第一篇：綠色化學讀書筆記 杜平金(化師一班047)

綠色化學讀書筆記化學師范一班杜平金047

綠色化學讀書筆記

第一章緒論：

化學是一門“核心、實用、創造性“的科學，從其誕生到今天，已經取得了巨大的成就。它的方法、它的結構以及化學反應方面的研究目前仍在主導其他學科地位；它在開發天然資源以滿足人類的生活需要方面作出了巨大貢獻。基于化學的產業利用天然資源制取大量的化肥、農藥、農膜、塑料、鋼鐵、水泥等原料，并生產大量的合成纖維和橡膠等以彌補農業、林業的不足；能源的開發利用，新材料的開發利用、醫藥衛生等均離不開化學。可以說，人類的衣食住行用以及保持健康等無一項可以離開化學，化學在這些領域中直接或間接地發揮著它不可替代的作用。但是隨著人類社會的發展，我們發現，整個人類社會正面臨著嚴峻的挑戰。

第一節：環境問題

人類在向大自然不斷索取以滿足自身需要的同時，也造成了嚴重的環境污染。

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經濟活動過程中排放到大氣中的。

2.核冬天的威脅

目前，在北極地區已經觀察到煙塵和其他氣體溶膠的大透鏡作用。

從核爆炸時發生對大氣影響的不確知程度來看，大氣中煙塵對地球的影響可能會更大。1982年，有人提出了有限的核戰爭所產生的煙塵會導致地球冷卻的假設，這個概念被稱為“核冬天”。即使是有限的局部核戰爭，預計也會導致引起大量的煙塵產生，并噴射到大氣中，使得地球冷卻，農作物在冬天會被凍死。關于氣溶膠在氣中停留時間以及煙塵對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），但它卻吸收了太陽光中對生物生長有害的、波長在295—320NM的紫外線，在太陽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，由于工業的發展和人類生活方式、生活條件的改變，人類大量使用空調制冷劑、泡沫滅火劑、氣霧劑、發膠、蓬松劑等化學性質穩定的氟氯烴、溴氟氯烴等化合物，這類化合物雖然在表面時性質穩定，不易燃燒，易于貯存，對人和其他生物也沒有毒性，但當它們上升到平流層中后，在強烈的紫外線作用下，會由光激發而生成氯原子自由基-6

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等化學性質十分活潑的物種，這些物種會與大氣平流層中的臭氧發生化學反應，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、火力發電廠的煙氣等中所含的氮氧化合物進入臭氧層后，會催化臭氧的分解反應，從而破壞臭氧層。由于人類向大氣中排放的能破壞的物質增加很快，因而臭氧層的破壞已日趨嚴重。目前在南極上空已經形成了近萬平方公里的“臭氧空洞”。

4.光化學煙霧和大氣污染

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。同時這些物質達到對流層后，在大太陽光的紫外線照射下發生一系列化學反應，大氣對流層變成一個大的光化學反應容器。光化學煙霧主要是氮氧化合物與烴類物質在紫外線照射下，經過一系列復雜反應后形成的一種大氣污染現象。光化學煙霧的組成十分復雜，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（在臭氧層對人類起保護作用，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

自于交通運輸、發電、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、動物和微生物及其

他物質構成的綜合體。它包括遺傳的多樣性、物種多樣性和生態系統多樣性三個組成部分。

7.森林的破壞

森林是地球生命之肺，除涵養水源、防止水土流失、調節氣候等

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濟活動在內的各種因素影響

所造成的干旱、半干旱和干燥、亞濕潤地區的土地退化。

第二章：綠色化學是當今國際化學科學研究的前沿。它吸收了當代物理、生物、材料、信息等科學的最新理論和技術，是具有明確的科學目標和明確的社會需求的新興交叉學科。傳統的環境保護方法是治理污染，或曰污染的末端治理，也就是研究已有污染物對環境的污染情況，研究治理這些已經產生了的污染物的原理和方法，是一種治標的方法。綠色化學的目標是：化學過程不產生污染，即將污染消除于其產生之前。實現這一目標后就不需要治理污染，因其根本不產生，是一種從源頭上治理污染的方法，是一種治本的方法。故綠色化學致力于研究經濟技術上可行的、對環境不產生污染的、對人類無害的化學品的設計、制造和使用；研究經濟

技術上可行的、對環境不產生污染的、對人類無害的化學過程的設計和應用。簡言之，綠色化學就是把化學知識、化學技術和化學方法應用于所有的化學品和化學過程，以減少直到消除對人類健康和環境有害的反應原料的使用、這類反應過程的利用、這類產物的生產和使用、這類反應溶劑的使用，盡可能不生成副產物，更加充分地利用資源，以適應可持續發展的需要。

原子利用率：

在合成反應中，要減少廢物排放的關鍵是提高反應的選擇性和原子利用率。即化學反應中，到底有多少反應物的原子轉變到了目標產物中，原子利用率可用下定義：原子利用率等于目標產物的量與按化學計量式所得的產物的量之和的比值。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的重要方法之一。

第三章：

設計安全無毒化學品的一般原則——（外部效應原則）主要是通過分子設計，改善分子的與其在環境中的分布、人和其他生物機體對它的吸收性質等重要理化性質，從而減少它的有害生物效應和（內部效應原則）通過分子設計以達到以下目標“增大生物解毒性，避免物質的直接毒性，和間接生物致毒性或稱為生物活化。通過分子結構設計，從而增大物質降解速度、降低物質的揮發性、減少分子在環境中的殘留時間、減少物質在環境中轉變為具有有害生物效應物質的可能性等均是重要的外部效應原則的例子。另外通過分子設計，從而降低或妨礙人類、動物和水生生物對物質的吸收也是外部效應原則要面對的問題。

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

為推廣安全有效化學品的設計應解決的問題

1.加大宣傳力度，讓安全有效化學品的設計在學術界和工業界深入人心。

2.建立關于安全有效化學品的設計這一概念的科學的、技術的和經濟的可靠性。

3.進一步加強對風險化學品進行仔細認真的分析和研究。

4.在毒理學研究中進一步強調機理研究和構效關系研究。

5.改革和修正化學教育體系和化學教學內容，在其中引入與安全有效化學品的設計相關理論和實踐性教學內容。

6.化學界和工業界均要積極參與，積極開展這方面的工作。

第四章：

硅是碳的等電排原子——從化學上看，用硅作為碳的等電排原子是再自然不過的了。因為碳和硅是4A族元素，因此，在化學性質上有相似性。與同族其它元素一樣，硅和碳都是4價金屬，能形成四面體結構，能與碳形成穩定化學鍵。雖然，目前對硅硐移置物尚有爭論。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。因此硅是唯一一個用作對碳作等

電排轉換的元素。另外硅是自然界存量豐富、價廉，且可以各種形式出現的元素。

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，有時有嚴格的限制。

硅形成的雙鍵或三元環化合物在空氣及潮氣中均極不穩定。

硅與氮、氧等雜原子形成的單鍵是強化學鍵，但能水解。

硅取代的環境安全化學品的例子：

DDT的硅取代物

盡管DDT對哺乳動物來說相對比較安全，但由于它對其他物種有毒

性，同時會在環境中長期存在，因此，不得不放棄這一重要殺蟲劑的使用。在設計DDT的硅等電排取代物中，設計了DDD類硅烷類物質。

有機硅殺真菌劑

Meberg及其合作者制備了一系列硅取代三唑類化合物，為殺真菌劑的開發開辟了一條新的途徑。其中一個，氟苯代硅三唑對谷類防真菌特別有效，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要求的合成路線可見，催化可從各個方面滿足綠色化學的要求。不管是酶催化還是傳統的化學催化的反應，通常其所需要的能量更低，轉化更為有效，這樣可降低反應所需能耗，減少副產物、共生物和其他廢物的生成。通常還可以把催化劑設計成對環境友好的。在應用于化學、化工生產的化學反應中，非生物催化占有成為重要的地位。催化在環境保護、綠色化學中有十分重要的作用。

1.催化與污染的防治：

催化已經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，以改善空氣的質量。利用催化劑減少揮發性有機溶劑的使用；利用催化劑技術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.新的反應原料需要新的催化劑來活化：

目前我們使用的大部分化學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化工原料，新的反應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。

所謂催化設計，就是人們按照自己的意圖制造目標催化劑的工作，它代表一種構思，而不一定要畫出圖紙。也就是對指定反應，或者需要制造某種產品，應該如何選用一種催化劑的知識邏輯分析。這種設計出的催化劑應該是具有高度專一性、高效的選擇性，能取得最大的經濟效益和環境效益。催化劑的設計一般按如下步驟進行。

1.總體性考慮：

在著手設計催化劑之前，首先要對面對的問題作總體性分析，反應的可行性，最大平衡產率、要求的最佳反應條件，可選用的原料，反應的原子經濟性如何，在實際使用中可能會遇到什么問題，催化劑的經濟性，催化反應的經濟性等。對催化劑和催化反應有一個總體性的合理了解之后，接著就應分析催化設計參數的幾個要素，活性、選擇性、穩定性或壽命，可再生性和對人對環境是否無害。

2.設計開發新型分子氫氧化催化劑：

在化學化工過程中，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.設計新型金屬配合物催化劑：

通常用于均相催化反應，這類反應主要包括有反應物的氧化加成或產物的還原脫出，同時，還有金屬原子周圍原子和化學健的重排。一個化學品合成所采用的反應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。原料對合成路線的效率、過程的環境效應和對人類健康均有極大的影響。原料本身的生產者、原料的保存和運輸過程中的操作管理者、原料在使用過程中的加工者會面臨多大的危險是在選擇原料時要加以考慮的。

還有改變反應試劑、反應溶劑等方法。

第七章：

綠色化學的發展趨勢

綠色化學和整個化學的發展一樣是前景廣闊的。綠色化學正處于連續性技術進步的不斷開拓中，原有技術的改進，新的發現和創造的涌動推動著綠色化學不斷完善，以達到環境友好的圓滿目的，因此某些對化學學科發展有著重要意義，同時又有著潛在的重大經濟和社會效益的研究領域中綠色化學發展趨勢值得關注。

酶的重組技術提供了生產單一生物體的前景，這種生物體含有能降解環境中有害廢物的一組基因工程酶。酶重組會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化合物的能力。利用酶能自我再生、便宜制得，而又能在環境中常規條件下工作的想法，也許是現代科學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、在苛刻條件下穩定的有機化學品。

某些酶的寬底物特性，為改善和保護環境提供了應用酶催化的可能。

第二篇：綠色化改進,優化化學實驗教學

綠色化改進,優化化學實驗教學

【內容摘要】實施綠色化學實驗教學不僅是新課改的基本要求，更是我國的一項基本國策。綠色化學是在可持續發展背景下，針對高中新課程改革所提出的新型化學實驗教學理念。隨著環境污染的加劇，人類對綠色環保意識越發注重。化學實驗作為化學教學不可或缺的組成之一，對學生興趣培養和能力訓練影響巨大。

【關鍵詞】高中化學 實驗教學 綠色化學

在高中化學新課程標準中指出，高中化學實驗教學有利于學生形成嚴謹求實的科學態度和科學的實驗觀。綠色化學旨在減少化學用品在生產、使用及處理過程中產生的污染，是合理利用資源和能源的體現。本文我將從高中化學實驗教學出發，探究綠色化學在化學實驗中的應用策略。

一、創新實驗設計

要想避免或減少化學實驗過程中三廢的產生，我們必須堅持實驗設計的嚴謹性，實現實驗藥品劑量、催化劑使用的最佳配比。在實際教學過程中，需要不斷總結，針對已有的化學實驗進行綠色化學的改造。在實驗設計階段，盡量選用無毒無害的原料與催化劑，盡可能減少實驗過程中藥品和儀器的浪費與損耗。

例如，在乙烯制備的化學實驗教學中，教材中采用體積比為3：1的硫酸和無水乙醇進行制備實驗。無水乙醇與濃硫酸在加熱的條件下，乙醇會發生炭化，并產生黑色炭渣，導致實驗后的燒瓶難以清洗。同時，該實驗效率較低，往往需要消耗過量的乙醇，造成能源資源的浪費。對此，在長期的教學實踐探索過程中，我使用濃磷酸與濃硫酸的混合物來代替濃硫酸，通過反復的實驗對比和分析，得到了該實驗的最佳配合比：濃硫酸、濃磷酸、乙醇的體積比為2.3：0.7：1。當然，此類的創新設計需要教師在長期的教學實踐中敢于突破傳統和思維限制，更需要大膽的革新。

通過以上的優化設計，乙烯的制備實驗效率更高，實驗現象更加明顯，整個實驗更加節能環保。同時，學生們在教師潛移默化的影響下，自身的創新意識和實驗態度也得到改善。

二、改進實驗裝置

隨著綠色化學理念在教學中的不斷推廣，很多教師在實驗裝置的改進上苦下功夫，提出了微型化??驗、組合式實驗、封閉式實驗等綠色實驗方法。通過對實驗裝置的改進，原本那些實驗中產生的有毒有害物質得到無毒化處理，甚至可以為下一個實驗繼續使用，從而實現了綠色實驗的目標。

例如，在氯氣的制備和性質探究實驗中，我將制備過程與性質探究過程進行了融合處理，實現了這兩者的一體化。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。然后，將生成的氯氣依次通過濃硫酸→干燥有色布條→濕潤有色布條→CCl4和KI溶液→集氣瓶→NaOH溶液。最后，在實驗裝置的連接上，必須實現檢驗其密封性，保證實驗裝置的可靠性。在連接順序的制定上，必須嚴格按照制備、性質探究、尾氣處理的順序實施。切忌為了一體化實驗而強加裝置，必須保證組合式實驗的可行性。甲中濃硫酸的設置是為了排除水分對氯氣的強氧化性質探究的影響、乙丙的干濕順序而是為了保證實驗的對比性、丁中CCl4和KI溶液則是為了探究氯氣置換碘的現象、戊則是起到搜集氯氣的作用、己則是為了進行尾氣處理工作，避免氯氣的泄漏。

通過上述組合式實驗裝置的設計，既節省了實驗時間、藥品，實現了氯氣制備實驗的綠色環保性，還實現了化學實驗教學的系統性和層次性。若是在傳統的氯氣制備和性質探究實驗中，我們需要設計四到五個分步實驗，難免會產生氯氣的泄漏和資源的浪費。

三、規范實驗操作

規范實驗操作是實現綠色實驗的關鍵環節，是拒絕藥品浪費和實驗污染的有效措施。在傳統實驗教學中，無論是教師演示實驗還是學生自主實驗，操作都或多或少存在不規范。因此，要想實現綠色化學實驗，必須嚴把細節關，嚴格控制因為操作過程不當而引起的環境污染與資源損耗。

例如，在酒精燈的使用上，必須使用外焰加熱。因為外焰溫度高，可以減少加熱時間、提高加熱效率。同時，還考慮到內焰加熱的不穩定性，容易導致玻璃儀器因為受熱不均而導致損壞。因此，在加熱寬底器皿時，需要妥善使用石棉網，必要時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濾紙，減少測量過程的損耗。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。在氣體制備實驗中，必須實現檢驗裝置氣密性，保證實驗氣體不外泄。尤其是在高污染及有毒物質實驗中，務必保證裝置氣密性，并做好尾氣收集與處理工作。對化學實驗過程中的藥品劑量做到嚴格控制，既保證不浪費，又要保證實驗現象的明顯。在每次實驗結束后，務必將實驗產物倒入指定容器，對強酸強堿進行處理后再傾倒。如果有可能，盡量將實驗產物進行回收利用。

高中化學實驗操作繁多，我們的操作規范性滲透必須堅持不懈，在嚴格要求學生的同時，做好自己的本職工作，為學生樹立良好的榜樣。

總之，在實驗教學中，綠色化學理念的滲透還需要我們一線教師的不懈努力。通過綠色化學理念的滲透，不僅可以實現化學知識的滲透教育，更可以培養學生的環保理念和綠色意識。

【參考文獻】

[1] 常東紅.高中化學教學中滲透綠色化學思想分析[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實驗綠色化設計與實施[J].中國教育技術裝備，2012（26）.（作者單位：云南省曲靖市民族中學）

第三篇：基礎化學實驗綠色化的改革與實踐

基礎化學實驗綠色化的改革與實踐 汪敏，趙延清，郝桂榮

(錦州醫學院基礎學院，遼寧錦州121001)

【摘要】保護環境、污染、凈化環境的同時

【關鍵詞】綠色化學:

【中圖分類號】P}313 防止污染是化學工作者非常關心的問題。通過基礎化學買驗改革買施化學買驗綠色化在減少 對大學生進行綠色化學教育可以培養大學生民好的環境保護行為習慣和綠色意識。化學買驗;教學改革二 【文獻標識碼】A 環境保護

[文章編號11672-4569(2004)01一0024-03

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

綠色化學，是用化學的技術和方法盡量減少甚至消滅那些對人類健康、社區安全、生態環境有害的原料、催化劑和溶劑、產物、副產物等的使用和生產。綠色化學不是一般的治理污染，而是從源頭上阻比污染的 產生，是一種最大限度地從資源合理利用、環境保護及生態平衡等方而滿足人類可持續發展的化學。綠色

化學是21世紀化學發展的方向和目標。人們對綠色化學的研究雖然剛剛起步，但已經受到世界各國的高 度重視。1991年美國環保署將綠色化學作為環境保護的中心工作來抓，1995年3月16日，美國總統克林

頓宣布設立“總統綠色化學挑戰獎;}z}，為在綠色化學方而做出貢獻的化學家和企業頒獎0 2000年日本制

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內容[3}。1998年以來，我國政府也制定了一系列環境保護法規，中國科

學院化學學部開展了綠色化學的調研咨詢，國家自然科學基金會和中石化集團公司聯合資助了綠色化學有

關的“九五”重大基礎研究項目，成立了綠色化學研究中心[“}。

我國的化學教育工作者雖然也在與綠色化學有關的方而做了大量的工作，但對綠色化學所具有的現代

內涵及其對人類社會發展的重要意義，仍所知甚少，在實驗設計和化學教育的諸多環節上，我們對綠色化

學并沒有引起足夠的重視，習慣于沿襲傳統的化學模式，習慣于“粗放型”的化學研究內容。因此，而對

綠色化學的新概念、新思想和新要求，化學教育工作者要把綠色化學貫穿于化學教育的全過程，把培養學 生的綠色意識和環境保護意識作為自己不可推卸的責任。傳統的化學實驗總是伴隨有毒有害氣體、液體、固體的產生而污染環境，危害師生的健康;而倡導化學實驗綠色化，不僅是優化教學效果、凈化實驗室環

境、強化學生綠色意識、全而提高學生素質的重要途徑，也是培養國民環境意識、努力實現人類與大自然

和諧共存的重要手段。

根據多年來的化學教學經驗，我們在進行綠色化學教育時，首先從實施化學實驗綠色化入手，對傳統 的實驗內容、實驗方法和實驗技術進行改革，并取得了比較明顯的效果。

一、化學試劑計量的減量化和無量化 實現化學實驗試劑的減量化和無量化，就是化學計量綠色化。化學計量綠色化是綠色化學的主要目標

【收稿日期12003-12-18 【作者簡介】汪敏女1949年生

與研究:趙延清男

桂榮女1972年生

遼寧凌海人錦州醫學院基礎學院副教授主要從事化學和食品中硒含量測定等教學 1974年生遼寧黑山人錦州醫學院基礎學院講師主要從事化學的教學與研究:都 遼寧錦州人錦州醫學院基礎學院助理研究員。

·醫學教育·之一。化學試劑、溶劑、催化劑和指小劑的用量，在保證實驗教學效果的前提下，要精確核算，將其用量

控制到最低限度。這樣，不僅節約了化學試劑，更重要的是從實驗的源頭上防l }:了污染。我們把試劑用量

調整到常規用量以下，對各種試劑的濃度指標也相應地予以改變。例如，將各種指小劑的濃度進行調整，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，在發給學生使用之前，適當填充部分無毒無害并不影響化學反應的固體物質，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。實驗中所用的各種液體試劑(酸、堿、浪水、AgN03 , NH3.H20 , Hz0:等)和各種有機溶劑、試劑的濃度，也調整到原來的濃度以下。這

樣，節約了化學試劑，又減少了環境污染。

但是，由于習慣性等原因，學生做實驗時，取用藥品往往多多益善。這種化學試劑使用的隨意性，勢

必造成材料浪費和環境污染。我們除了要求學生嚴格遵守操作規范、限制試劑的用量之外，還選擇了合適 的實驗作比較，讓學生在自己的親身經歷中受到綠色化學的教育。在實施化學計量綠色化過程中，我們選

定了測定過硫酸鉸與碘化鉀化學反應的反應速率實驗，讓學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定上述反應的反應速率作比較。學生在自己的實驗中發現試劑用量雖然不同，而

實驗效果卻完全一樣。學生從中受到了深刻的啟發和教育，因此能夠自覺地按照要求取用化學藥品。

努力改革傳統的實驗方式，減少實驗對玻璃儀器的依賴性，把實驗現象明顯、原來在燒杯和試管中進

行的實驗改在點滴板上進行。例如，有些離子鑒定、醛基檢驗實驗和有些絡合物的性質實驗，都可以在點

滴板上進行。這樣，既達到了節約化學試劑、減少污染的目的，也實現了化學試劑減量化的目標。

為了盡可能地節約試劑和減少污染，應盡快推廣實施微型化學實驗技術。所謂微型化學實驗技術，是

用盡可能小的實驗儀器和盡可能少的化學試劑(一般為常規量的十分之一至千分之一)來獲得所需的化學

信息和化學知識的實驗方法。微型化學實驗既不是常規實驗的簡單微縮，也不是對常規實驗的補充;而是

在綠色化學理念原則下從根本上預防化學污染的一種有效方法。它是以新的實驗思想、新的實驗方法、新 的實驗技術對常規實驗的改革和發展，也是綠色化學思想在化學實驗中的一種具體體現。

隨著教學技術的現代化，在保證實驗現象明顯、實驗數據可靠的前提下，實驗教學還可以實施模擬仿

真化，選擇典型實驗項目或實驗環節制作CAI課件。利用計算機進行仿真實驗，不僅實驗現象生動逼真，學生易于掌握，而目_實現了化學試劑的無量化。

二、化學試劑的綠色化

化學試劑綠色化是指在做化學實驗時盡量選擇無毒無害的試劑、溶劑和指小劑。選擇那些具有環保屬

性的試劑，可以避免在實驗過程中產生污染。化學實驗和化學試劑都具有一定的可替代性，為實現化學實

驗綠色化提供了技術支持和發展空間。根據這種可替代性原則選擇不同實驗或試劑，可以達到同樣的教學

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

較大毒性的AszS:溶膠溶液。介紹稀溶液依數性時，可設計一個完全無毒無害的觀察滲透現象的演;:實

驗:將雞蛋一端插入一根玻璃管，另一端剝去蛋殼留下內膜作為半透膜，將此裝置放在裝有水的小燒杯 中，靜比一會通過玻璃管內液柱上升就可明顯觀察到溶液的滲透現象。選擇這樣的試劑與物質做實驗，無

毒無害，對環境無任何污染。此外，利用分光光度法測定有色溶液的濃度，選擇高錳酸鉀溶液或者硫酸銅

溶液，代替其他有色溶液，可以達到教學目的。其實驗現象都很明顯，操作也簡便。二者相比，用高錳酸

鉀優點更多，不但實驗過程無毒無害無污染，而目_用過的高錳酸鉀溶液經處理之后可以再利用。化學反應 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、溶劑狀態強酸、強堿等。在酸堿標準溶液標定實驗中，可使用氫氧化鈉標定鹽酸標準溶

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

齊」的分解產物是對環境友好物質。

實驗設計也要時刻注意克服對環境的副作用，并目_采用在技術上和經濟上是可行的化學試劑和化學過

程。例如，NO:與Nzna在不同溫度下h_相轉化的實驗，先將NOz填充到U型的玻璃管中后封閉，實驗

時將裝有此氣體的U型玻璃管的兩端同時分別插入裝有不同溫度的水的燒杯中。通過兩個在不同溫度下 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

·醫學教育·轉化現象。有毒氣體被封閉在玻璃管中，因此，對環境無任何副作用。這種實驗裝置制作簡便，花錢不

多，還可以多次重復使用，節省了實驗藥品和實驗儀器的許多支出。那些毒性較大、嚴重污染環境的有機

實驗，應盡量壓縮;可以增加從天然原料中提取有效成分實驗一從海帶中提取碘，從茶葉中提取咖啡

因，從橘子皮中提取橘油，等等。

合理地安排實驗，可以實現化學實驗的無毒無害化，或實驗污染物的減量化所以，實驗內容和所用

試劑必須優中選優，以便實現化學實驗綠色最大化。

三、實驗末端的綠色化

所謂實驗末端的綠色化是在上述原則狀態下實現實驗結果的綠色化。就目前化學實驗的內容和方法而

言，還很難同時達到上述化學試劑、化學計量和化學實驗的綠色化標準。學生在實驗中產生“二廢”是化

學實驗室不可避免的問題。目前，憑現有的實驗條件和實驗方法，我們還不能完全消滅“二廢，’;但是，我們可以指導學生如何排放、回收和處理“二廢”，實現實驗末端的綠色化。實驗過程中制備的產品和實

驗后形成的廢物，對環境都有一定的污染，一定要注意“善后”處理。例如，在食鹽提純與質量檢驗的實

驗之后，提純的精鹽和氯化鈉母液必須統一收回。在硫酸亞鐵鉸的制備實驗之后，學生制備的硫酸亞鐵鉸

必須按要求上交，然后統一保存處理。還有四氯化碳和乙醇等有機溶劑，經處理后可以循環利用。硝酸銀

廢液，可通過銀的提取實驗加以解決。廢酸和堿回收處理后，可以制成公廁清潔液。實驗過程中損壞的玻

璃儀器，不能隨手扔掉，要回收再利用。已經破曰的量筒經高溫修復后，可繼續使用。破損的玻璃攪拌 棒，可以截斷并燒制加工成玻璃藥勺。用過的氨水塑料瓶和雙氧水塑料瓶，可在玻璃加工實驗中指導學生

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

處理，要盡可能實現化學實驗的全程綠色化。

由此可見，化學實驗教學中的綠色化學教育大有作為。只要我們不斷發現、研究和總結綠色反應的條

件，加強對學生的綠色化學教育和環境保護教育，就能逐漸實現化學實驗的綠色化。這樣，不但有利于凈

化實驗室環境，而目_有利于提高教學質量;更重要的是培養了學生的綠色意識，使學生逐步養成對自己負

責、對社會負責、對子孫后代負責的自覺的環境保護行為習慣。從我做起，從現在做起，保證我們賴以生

存的地球環境實現最大限度的無毒無害和綠色化。令 【參考文獻】

fl]徐漢生.綠色化學導論[}7 }.武漢:武漢大學出版社，2001.f21朱清時.綠色化學與可持續發展[Jl.中國科學院院刊，199, }6}: 420.f=}]張淑婷，陳買.農機有機化學教學中的綠色化學教育[J].高等農業教育，2002, lss } 1} : 6s.f41都艷霞.綠色化學與綠色化學教育[Jl.石家莊專科學校學報，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 ·醫學教育·

第四篇：08化本班 05號 黃榕 我國綠色化學學科發展

我國綠色化學學科發展現狀

黃榕

（瓊州學院理工學院 海南 五指山 572200）

摘要：綠色化學是知識經濟時代化學工業發展的必然趨勢，是我國化學研究的前沿領域。本文介紹了近年來我國綠色化學學科在可再生資源、原子經濟反應、環境友好或可循環使用的新材料、環保新汽油等方面的發展。

關鍵字：綠色化學；研究；發展現狀

1.引言

化學是中心科學,它聯系自然科學的方方面面,包括數學、物理、生物與生命、能源和環境、地質和礦產等；一些重大的工業生產過程(如冶金、陶瓷、聚合物、化肥、醫藥、化妝品等),甚至是火箭和衛星的發射,都是基于化學反應的過程。全球化學工業每年有18410億歐元的交易額，占全球貿易額的9%，創造著全球收入的4%～5%。化學為整個自然科學和社會科學的進步、全球經濟發展、社會進步和人類生活水平的提高作出了重大貢獻[1]。

目前,化學已經滲透到人類生產、生活和國民經濟的各個領域。在化學科學和化學知識為人類帶來無數便利和希望的同時,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重的環境危機,環保問題成為影響經濟與社會發展的重要問題之一。發達國家對環境的治理,已開始從治標,即從末端治理污染轉向治本,即開發清潔工業技術,消減污染源頭,生產環境友好產品。“綠色技術”已成為21世紀化工技術與化學研究的熱點和重要科技前沿。2.綠色化學概念及意義

綠色化學設計研究沒有或盡可能小的環境副作用，并在技術上、經濟上可行的化學品和化學過程。它是實現污染預防的基本和重要的科學手段。綠色化學研究的內容顯然要包括化學反應(化工生產)過程的三個基本要素: 一是研究、變換、設計、選擇對人類健康和環境友好的原材料或起始物；二是研究最好的轉換反應和催化劑；三是設計或重新設計對人類健康和環境更安全的目標化合物(產品)。目前綠色化學的研究重點是:(1)設計或重新設計對人類健康和環境更安全的化合物，這是綠色化學的關鍵部分；(2)探求新的、更安全的、對環境更友好的化學合成路線和生產工藝，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)改善化學反應條件, 降低對人類健康和環境的危害, 減少廢棄物的產生和排放[2]。3.我國綠色化學的研究重點

近年來我國在綠色化學方面的活動也逐漸活躍。1995年，中國科學院化學部確定了《綠色化學與技術一推進化工生產可持續發展的途徑》的院士咨詢課題，并建議“國家科技部組織調研，將綠色化學與技術研究工作列入‘九五’基礎研究規劃”；1996年，召開了“工業生產中綠色化學與技術”研討會，并出版“綠色化學與技術研討會學術報告匯編”。1997年國家自然科學基金委員會與中國石油化工集團聯合資助了“九五”重大基礎研究項目“環境友好石油化工催化化學與化學反應工程”；中國科技大學綠色科技與開發中心在該校舉行了主題討論會，并出版了“當前綠色科技中的一些重大問題”論文集；香山科學會議以“可持續發展問題對科學的挑戰--綠色化學”為主題召開了第72次學術討論會。1998年，在合肥舉辦了首屆國際綠色化學高級研討會；《化學進展》雜志出版“綠色化學與技術”專集；四川聯合大學也成立了綠色化學與技術研究中心，1999年，國家自然科學基金委設立了“用金屬有機化學研究綠色化學中的基本問題”的重點項目。5月，在成都舉辦了第二屆國際綠色化學高級研討會，出版了《綠色化學與技術》專著。12月，在北京九華山莊舉行了第16次九華科學論壇，會議從科學發展和國家長遠需求的戰略高度，對綠色化學的基本科學問題進行了充分的研討和論證，初步提出了綠色化學近期研究工作重點，即：(1)綠色合成技術、方法學和過程的研究，主要包括反應方法學特別是原子經濟反應和高選擇性、高轉化率反應；高效均相和多相的不對稱催化反應；酶催化和仿生催化；環境友好介質和原料等；（2）可再生資源的利用和轉化中的基本科學問題，包括生物質和酶分子“手性”和類似手性的空間構型選擇性的化學物理本質；主要生物質和酶分子在酶催化轉化過程中“構一效關系”；生物質各種成分的分級多層次轉化機理、途徑及其高效綜合利用；天然高分子的化學與物理改性，制備與環境相容的可生物降解新材料等。（3）綠色化學在礦物資源高效利用中的關鍵科學問題。包括復雜礦物的相結構、性能及多組元間相互作用與自催化特性；多元素擬均相“原子經濟”反應及高選擇性分離；生物分離提取礦物的選擇性催化與生物轉化機制；介質和工業代謝產物的循環再生及零排放系統設計等[3]。4.我國綠色化學發展現狀

綠色化學化工研究所追求的目標是: 淘汰有毒原材料，探求新的合成路線，采用無污染的反應途徑和工藝，能最大限度地減少“三廢”，并實行“原材料遴選——產品生成——產品使用——循環再利用”全過程控制。綠色化學技術的發展和應用不但能提高生產效率和優化產品, 而且能提高資源和能源的利用率, 減輕污染負荷, 從而大幅度提高生產的社會和經濟效益。因此，綠色化學與技術的推廣應用使環境—經濟性(而不再僅是經濟性)成為技術創新的主要推動力。近十多年來，綠色化學在生物質的利用、原子經濟性工藝設計等諸多領域取得了一系列研究成果[4]。4.1 可再生資源——生物質的利用

地球上的植物通過光合作用每年生產2000億噸的生物質，其中被人類利用的僅占3%～4%。生物質的利用對可持續發展和降低全球溫室效應起著重要的作用。它的兩個主要的開發領域是: ①生物質直接或間接地用作能源； ②生物質用作化學品、材料或產品的資源。對化學工業來說，目前集中在三個研究、開發領域: ①取代石化原料用作可再生的原料；②生物過程取代傳統的化學過程制備有機物和其他化學品； ③開發新的生物產品。以生物質為原料、酶為催化劑，生產有機化合物，因其條件溫和、設備簡單、選擇性好、無污染，已成為綠色化學研究的重點之一[5]。液體生物燃料，例如由菜油生產的生物柴油、由植物糖類生產的生物乙醇及其衍生物ETBE以及從木質纖維素生產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 原子經濟反應

我國石油化工科學院[6]采用空心結構的HTS型鈦硅分子篩催化劑和“單釜連續淤漿床反應器——無機膜過濾”新工藝，由環己酮一步合成環己酮肟，實現了原子經濟反應, 70ktpa的工業裝置已經投產。山東魯北化工廠堪稱全國實施綠色化學、清潔生產的典范, 例如, 該廠由磷礦石與硫酸反應制成磷酸和硫酸鈣, 磷酸與氨反應制成磷酸氫銨復合肥, 而硫酸鈣經加熱分解成二氧化硫和氧化鈣，前者經催化氧化、水合制成硫酸, 后者與采用劣質煤的發電廠產生的爐渣混合制成水泥，現已形成30萬t/a復合肥、40萬t/a硫酸(廠內自用)、60萬t/a水泥的產能, 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 環境友好或可循環使用的新材料

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、水面和城市環境, 光降解塑料、生物降解塑料或光—生物降解塑料的推廣應用已迫在眉睫。廢舊塑料的回收、催化裂解、再利用, 既保護了環境,又合理利用了資源。應用廣泛的洗滌劑也要逐漸向水質保護型發展。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,結果造成我國水質磷污染,富營養化, 80%以上河段不能飲用,也不能養魚。而中國的無磷洗衣粉進入市場不久,僅占洗衣粉總產量的3% ,實現綠色洗滌在中國還任重而道遠。4.4 環保新汽油

為實現新汽油的限制要求,在煉油技術中要做以下工藝改進和更新:催化裂化由單一生產高辛烷值汽油,轉向既生產高辛烷值汽油,又生產異丁烯、異戊烯等醚化原料。催化裂化汽油是我國催化裂化領域生產規模最大的燃料油品,在我國成品油市場占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% ,遠遠超過質量指標。為了提高我國汽油質量,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化為異構烷烴和部分芳烴,以彌補大量降低烯烴引起的辛烷值損失,增加汽油穩定性。降烯烴目前主要有兩個發展方向,一是催化裂化生產中開發降烯烴技術,但由于受催化裂化反應本質的限制,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技術。探索低烯烴催化裂化汽油生產技術與催化裂化汽油降烯烴改質技術成為煉油企業可持續發展的關鍵。大連理工大學王祥生[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化、芳構化以及烷基化等反應途徑轉化為高辛烷值的汽油組分,催化劑同時具有降烯、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。4.5 造紙工業中的綠色化學問題

造紙工業是我國污染最嚴重的產業之一,每年有害廢水排放量高達50億噸,約占全國廢水的1/6,其中主要是制漿黑液和漂白廢水。開發無污染的制漿技術是解決制漿黑液污染的關鍵, 其中包括生化法、催化氧化降解法和機械制漿法。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,經生物技術處理使之適應大規模生產,目前尚在實驗階段, 缺點是占地面積較大[1]。5.結語

綠色化學已成為當今化學發展的主要方向。在綠色化學研究中,應充分利用可再生資源——生物質,其中以生物質為原料、酶為催化劑,生產有機化合物,因其條件溫和、設備簡單、選擇性好、無污染,已成為綠色化學研究的重點之一,有良好的開發前景。利用原子經濟反應進行綠色設計,采用無毒、無害的原料和環境友好或可循環使用的新材料等研究, 以及對能源工業中汽油的催化降烯烴和造紙工業中的催化氧化降解法研究,均取得了可喜的進展,并對環境保護將產生有益的、深遠的影響。

參考文獻：

[1] 余紅霞,李攀.綠色化學的研究進展[J].湖南理工學院學報（自然科學版）2009,22(4):77-81 [2] 尤珊妮.綠色化學新進展[J].大眾科技 2009,(9):104-105 [3] 張琰圖,秦振平,陳雪英,馬潤寶.綠色化學的興起及在中國的發展概況

[4] 安立敦,張培青.綠色化學新進展[J].精細化工原料及中間體 2005，（8）：6-10 [5] 朱清時.朱清時院士文集[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與化學工程的進展[J].化工學報.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