綠色化學的化學小知識

時間：2022-04-28 13:19:13 科普知識我要投稿

綠色化學的化學小知識

　　綠色化學又稱環境無害化學,環境友好化學,清潔化學.綠色化學即是用化學的技術和方法去消滅或減少那些對人類健康。以下是小編整理的關于綠色化學的化學小知識文章，希望大家喜歡。

綠色化學的化學小知識

　　綠色化學，又稱環境無害化學、環境友好化學、清潔化學。綠色化學內涵是什么呢

　　綠色化學概念從一提出來，就明確了它的現代內涵，是研究和尋找能充分利用的無毒害原材料，最大程度地節約能源，在各環節都實現凈化和無污染的反應途徑。

　　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。它的具體內涵體現在五“R”上。

　　減量——Raduction

　　“減量”是從省資源、無污染、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，獲得最多的產品產量，理想的轉化過程是“原子經濟反應”，即原料分子中的原子百分之百地轉變成產物。不產生副產物或廢物，實現廢物的“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，努力實現“三廢”的“零排放”。

　　重復使用——Reuse

　　重復使用是指實際工業生產中，能多次使用的物質應該不斷重復使用。重復使用不僅是降低成本的需要，更是減廢的需要。諸如化學工業生產過程中的催化劑及其載體、反應介質、分離和配方中所用的溶劑等。不僅必須保證無毒、無害、無腐蝕性，真正實現綠色化，而且從一開始就應考慮有重復使用的工藝流程設計，保證其無限次的使用。當然，為了更好實現有關物質的重復使用，必須選擇穩定性好，容易分離的催化劑、介質和溶劑。

　　回收——Recycling

　　回收是指對工業生產過程中與產品無關的物質或生活廢棄物進行全面的回收。回收可以有效實現“省資源、少污染、減成本”的要求，回收包括：回收未反應的原料。

　　回收副產物（含“三廢”），回收助溶劑、催化劑、穩定劑、反應介質等非反應試劑，回收生活固體廢棄物等。化學工業產生中的循環操作、廢舊金屬、塑料等其它用品的回收，都是常見的回收方式。

　　再生——Regeneration

　　再生包括廢舊物質的再生利用，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，它要求化工產品生產在設計的開始，就應考慮到有關產品的再生利用。特別高分子材料產品的再生顯得尤為重要。

　　同時，在能源與資源的開發與利用過程中，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，把廢舊物質轉化成動物飼料、工業化學品和燃料等。

　　拒用——Rejection

　　拒絕使用是實現生產、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產品、食品、生活用品等，另一方面是指對一些有毒、有害，無法替代，又無法回收、再生和重復使用的原料及輔助原料等，拒絕在生產過程中使用。

　　綠色化學的優點分析

　　隨著社會的發展，和環境保護的呼聲越來越大，在化學工業行業來說，綠色化學也是被人們提上了議程并且已經有了一定的發展，綠色化學與傳統的化學相比，主要的不同點就是利用在設計階段對化學物質的分子結構進行改變去除化學物質中的有害成分，以達到減少環境污染的'作用，經過綠色化學生產出來的產品，不但可以保證原有的化工產品的性質不變，而且在生產和運用的過程中，很大程度上減少了化學產品對環境的污染，這是綠色化學最基本的要求。那么，綠色化學不但是化工部門的要求也是環境部門和科技部門的要求，下面是綠色化工化學的特點優點。

　　1。綠色化學在生產的過程中，最大限度地利用環保能源，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境的污染從而達到綠色節能的作用。

　　2。反應物無毒、無害，不會對環境產生污染。減少對外界的廢物排放，傳統的化工生產都會產生一些有毒有害的排放物質，這些物質排放到外界，會對環境造成一定的污染，但是綠色化學化工在生產之前都會將反應物生成的有害物質整體的化學結構進行重新排列，將有害的成分進行科學的去除，這樣既可以保留物質有效的成分，也不會對環境造成污染。

　　3。確保了產品的綠色環保性，在過去粗放式的生產中，沒有能力將生產材料進行有效的內部組合，從而在生產的過程中，產生了大量的有害物質。但是如今的綠色化學化工注重科學環保，生產的產品很大程度上保持了產品的綠色性。

　　1綠色化學化工的基本原則

　　國際上對綠色化學化工有比較統一的原則,主要包括以下幾方面:其一,在生產源頭上防止廢棄物的產生,而不是產生廢棄物后再進行凈化處理。其二,進行生產原料最大化利用的產品設計。其三,進行產品設計時,考慮生產效率,并減少生產原料和產品的毒性。其四,對于析出劑和溶劑等輔助產品,要盡量少用或不用,或盡量使用無害產品[2]。其五,盡量降低能量在生產過程中的損耗和其對環境的影響。其六,在考慮經濟和技術的前提下,盡量選擇可回收的加工材料作生產原料。其七,盡量避免在生產過程中產生不需要的化學衍生物。其八,選擇更符合化學計量的催化劑。其九,化學產品在使用結束后可以進一步分解成為無毒無害的降解產物。其十,研究并發展化學化工的生產過程,做到在危險物形成前對其進行檢測和控制。

　　2綠色化學化工的發展趨勢

　　2.1綠色化工產品設計提高綠色化工設計的積極性,在綠色化工產品設計過程中,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、再循環和再使用設計、利用計算機技術設計等。

　　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中越來越受到矚目,如以石油化學工業中的低碳烷烴、甲醇和合成氣、廢舊塑料以及生物質等作為原料平臺。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新型反應技術開發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的發展方向。另外,反應與相關技術(如生物技術、分離技術、納米技術等)的結合為開發新型反應路徑提供了發展空間。

　　2.4催化劑制備的綠色化和新型催化技術目前的研究大多關注使用新型的催化劑改變原有的化學反應過程,而對催化劑制備時的綠化問題很少關注。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的發展方向。

　　2.5溶劑的綠色化及綠色溶劑利用無毒無害的溶劑來代替揮發性的有機化合物溶劑是目前綠色化學的重要研究方向。此外,目前的研究還關注溶劑的閉環循環、以水做溶劑或無溶劑系統的開發等方面。

　　2.6新型分離技術對于新型的分離技術普遍關注超臨界流體萃取、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同時又降低成本也將是未來的發展方向。

　　2.7計算化學與綠色化學化工相結合為了減少實驗次數及原料消耗,同時又能精準地選擇底物分子、催化劑、溶劑和反應途徑等,可以借助量子化學計算來實現,從而達到綠色化工工藝和技術的目標。此外,還可借助計算機技術,模擬研究原料、反應器設計、經濟和商業模型等,以降低生產成本。本文來自于《黑龍江科學》雜志。黑龍江科學雜志簡介詳見

　　3結語

　　在全球經濟飛速發展的今天,生態環境的惡化也越來越嚴重,為了保護人類賴以生存的家園,世界各國都將開發新能源和可持續發展作為發展的重點。綠色化學化工的出現緩解了化工對環境污染的問題,但是由于綠色化學化工的發展歷史還很短,發展的速度又非常快,所涉及的范圍也很廣泛,因此,本研究論述的并不全面,綠色化學化工工作者應積極投入到這一學科中,促進學科的發展,為保護生態環境做出應有的貢獻。

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