出不產生廢物的工藝?有識之士提出了綠色化學的號召,并立即得到了全世界的積極響應。綠色化學的核心就是要利用化學原理從源頭消除污染。
綠色化學給化學家提出了一項新的挑戰,國際上對此很重視。1996年,美國設立了“綠色化學挑戰獎”,以表彰那些在綠色化學領域中做出杰出成就的企業和科學家。綠色化學將使化學工業改變面貌,為子孫后代造福。
迄今為止。化學工業的絕大多數工藝都是20多年前開發的,當時的加工費用主要包括原材料、能耗和勞動力的費用。近年來,由于化學工業向大氣、水和土壤等排放了大量有毒、有害的物質。以1993年為例,美國僅按365種有毒物質排放估算。化學工業的排放量為30億磅。因此,加工費用又增加了廢物控制、處理和 埋放。環保監測、達標,事故責任賠償等費用。1992年,美國化學工業用于環保的費用為1150億美元,清理已污染地區花去7000億美元。1996年美國Dupont公司的化學 品銷售總額為180億美元。環保費用為10億美元。所以。從環保、經濟和社會的要求看。化學工業不能再承擔使用和產生有毒。有害物質的費用。需要大力研究與開發從 源頭上減少和消除污染的綠色化學。
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生。不再有廢物處理的問題,綠色化學正是實 現污
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綠色化學
染防止的基礎和重要工具。1995年4月美國副總統Gore宣布了國家環境技術戰略。其目標為:至2020年地球日時。將廢棄物減少40-50%,每套裝置消耗原材料減少20一 25%。1996年美國設立了總統綠色化學挑戰獎。這些政府行為都極大的促進了綠色化學的蓬勃發展。另外。日本也制定了新陽光計劃。在環境技術的研究與開發領域。確 定了環境無害制造技術、減少環境污染技術和二氧化碳固定與利用技術等綠色化學的內容。總之,綠色化學的研究已成為國外企業、政府和學術界的重要研究與開發萬向。這對我國既是嚴峻的挑戰,也是難得的發展機遇。
四、研究內容及情況
1、內容
綠色化學是對傳統化學的挑戰,是對傳統化學思維方式的更新和發展,因此,綠色化學的研究內容是從反應原料、反應條件、轉化方法或開發綠色產品等角度進行研究,打破傳統的化學反應,設計新的對環境友好的化學反應。包括:(1)使用無毒無害的原料;(2)利用可再生資源;(3)新型催化劑的開發研究;(4)不同反應介質的研究;(5)尋找新的轉化方法;(6)設計對人類健康和環境安全的化學產品。
2、實現途徑
(1)強化綠色化學意識
綠色化學是用化學去預防污染,是設計研究沒有或僅有盡可能小的環境負作用的、并在技術上經濟上可行的化學品和化學過程。它是在始端就采用污染預防的科學手段,使過程和終端均有零排放或零污染。從根本上區別于那些通過“三廢”處理與利用來治理污染的化學方法,最大限度的追求“原子經濟性”。綠色化學不同于傳統的化學,它需將綠色化學思想貫穿于化學始終,使化學在第3 頁
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綠色化學
設計、合成、分析等每一個環節都應與環境的相容無害。(2)開發綠色反應,提高原子利用率
在化學合成特別是有機合成中,減少廢物的關鍵是提高選擇性問題,即選擇最佳反應途徑,使反應物原子盡可能多地轉化為產物原子,最大限度地減少副產物,才會真正減少廢物的生成。對于大宗基本有機原料的生產來說,選擇原子經濟反應十分重要。Sd-ChemieInc.公司最近成功地開發了一個新的合成路線:固體氧化物催化劑合成的無廢水工藝,事實證明其能夠達到零廢水排放、零硝酸鹽排放,并且沒有或很少NOx釋放。同時,新合成路線大大減少了水和能量的消耗。由此可見,對于已在工業上應用的原子經濟反應,也還需要從環境保護和技術經濟等方面繼續研究并加以改進。(3)采用無毒無害的原料
為使制得的中間體具有進一步轉化所需的官能團和反應性,在現有化工生產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安全,需要用無毒無害的原料代替它們來生產所需的化工產品[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,經過催化脫氫,開發了安全生產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.在生產一種橡膠防降解劑化學品家族的關鍵中間體4-ADPA過程中,開發了一個新的環境友好路線——使用堿性促進劑實現氫對芳環的親核取代反應,替代了傳統的氯化反應,不僅消除了大量劇毒氯氣的儲存、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的催化劑,但對有機物溶解能力差,不適合作有機化
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綠色化學
工的溶劑。而有機溶劑本身都具有毒性,許多都是致癌物質,還有很強的揮發性,造成嚴重的污染。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,是一種介與氣態與液態之間的流體狀態,其密度接近于液體(比氣體約大3個數量級),而粘度接近氣態(擴散系數比液體大100倍左右)。超臨界流體CO2用作酸調節劑和惰性氣體,在多烯催化氧化反應和多烯雙鍵在酸性條件下的保護反應中有重要的應用。CO2調節β-胡蘿卜素催化氧化反應體系酸性,合成角黃素,同時作為惰性氣體,能夠有效的保護原料和產物中的多烯雙鍵,為多烯氧化和雙鍵保護開辟了新的途徑;CO2代替有機酸應用于氯醇化反應,是良好的酸堿調節劑,無毒、無污染,對環境友好,沒有危險,原料充足,操作容易控制,這一研究結論為相關化學工業老產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品
生物質是可再生性資源,利用生物質代替當前廣泛使用的礦物質資源可大大減輕對資源和環境的壓力,是保護環境的一個長遠的發展方向。Frost報道以葡萄糖為原料,通過酶反應可制得乙二酸、鄰苯二酚和對苯二酚等。尤其是不需要從傳統的苯酐始采制運作為尼龍原料己二酸取得了顯著進展。由于苯是己知的治癌物質,以經濟和技術上可行的方式,從合成大量的有機原料中取除苯是具有競爭力的綠色化學目標[8]。(6)開發和生產綠色產品
綠色產品,或指環境友好產品,是指產品在使用過程中和使用后不會危害生態環境和人體健康,產品具有合理的使用功能及使用壽命,產品易于回收、利用和再生,報廢后易于處置,在環境條件下易于降解。如為日常生活使用生產的包裝材料,可以進行再利用,目前大量使用的聚苯乙烯發泡塑料快餐盒,第5 頁
共5 頁
綠色化學
使用以后成為垃圾,在自然條件下,需數百年方能降解,對環境帶來嚴重的影響。為了加速它的自然降解,我們生產時可以在其中加入光敏劑、化學助劑等,使其在使用后幾個月內即分解成無害物質。
五、結束語
開發和應用綠色化學工藝,已成為現代化學工業的發展趨勢和前沿技術,是實現可持續發展的關鍵。曾為人類文明做出過不可磨滅貢獻的有機化學化工,在21世紀,依然面臨著新的機遇和挑戰。有機化學應該發展“理想的”合成方法,即強調實用的,環境友好的,資源可持續利用的,它從簡單易得的原料出發,在溫和的條件下經過簡單的步驟,快速、高選擇性地轉化為目標分子。這就需要化學家從理念、原理、方法等方面進行改革和創新,原子經濟性、手性合成、環境友好的“潔凈”的反應介質等綠色化學原理對有機化學化工的發展將有更重要的指導意義。而綠色化學有待在理論、實踐領域中進行更深入的研究發展,其發展必然會推動人類社會的進步,相信隨著科學的進步和人們綠色意識的提高,人類賴以生存的地球環境會變得更加美好。
電氣工程學院
104班蒙仕杰
1002100442 2011 11 30
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第三篇:綠色化學與生活論文
綠色化學與生活
課 程 論 文
班級:
xxxXXXX 姓名:
xxxXXXX 學號:
xxxXXXX
指導老師: xxxXXXX
摘要:綠色生活是將環境保護與人們的日常衣食住的生活,融入一體的新文明、新風尚的生活。綠色生活作為一種現代生活方式,包括了日常生活的方方面面,隨著人們生活節奏的加快,經濟迅速發展,同時由于過度開發和技術的相對落后造成資源日漸貧乏,環境問題也顯現出來,倡導綠色生活,要求人們充分而無污染或少污染地利用資源,達到生活資源的在循環和在利用。本文旨在介紹什么是綠色化學,介紹綠色化學誕生的原因及背景,闡釋綠色化學理念,介紹綠色化學的基本原則。
關鍵詞:綠色化學 零污染 零排放 消除污染 無毒無害 環境友好 原子經濟 可再生 正文:
一、綠色化學的概念
按照美國《綠色化學》(Green Chemistry)雜志的定義,綠色化學是指:在制造和應用化學產品時應充分利用(最好可再生)原料,消除廢物和避免使用有毒的和危險的試劑和溶劑。而今天的綠色化學是指能夠保護環境的化學技術.它可通過使用自然能源,避免給環境造成負擔、避免排放有害物質.利用太陽能為目的的光觸媒和H能源的制造和儲藏技術的開發,并考慮節能、節省資源、減少廢棄物排放量。
綠色化學又稱“環境無害化學”、“環境友好化學”、“清潔化學”,綠色化學是近十年才產生和發展起來的,是一個 “新化學嬰兒”。它涉及有機合成、催化、生物化學、分析化學等學科,內容廣泛。綠色化學的最大特點是在始端就采用預防污染的科學手段,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”作為新世紀化學進展的主要方向之一。
綠色化學的主要特點是:
1.充分利用資源和能源,采用無毒、無害的原料;
2.在無毒、無害的條件下進行反應,以減少廢物向環境排放;
3.提高原子的利用率,力圖使所有作為原料的原子都轉化成產品,實現“零排放”;
4.生產出有利于環境保護、社區安全和人體健康的環境友好的產品。
二、綠色化學產生的原因
化學在為人類創造財富的同時,給人類也帶來了危難。而每一門科學的發展史上都充滿著探索與進步,由于科學中的不確定性,化學家在研究過程中不可避免地會合成出未知性質的化合物,只有通過經過長期應用和研究才能熟知其性質,這時新物質可能已經對環境或人類生活造成了影響。
傳統的化學工業給環境帶來的污染已十分嚴重,目前全世界每年產生的有害廢物達3億噸~4億噸,給環境造成危害,并威脅著人類的生存。嚴峻的現實使得各國必須尋找一條不破壞環境,不危害人類生存的可持續發展的道路。化學工業能否生產出對環境無害的化學品?甚至開發出不產生廢物的工藝?綠色化學的口號最早產生于化學工業非常發達的美國。1990年,美國通過了一個“防止污染行動”的法令。1991年后,“綠色化學”由美國化學會(ACS)提出并成為美國環保署(EPA)的中心口號,并立即得到了全世界的積極響應。為了解決上述問題,綠色化學應運而生。
三、綠色化學的重要意義
傳統的化學工業給環境帶來的污染已十分嚴重,目前全世界每年產生的有害廢物達3億噸~4億噸,給環境造成危害,并威脅著人類的生存。化學工業能否生產出對環境無害的化學品?甚至開發出不產生廢物的工藝?有識之士提出了綠色化學的號召,并立即得到了全世界的積極響應。綠色化學的核心就是要利用化學原理從源頭消除污染。
綠色化學給化學家提出了一項新的挑戰,國際上對此很重視。1996年,美國設立了“綠色化學挑戰獎”,以表彰那些在綠色化學領域中做出杰出成就的企業和科學家。綠色化學將使化學工業改變面貌,為子孫后代造福。
迄今為止,化學工業的絕大多數工藝都是20多年前開發的,當時的加工費用主要包括原材料、能耗和勞動力的費用。近年來,由于化學工業向大氣、水和土壤等排放了大量有毒、有害的物質。以1993年為例,美國僅按365種有毒物質排放估算,化學工業的排放量為30億磅。因此,加工費用又增加了廢物控制、處理和埋放。環保監測、達標,事故責任賠償等費用。1992年,美國化學工業用于環保的費用為1150億美元,清理已污染地區花去7000億美元。1996年美國DuPont公司的化學品銷售總額為180億美元,環保費用為10億美元。所以,從環保、經濟和社會的要求看。化學工業不能再承擔使用和產生有毒有害物質的費用。需要大力研究與開發從源頭上減少和消除污染的綠色化學。
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生。不再有廢物處理的問題,綠色化學正是實現污染防止的基礎和重要工具。1995年4月美國副總統Gore宣布了國家環境技術戰略。其目標為:至2020年地球日時。將廢棄物減少40-50%,每套裝置消耗原材料減少20-25%。1996年美國設立了總統綠色化學挑戰獎。這些政府行為都極大的促進了綠色化學的蓬勃發展。另外。日本也制定了新陽光計劃。在環境技術的研究與開發領域。確 定了環境無害制造技術、減少環境污染技術和二氧化碳固定與利用技術等綠色化學的內容。總之,綠色化學的研究已成為國外企業、政府和學術界的重要研究與開發萬向。這對我國既是嚴峻的挑戰,也是難得的發展機遇。
四、綠色化學的基本原則 綠色化學的核心:
利用化學原理從源頭上減少和消除工業生產對環境的污染。
綠色化學國際雜志(green chemistry)按照綠色化學的原則、最理想的化工生產方式是:
反應物的原子全部轉化為期望的最終產物。綠色化學的性質:
(1)充分利用資源和能源,采用無毒、無害的原料;
(2)在無毒、無害的條件下進行反應,以減少向環境排放廢物;
(3)提高原子的利用率,力圖使所有作為原料的原子都轉化為生成物,實現“零排放”;(4)生產出有利于環境保護、社區安全和人體健康的環境友好的產品。
綠色化學給化學家提出了一項新的挑戰,國際上對此很重視。1996年,美國設立了“綠色化學挑戰獎”,以表彰那些在綠色化學領域中做出杰出成就的企業和科學家。綠色化學將使化學工業改變面貌,為子孫后代造福。
綠色化學的基本原則:
綠色化學的研究者們總結出了綠色化學的12條原則,這些原則可作為實驗化學家開發和評估一條合成路線、一個生產過程、一個化合物是不是綠色的指導方針和標準。
●防止污染優于污染形成后處理。
●設計合成方法時應最大限度地使所用的全部材料均轉化到最終產品中。
●盡可能使反應中使用和生成的物質對人類和環境無毒或毒性很小。
●設計化學產品時應盡量保持其功效而降低其毒性。
●盡量不用輔助劑,需要使用時應采用無毒物質。
●能量使用應最小,并應考慮其對環境和經濟的影響,合成方法應在常溫、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。
●催化試劑優于化學計量試劑。
●化學品應設計成使用后容易降解為無害物質的類型。
●分析方法應能真正實現在線監測,在有害物質形成前加以控制。
●化工生產過程中各種物質的選擇與使用,應使化學事故的隱患最小。
五、結語
本文通過介紹什么是綠色化學,介紹綠色化學誕生的原因及背景,闡釋綠色化學理念,介紹綠色化學的基本原則,來傳播綠色化學理念,使同學們對綠色化學這一崛起的學科做更為深入的了解和認識,從而在以后的生活和實踐環節更加重視對環境和資源的保護,保護我們賴以生存的地球。
六、參考文獻
《綠色化學》(Green Chemistry)雜志
第四篇:化學與生活論文——綠色化學
綠色化學
綠色化學
摘要:本文主要闡述了綠色化學的概念,發展歷史,主要特點等等。方便大家認識綠色化學,更好的保護環境。
關鍵字:綠色化學 保護環境
一、概念
“綠色化學”由美國化學會(ACS)提出,目前得到世界廣泛的響應。其核心是利用化學原理從源頭上減少和消除工業生產對環境的污染;反應物的原子全部轉化為期望的最終產物。按照美國《綠色化學》(GreenChemistry)雜志的定義,綠色化學是指:在制造和應用化學產品時應有效利用(最好可再生)原料,消除廢物和避免使用有毒的和危險的試劑和溶劑。而今天的綠色化學是指能夠保護環境的化學技術.它可通過使用自然能源,避免給環境造成負擔、避免排放有害物質.利用太陽能為目的的光觸媒和氫能源的制造和儲藏技術的開發,并考慮節能、節省資源、減少廢棄物排放量。
綠色化學又稱“環境無害化學”、“環境友好化學”、“清潔化學”,綠色化學是近十年才產生和發展起來的,是一個 “新化學嬰兒”。它涉及有機合成、催化、生物化學、分析化學等學科,內容廣泛。綠色化學的最大特點是在始端就采用預防污染的科學手段,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“化學的綠色化”作為新世紀化學進展的主要方向之一。
二、發展背景及主要特點
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綠色化學
化學在為人類創造財富的同時,給人類也帶來了危難。而每一門科學的發展史上都充滿著探索與進步,由于科學中的不確定性,化學家在研究過程中不可避免地會合成出未知性質的化合物,只有通過經過長期應用和研究才能熟知其性質,這時新物質可能已經對環境或人類生活造成了影響。
傳統的化學工業給環境帶來的污染已十分嚴重,目前全世界每年產生的有害廢物達3億噸~4億噸,給環境造成危害,并威脅著人類的生存。嚴峻的現實使得各國必須尋找一條不破壞環境,不危害人類生存的可持續發展的道路。化學工業能否生產出對環境無害的化學品?甚至開發出不產生廢物的工藝?綠色化學的口號最早產生于化學工業非常發達的美國。1990年,美國通過了一個“防止污染行動”的法令。1991年后在,“綠色化學”由美國化學會(ACS)提出并成為美國環保署(EPA)的中心口號,并立即得到了全世界的積極響應。
綠色化學又稱環境友好化學,它的主要特點是:1.充分利用資源和能源,采用無毒、無害的原料;2.在無毒、無害的條件下進行反應,以減少廢物向環境排放;3.提高原子的利用率,力圖使所有作為原料的原子都被產品所消納,實現“零排放”;4.生產出有利于環境保護、社區安全和人體健康的環境友好的產品。
三、綠色化學的重要性
傳統的化學工業給環境帶來的污染已十分嚴重,目前全世界每年產生的有害廢物達3億噸~4億噸,給環境造成危害,并威脅著人類的生存。化學工業能否生產 出對環境無害的化學品?甚至開發出不產生廢物的工藝?有識之士提出了綠色化學的號召,并立即得到了全世界的積極響應。綠色化學的核心就是要利用化學原理從源頭消除污染。
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綠色化學給化學家提出了一項新的挑戰,國際上對此很重視。1996年,美國設立了“綠色化學挑戰獎”,以表彰那些在綠色化學領域中做出杰出成就的企業和科學家。綠色化學將使化學工業改變面貌,為子孫后代造福。
迄今為止。化學工業的絕大多數工藝都是20多年前開發的,當時的加工費用主要包括原材料、能耗和勞動力的費用。近年來,由于化學工業向大氣、水和土壤等排放了大量有毒、有害的物質。以1993年為例,美國僅按365種有毒物質排放估算。化學工業的排放量為30億磅。因此,加工費用又增加了廢物控制、處理和 埋放。環保監測、達標,事故責任賠償等費用。1992年,美國化學工業用于環保的費用為1150億美元,清理已污染地區花去7000億美元。1996年美國Dupont公司的化學 品銷售總額為180億美元。環保費用為10億美元。所以。從環保、經濟和社會的要求看。化學工業不能再承擔使用和產生有毒。有害物質的費用。需要大力研究與開發從 源頭上減少和消除污染的綠色化學。
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生。不再有廢物處理的問題,綠色化學正是實 現污染防止的基礎和重要工具。1995年4月美國副總統Gore宣布了國家環境技術戰略。其目標為:至2020年地球日時。將廢棄物減少40-50%,每套裝置消耗原材料減少20一 25%。1996年美國設立了總統綠色化學挑戰獎。這些政府行為都極大的促進了綠色化學的蓬勃發展。另外。日本也制定了新陽光計劃。在環境技術的研究與開發領域。確 定了環境無害制造技術、減少環境污染技術和二氧化碳固定與利用技術等綠色化學的內容。總之,綠色化學的研究已成為國外企業、政府和學術界的重要研究與開發萬向。這對我國既是嚴峻的挑戰,也是難得的發展機遇。
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四、研究內容及情況
1、內容
綠色化學是對傳統化學的挑戰,是對傳統化學思維方式的更新和發展,因此,綠色化學的研究內容是從反應原料、反應條件、轉化方法或開發綠色產品等角度進行研究,打破傳統的化學反應,設計新的對環境友好的化學反應。包括:(1)使用無毒無害的原料;(2)利用可再生資源;(3)新型催化劑的開發研究;(4)不同反應介質的研究;(5)尋找新的轉化方法;(6)設計對人類健康和環境安全的化學產品。
2、研究情況
核心:利用化學原理從源頭上減少和消除工業生產對環境的污染。按照綠色化學的原則、在理想的化工生產方式是:反應物的原子全部轉化為期望的最終產物。
性質:(1)充分利用資源和能源,采用無毒、無害的原料;(2)在無毒、無害的條件下進行反應,以減少向環境排放廢物;(3)提高原子的利用率,力圖使所有作為原料的原子都被產品所消納,實現“零排放”;(4)生產出有利于環境保護、社區安全和人體健康的環境友好的產品。
綠色化學給化學家提出了一項新的挑戰,國際上對此很重視。1996年,美國設立了“綠色化學挑戰獎”,以表彰那些在綠色化學領域中做出杰出成就的企業和科學家。綠色化學將使化學工業改變面貌,為子孫后代造福。
原則:綠色化學的研究者們總結出了綠色化學的12條原則,這些原則可作為實驗化學家開發和評估一條合成路線、一個生產過程、一個化合物是不是綠色的指導方針和標準。
1、防止污染優于污染形成后處理。
2、設計合成方法時應最大限度地使所用的全部材料均轉化到最終產品中。
3、盡
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可能使反應中使用和生成的物質對人類和環境無毒或毒性很小。
4、設計化學產品時應盡量保持其功效而降低其毒性。
5、盡量不用輔助劑,需要使用時應采用無毒物質。
6、能量使用應最小,并應考慮其對環境和經濟的影響,合成方法應在常溫、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、催化試劑優于化學計量試劑。
10、化學品應設計成使用后容易降解為無害物質的類型。
11、分析方法應能真正實現在線監測,在有害物質形成前加以控制。
12、化工生產過程中各種物質的選擇與使用,應使化學事故的隱患最小。
3、實現途徑
(1)強化綠色化學意識
綠色化學是用化學去預防污染,是設計研究沒有或僅有盡可能小的環境負作用的、并在技術上經濟上可行的化學品和化學過程。它是在始端就采用污染預防的科學手段,使過程和終端均有零排放或零污染。從根本上區別于那些通過“三廢”處理與利用來治理污染的化學方法,最大限度的追求“原子經濟性”。綠色化學不同于傳統的化學,它需將綠色化學思想貫穿于化學始終,使化學在設計、合成、分析等每一個環節都應與環境的相容無害。
(2)快速有效的篩選
在化合物的篩選過程中,可以應用組合化學技術,對不同的分子結構單元進行組合合成,得到成千上萬個產物以滿足下一步高通量篩選系統(HTS)的需要,目前通過改進的組合化學已可以得到各純度較高的單一化合物供HTS篩選之用[3]。首先建立一個已知的有機合成反應盡可能全的資料庫,然后再確定目標產物后,第一步找出一切可以產生目標產物的反應;
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第二步把這些反應的原料作為中間目標產物找出一切可產生它們的反應,依次類推下去,直到得出一些反應路線正好使用我們預定的原料。在搜索過程中,計算機按我們制定的評估方法自動地比較可能的反應途徑,隨時排除不適合的,以便最終找到廉價、物美、不浪費資源、不污染環境的最佳途徑。所以,將組合化學技術和計算機輔助設計技術應用到化學合成中,是一種經濟、快速的策略,為綠色化學的實現提供了極大的可能性。(3)開發綠色反應,提高原子利用率
在化學合成特別是有機合成中,減少廢物的關鍵是提高選擇性問題,即選擇最佳反應途徑,使反應物原子盡可能多地轉化為產物原子,最大限度地減少副產物,才會真正減少廢物的生成。對于大宗基本有機原料的生產來說,選擇原子經濟反應十分重要。Sd-ChemieInc.公司最近成功地開發了一個新的合成路線:固體氧化物催化劑合成的無廢水工藝,事實證明其能夠達到零廢水排放、零硝酸鹽排放,并且沒有或很少NOx釋放。同時,新合成路線大大減少了水和能量的消耗。由此可見,對于已在工業上應用的原子經濟反應,也還需要從環境保護和技術經濟等方面繼續研究并加以改進。
(4)采用無毒無害的原料
為使制得的中間體具有進一步轉化所需的官能團和反應性,在現有化工生產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安全,需要用無毒無害的原料代替它們來生產所需的化工產品[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,經過催化脫氫,開發了安全生產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。
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Flexsys Americal.P.在生產一種橡膠防降解劑化學品家族的關鍵中間體4-ADPA過程中,開發了一個新的環境友好路線——使用堿性促進劑實現氫對芳環的親核取代反應,替代了傳統的氯化反應,不僅消除了大量劇毒氯氣的儲存、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用是化工過程中最關鍵的技術之一。使用新的反應原料就必須新的催化劑來活化,傳統的催化劑應進行改進,使其選擇性、與反應體系的相容性清潔性都進一步提高。現在以鄰苯二酚生產方法為例:新的生產工藝采用酶E.Coli作催化劑,它能使葡萄糖活化,定向地轉化為鄰苯二酚[6]。這種新工藝避免了風險原料和試劑的使用也不產生副產品或廢棄物。由于催化劑在綠色化學中有重要地位,傳統工藝的改造需要催化劑,新的工藝同樣需要新催化劑,因此,如何設計高效無害催化劑也就成了綠色化學研究的重要內容之一。當前設計和開發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的催化劑,但對有機物溶解能力差,不適合作有機化工的溶劑。而有機溶劑本身都具有毒性,許多都是致癌物質,還有很強的揮發性,造成嚴重的污染。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,是一種介與氣態與液態之間的流體狀態,其密度接近于液體(比氣體約大3個數量級),而粘度接近氣態(擴散系數比液體大100倍左右)。超臨界流體CO2用作酸調節劑和惰性氣體,在多烯催化氧化反應和多烯雙鍵在酸性條件下的保護反應中有重要的應用。CO2調節β-第7 頁
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胡蘿卜素催化氧化反應體系酸性,合成角黃素,同時作為惰性氣體,能夠有效的保護原料和產物中的多烯雙鍵,為多烯氧化和雙鍵保護開辟了新的途徑;CO2代替有機酸應用于氯醇化反應,是良好的酸堿調節劑,無毒、無污染,對環境友好,沒有危險,原料充足,操作容易控制,這一研究結論為相關化學工業老產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品
生物質是可再生性資源,利用生物質代替當前廣泛使用的礦物質資源可大大減輕對資源和環境的壓力,是保護環境的一個長遠的發展方向。Frost報道以葡萄糖為原料,通過酶反應可制得乙二酸、鄰苯二酚和對苯二酚等。尤其是不需要從傳統的苯酐始采制運作為尼龍原料己二酸取得了顯著進展。由于苯是己知的治癌物質,以經濟和技術上可行的方式,從合成大量的有機原料中取除苯是具有競爭力的綠色化學目標[8]。(8)開發和生產綠色產品
綠色產品,或指環境友好產品,是指產品在使用過程中和使用后不會危害生態環境和人體健康,產品具有合理的使用功能及使用壽命,產品易于回收、利用和再生,報廢后易于處置,在環境條件下易于降解。如為日常生活使用生產的包裝材料,可以進行再利用,目前大量使用的聚苯乙烯發泡塑料快餐盒,使用以后成為垃圾,在自然條件下,需數百年方能降解,對環境帶來嚴重的影響。為了加速它的自然降解,我們生產時可以在其中加入光敏劑、化學助劑等,使其在使用后幾個月內即分解成無害物質。
五、研究成果
1.開發“原子經濟”反應 Trost在l991年首先提出了原子經濟性(Atom economy 的概念,即原料分子中究竟有百分之幾的原子轉化成了產
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物。理想的原子經濟反應是原料分子 中的原子百分之百地轉變成、產物,不生副產物或廢物。實現廢物的“零排放”(Zeroemission)。對于大宗基本有機原料的生產來說,選擇原子經濟反應十分重要。
近年來,開發新的原子經濟反應已成為綠色化學研究的熱點之一。國內外均在開發鈦硅分子篩上催化氧化丙烯制環氧丙烷的原子經濟新方法。此外,針對鈦硅分子篩催化反應體系,開發降低鈦硅分子篩合成成本的技術,開發與反應匹配的工藝和反應器仍是今后努力的方向。
在已有的原于經濟反應如烯烴氫甲酰化反應中。雖然反應已經是理想的。但是原用的油溶性均相銠絡合催化劑與產品分離比較復雜,或者原用的鈷催 化劑運轉過程中仍有廢催化劑產生,因此對這類原子經濟反應的催化劑仍有改進的余地。所以近年來開發水溶性均相絡合物催化劑已成為一個重要的研究領域。由于水溶性 均相絡合物催化劑與油相產品分離比較容易。再加以水為溶劑,避免了使用揮發性有機溶劑,所擬開發水溶性均相絡合催化劑也已成為國際上的研究熱點。除水溶性銠-膦 絡合物已成功用于丙烯氫甲酰化生產外,近年來水溶性銠-膦、釕-膦、鈀-膦絡合物在加氫二聚、選擇性加氫、C一C鍵偶聯等方面也已獲得重大進展,C6以上烯烴氨甲酰化 制備高碳醛、醇的兩相催化體系的新技術國外正在積極研究。以上可見,對于已在工業上應用的原子經濟反應。也還需要從環境保護和技術經濟等方面繼續研究。加以改進。
2.采用無毒、無害的原料 為使制得的中間體具有進一步轉化所需的官能團和反應性,在現有化工生產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安全。需要用無毒無害的原料代替它們來生產所需的化工產品。
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在代替劇毒的光氣作原料生產有機化工原料方面。Riley等報道了工業上已開發成功一種由胺類和二氧比碳生產異氰酸酯的新技術。在特殊的反應體系 中采用一氧化碳直接羰化有機胺生產異氰酸酯的工業化技術也由Manzer,;開發成功。Tundo報道了用二氧化碳代替光氣生產碳酸二甲酯的新方法。Komiya研究開發了在固態 熔融的狀態下。采用雙酚A和碳酸二甲酯聚合生產聚碳酸酯的新技術。它取代了常規的光氣合成路線。并同時實現了兩個綠色化學目標。一是不使用有毒有害的原料,二是 由于反應在熔融狀態下進行。不使用作為溶劑的可疑的致癌物一甲基氯化物。
關于代替劇毒氫氰酸原料,Monsanto公司從無毒無害的二乙醇胺原料出發。經過催化蛻氫。開發了安全生產氨基二乙酸鈉的工藝,改變了過去的擬氨、甲醛和氫氰酸為原料的二步合成路線。并因此獲得了1996年美國總統綠色化學挑戰獎中的變更合成路線獎。
3.采用無毒。無害的催化劑 目前烴類的烷基他反應一般使用氧氟酸、硫酸、三氯化鋁等液體酸催化劑。這些液體催化劑共同缺點是,對設備的腐蝕嚴重、對人身危害和產生廢渣、污染環境。為了保護環境。多年來國外正從分子篩、雜多酸、超強酸等新催化材料中大力開發固體酸烷基化催化劑。其中采用新型分子篩催化劑的乙苯液相烴他技術引人注 目,這種催化劑選擇性很高。乙苯重量收率超過99.6%。而且催化劑壽命長。還有一種生產線性烷基苯的固體酸催化劑替代了氫氟酸催化劑,改善了生產環境,已工業化。在固體酸烷基化的研究中。還應進一步提高催化劑的選擇性。以降低產品中的雜質含量;提高催化劑的穩定性。以延長運轉周期;降低原料中的苯烯比。以提高經濟效益。異丁烷與丁烯的烷基化是煉油工業申提供高辛烷值組分的一項重要工藝。近年新配方汽油的出現,限制汽
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油中芳烴和烯烴含量更增添了該工藝的重要性。目前這種工藝使用氫氟酸或硫酸為催化劑。
4、采用無毒、無害的溶劑 大量的與化學品制造相關的污染問題不僅來源于原料和產品,而且源自在其制造過程中使用的物質。最常見的是在反應介質、分離和配方中所用的溶劑。當前廣泛使用的溶劑是揮發性有機化合物(VOC)。其在使用過程中有的會引起地面臭氧的形成。有的會引起水源污染。因此。需要限制這類溶劑的使用。采用無毒無害的溶劑 代替揮發性有機化合物作溶劑已成為綠色化學的重要研究方向。
在無毒無害溶劑的研究中。最活躍的研究項目是開發超臨界流體(SCF)。特別是超臨界二氧化碳作溶劑。超臨界二氧化碳是指溫度和壓力均在其臨界點(3llC、7477.7gkPa)以上的二氧化碳流體。它通常具有液體的密度。因而有常規液態溶劑的溶解度;在相同條件下。它又具有氣體的粘度,因而又具有很高的傳質速度。而且。由于具有很大的可壓縮性。流體的密度、溶劑溶解度和粘度等性能均可由壓力和溫度的變化來調節。超臨界二氧化碳的最大優點是無毒、不可燃、價廉等。
除采用超臨界溶劑外。還有研究水或近臨界水作為溶劑以及有機溶劑/水相界面反應。采用水作溶劑雖然能避免有機溶劑,但由于其溶解度有限,限制了 它的應用,而且還要注意廢水是否會造成污染。在有機溶劑/水相界面反應中。一般采用毒性較小的溶劑(甲苯)代替原有毒性較大的溶劑,如二甲基甲酰胺、二甲基亞砜、醋 酸等。采用無溶劑的固相反應也是避免使用揮發性溶劑的一個研究動向,如用微波來促進固、固相有機反應。
5、利用可再生的資源合成化學品
利用生物量(生物原料)(Biomass)代替當前廣泛使用的石油,是保護環境的一個長遠的發展方
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向。1996年美國總統綠色化學挑戰獎中的學術獎授予TaxaA大學M.Holtzapp教授,就是南于其開發了一系列技術。把廢生物質轉化成動物飼料、工業化學品和然料。
物質主要由淀粉及紆維素等組成。前者易于轉化為葡萄糖。而后者則由于結晶及與木質素共生等原因,通過纖維素酶等轉比為葡萄糖。難度較大。Frost 報道以葡萄糖為原料,通過酶反哎可制礙己二酸、鄰苯二酚和對苯二酚等。尤其是不需要從傳統的苯訐始采制運作為尼龍原料的己二酸取得了顯著進展。由于苯是已知的治癌 韌質,以經濟和技術上可行的方式,從合成大量的有機原料中取除苯是具有競爭力的綠色化學目標。
另外,Gfoss首創了利用生物或農業廢物如多糖類制造新型聚合物的工作。由于其同時解決了多個環保問題,因此引起人們的特別興趣。具優越性在于聚 合物原料單體實現了無害化;生物催化轉化方法優于常規的聚合萬法@Gross的聚合物還具有生物降解功能。
6,環境友好產品 在環境友好產品方面。從1996年美國總統綠色化學挑戰獎看,設計更安全他學品獎授予RohmHaas公司。由于其開發成功一種環境友好的海洋生物防垢劑。小企業獎授予Donlar公司。因其開發了兩個高效工藝以生產熱聚天冬氨酸,它是一種代替丙烯酸的可生物降解產品。
在環境友好機動車燃料方面,隨著環境保護要求的日益嚴格。1990年美國清潔空氣法(修正案)規定,逐步惟廣使用新配方汽油,減小由汽車尾氣中的一 氧化碳以及烴類引發的臭氧和光化學煙霧等對空氣的污染。新配方汽油要求限制汽油的蒸汽壓、苯含量,還將逐步限制芳烴和烯烴含量。還要求在汽油中加入含氧化合物,比 如甲基叔丁基醚、甲基叔戊基醚。這
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種新配萬汽油的質量要求已推動了汽油的有關煉油技術的發展。
柴油是另一類重要的石油煉制產品。對環境友好柴油。美國要求硫含量不大于0.05%,芳烴含量不大于20%,同時十六烷值不低于40;瑞典對一些柴 油要求更嚴。為達到上述目的,一是要有性能優異的深度加氫脫硫催化劑;二是要開發低壓的深度脫硫/芳烴飽和工藝。國外在這方面的研究已有進展。
此外。保護大氣臭氧層的氟氯烴代用品已在開始使用。防止“白色污染”的生物降解塑料也在使用。
六、結束語
開發和應用綠色化學工藝,已成為現代化學工業的發展趨勢和前沿技術,是實現可持續發展的關鍵。曾為人類文明做出過不可磨滅貢獻的有機化學化工,在21世紀,依然面臨著新的機遇和挑戰。有機化學應該發展“理想的”合成方法,即強調實用的,環境友好的,資源可持續利用的,它從簡單易得的原料出發,在溫和的條件下經過簡單的步驟,快速、高選擇性地轉化為目標分子。這就需要化學家從理念、原理、方法等方面進行改革和創新,原子經濟性、手性合成、環境友好的“潔凈”的反應介質等綠色化學原理對有機化學化工的發展將有更重要的指導意義。而綠色化學有待在理論、實踐領域中進行更深入的研究發展,其發展必然會推動人類社會的進步,相信隨著科學的進步和人們綠色意識的提高,人類賴以生存的地球環境會變得更加美好。
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化學信息學
學院:化材院
班級:化學
姓名:王興龍
學號:2010111150
第五篇:綠色化學與生活小論文
2013-2014-
1重慶科技學院
《綠色化學與生活》
小 論 文
題目:綠色生活從我做起
學院
專業班級學生姓名 學號
成績
綠色生活從我做起
作者:
專業:
摘要:隨著人們生活水平的提高,對生活質量的追求也顯著提高。人們現在不擔心吃不飽穿不暖,而是關注他們生活是否綠色與健康。于是綠色生活開始被人們廣泛的提及。本文重點介紹幾個比較重要的與綠色生活相關聯的話題以及我們日常生活能夠做到的一些細節,綠色化學有待在理論、實踐領域中進行更深入的研究發展,其發展必然會推動人類社會的進步,相信隨著科學的進步和人們綠色意識的提高,人類賴以生存的地球環境會變得更加美好。
關鍵詞:綠色生活節能節排低碳生活綠色科技措施
正文:20世紀80年代,隨著中國改革開放,我國的經濟發展迅速,人們的生活也得到顯著的改善,但伴隨著而來的是全球環境污染的加劇能源的匱乏和社會公眾對環境保護及人類可持續發展的日益關注。如何環保并且健康的生活方式是人們所追求的。綠色生活備受人們關注。倡導綠色生活已經是全民的共同心愿。這就要求我們對當前的生活狀態有所了解,從而著手加以改善。
一、綠色科技
科技的在發展過程中,會有很多的資源沒有利用到,為了實現資源的充分利用,我們需要進行綠色科技。這樣可以減少我國所浪費的資源,提高能源的利用效率。這對我國的經濟有很大的影響,利用創建綠色科技,這樣經濟就能快速穩定發展。一個國家的經濟穩定,才能有人們的和諧生活。北京林業大學10月21日舉行了“創建和諧,秀美,綠色家園”為主題的全國博士生學術論壇中,突出和諧主題,以建設社會主義新農村,促進城鄉和諧發展,弘揚生態文化,展示綠色科技,共筑和諧社會為主要內容。教育部副部長吳啟迪在論壇中強調,加強生態建設,維護生態安全,是21世紀人類面臨的共同主題,也是我國經濟社會可持續發展的重要基礎。全面建設小康社會,加快推進社會主義現代化,必須走生產發展、生活富裕、生態良好的文明發展道路,實現經濟發展與人口、資源、環境的協調,實現人與自然的和諧相處。而人口,資源,環境的協調又和綠色科技息息相關。因此要創建和諧生活,實行綠色科技是首要條件。
1.汽車是一大主體,汽車在運行的時候會耗費大量的汽油。而這些汽油是從石油,煤炭等提煉出來的,這些能源都是不可再生的資源,對于我們來說是相當的寶貴的。如何才能及讓汽車繼續作為我們的交通工具,又不消耗我們的不可再生的資源呢?這是我們值得探究的問題。針對這一任務,技術人員們經過仔細的研究與探索。終于找到了解決的方案。可以實現綠色城市的目標,從而實現和諧生活的目標。
2.我國是一個人口大國,住房是不可少的。我國面積的大部分土地用來建造房屋,然而在建設這些房屋的時候,會消耗大量的建筑材料。同時也會產生大量的廢渣,在以前這些廢渣是沒有用的,而現在推行的綠色科技就是利用這些廢渣來制造原料的。眾所周知,我們在修建建筑的時候,一個必備的材料就是磚。而這些磚幾乎都是用土給燒制成的,其工序麻煩不說,而且成本還很高,而這種新型的磚不但制作簡單,而且一點也不重,最主要的是它的抗壓力比一般的紅磚強。
為發展綠色科技,黃石市鴻森新型輕質磚有限公司推出了水泥發泡混泥土輕質氣塊,這種新型轉比一般的紅磚輕三分之一,而且有隔音的功效,特別適合高層建筑。利用這種技術,我國的建筑更加的結實,也更加的環保,讓人們有一個舒適的家居環境,這也是綠色科技為和諧生活所創建的。
3.隨著科技的發展,互聯網已成為人們不可或缺的工具。以往電腦都很笨重,用起來也一點也不方便。現在市場上你會看到許多繽紛絢爛的筆記本電腦,粉色的,綠色的,用奢華的皮質做機身材料的,甚至還有鑲鉆的等等。但這些材料都極其的浪費,買的價格也是相當的昂貴。在生產這些電腦的時候也會產生很多的化學污染,有些零件里面還含有有毒物質,對人體是相當的不利。
二、節能減排
在目前,多數人認為環境污染問題離自己很遙遠,不是自己的事情,也不是浪費自己的錢財,甚至有一些人認為自己有錢,無所謂浪費。但是,他們沒有認識到在這些電白白消耗掉的同時,電腦所排放的二氧化碳等有害氣體,發電廠發電所需要的煤炭等資源以及所排放廢氣和污水所給環境帶來的危害;發電廠的機器設備、電腦豪材等生產資料在生產過程中所給環境帶來的巨大危害??殊不知,水、電、氣這些都是人類共同的資源,現在的浪費,就給子孫后代帶來無窮隱患。因此,節能減排人人有責,需要人人參與,社會的主體是人,節能減排的主體也必須是人,節能減排必須從每一個來抓起。要解決問題就要從環境危害的根源做起,減少生活垃圾排放,研發可以循環利用的生活用品,提高人民的節能環保意識。
1.加強組織領導,健全考核機制。要成立發展循環經濟建設節約型社會工作機構,研究制定發展循環經濟建設節約型社會的各項政策措施。要設立發展循環經濟建設節約型社會專項資金,重點扶持循環經濟發展項目、節能降耗活動、減量減排技術創新補助等。要把萬元生產總值、化學需氧量和二氧化硫排放總量納入國民經濟和社會發展計劃;要建立健全能源節約和環境保護的保障機制,將降耗減排指標納入政府目標責任和干部考核體系。
2.要加快產業結構調整。要大力發展第三產業,以專業化分工和提高社會效率為重點,積極發展生產性服務業;以滿足人們需求和方便群眾生活為中心,提升發展生活性服務業;要大力發展高技術產業,堅持走新型工業化道路,促進傳統產業升級,提高高技術產業在工業中的比重。要積極實施“騰籠換鳥”戰略,加快淘汰落后生產能力、工藝、技術和設備;對不按期淘汰的企業,要依法責令其停產或予以關閉。
3.要大力發展循環經濟。要按照循環經濟理念,加快園區生態化改造,推進生態農業園區建設,構建跨產業生態鏈,推進行業間廢物循環。要推進企業清潔生產,從源頭減少廢物的產生,實現由末端治理向污染預防和生產全過程控制轉變,促進企業能源消費、工業固體廢棄物、包裝廢棄物的減量化與資源化利用,控制和減少污染物排放,提高資源利用效率。
4.要強化技術創新。要組織培育科技創新型企業,提高區域自主創新能力。加強與科研院校合作,構建技術研發服務平臺,著力抓好技術標準示范企業建設。要圍繞資源高效循環利用,積極開展替代技術、減量技術、再利用技術、資源化技術、系統化技術等關鍵技術研究,突破制約循環經濟發展的技術瓶頸。三、低碳生活
1.低碳生活含義
氣候作為人類賴以生存的自然環境的一個重要組成部分,它的任何變化都會對自然生態系統以及社會經濟系統產生影響。目前面對日益惡化的氣候現象,它的負面影響更受關注,因為不利影響可能會危及人類社會未來的生存與發展。現今低碳經濟成為熱點問題,應該說是意料之中的事情。內外因的綜合作用力,正推動著我國走向低碳經濟的時代。
低碳生活是能源緊張的必然要求,石油、天然氣、煤炭等這些不可再生資源越來越少。而且加上能源的不充分利用,資源更加枯竭!另外,環境被污染的越來越嚴重,空氣質量下降。就憑人們對生活質量的追求,也必然要低碳生活。
2.環保責任
低碳生活,對于我們普通人來說是一種態度,而不是能力,我們應該積極提倡并去實踐低碳生活,注意節電、節油、節氣、節水,從點滴做起。有人說,在二氧化碳減排過程中,“普通民眾擁有改變未來的力量”,如今這種力量正在潛移默化地改變著我們的生活。其實低碳生活并不困難,只要注意一些很小的細節就行。低碳生活既是一種生活方式,同時更是一種可持續發展的環保責任。生活要求人們樹立全新的生活觀和消費觀,減少碳排放,促進人與自然和諧發展。低碳生活將是協調經濟社會發展和保護環境的重要途徑。在低碳經濟模式下,人們的生活可以逐漸遠離因能源的不合理利用而帶來的負面效應,享受以經濟能源和綠色能源為主題的新生活——低碳生活。顧名思義,低碳生活就是在生活中盡量采用低能耗、低排放的生活方式。低碳生活既是一種生活方式,同時也是一種生活理念,更是一種可持續發展的環保責任。低碳生活是健康綠色的生活習慣,是更加時尚的消費觀,是全新的生活質量觀。
低碳生活雖然主要集中于生活領域,主要靠人們自覺轉變觀念加以踐行,但也需要政府營造一個助推的制度環境,包括制訂長遠戰略,出臺鼓勵科技創新等政策,實施財政補貼、綠色信貸等措施,也需要企業積極跟進,加入發展低碳經濟的“集體行動”。實現低碳生活是一項系統工程,需要政府、企事業單位、社區、學校、家庭和個人的共同努力。
四、綠色生活的措施
在平時生活中只要我們注意,綠色生活就在我們身邊。
1. 拒絕使用一次性木筷,盡量少用一次性物品
2. 不追求過度的時尚
3. 拒絕使用珍貴動植物制品
4. 使用節約型水具
5. 拒絕過分包裝
6. 支持可循環使用的產品
7. 盡量購買本地產品
8. 一水多用
9. 隨手關閉水龍頭
10. 消費肉類要適度
11. 節約糧食
12. 雙面使用紙張
13. 垃圾盡量分類入箱
14. 隨手關燈,節約用電
15. 提倡步行,騎單車,盡量乘坐公共汽車
16. 提倡使用布袋與紙袋,建議循環使用
創造綠色生活不僅是我們自身對健康的追求,也是社會發展進步的需要,是可持續發展的需要。在保護環境的前提下創造美好的生活是對自己及其他人乃至子孫后代的負責。只要我們人人動手,多留心一些生活中的小竅門,健康美好的生活就不會很遠。只要你愿意主動去約束自己,改善自己的生活習慣,你就可以成為低碳一族、環保達人,過上“綠色生活”。我們要從自我做起,從身邊的人做起,從小事做起,時刻注意細節,為我們的未來以及地球做出一份貢獻。
參考文獻
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