千文网小编为你整理了多篇相关的《工程化学论文(推荐6篇)》,但愿对你工作学习有帮助,当然你在千文网还可以找到更多《工程化学论文(推荐6篇)》。
一、改变使用装置,优化实验效果
在进行教学活动中,适当的重新设计安排部分的化学实验,以期望达到节俭药品、减少污染、缩短实验时间、优化实验结果的目的。尽量在维持实验效果的前提下,实验无毒的安全性高的药品与实验装置。
例如二氧化硫与硫化氢气体的反应的实验装置的改进。这两种气体都是有毒害的气体,反应中尽量不泄露气体,它们的制取方法都是用固体与液体反应,且不需要加热,需用到盐酸。按照传统方法分别制取这两种气体,然后混合,势必会造成气体的泄漏。
若用一个空塑料瓶,其中放入小试管,在塑料瓶和小试管中分别装入FeS和Na2SO3,迅速加入盐酸,挤压塑料瓶,排出里面的部分空气,使瓶子瘪掉,然后再塞进橡皮塞。观察实验现象会看到,开始产生的H2S和SO2,使得塑料瓶鼓起来,随着反应的进行又瘪了下去。加入氢氧化钠,吸收过量气体同时中和未反应的盐酸。这样观察到了实验现象,避免了气体的泄漏。在实验中不要拘泥于书本中安排的现成的实验方案,多动脑子,寻找规律,大胆探索,不断创新,多采纳利用别人的好经验,这样很多会产生毒害物质的化学实验都能变成绿色实验。
二、进行微型化实验,减少排放
微型化实验,是指在不改变实验方法、实验操作技术的前提下,实验中尽量的使用小容量的仪器。减少药品的用量,反应产物减少了,同样造成的污染也能减少。一方面较少了药品使用量,节约了经费,减少污染,缩短了反应时间,另一方面提高了实验的安全性。
在实验时,可以借助点滴板、小试管等微型化的仪器,鼓励学生积极思考,对实验进行重新的设计与探索,在保证实验现象的前提下禁令减低反应浓度,组合实验,减少有害物质的产生。
三、通过多媒体进行实验教学
实验室的化学实验有时会产生有害的物质,污染环境,危害师生的健康。应该用生动的多媒体演示的方法来替代那些操作性差、产生有毒有害物质、容易爆炸以及操作难度极大的课堂演示实验。另外一些课堂实验,不是性质实验,不需要记住实验现象以及过程的化学反应完全可以用视频录像来代替。
现在,绿色化学研究在我国还处在初级阶段,而绿色化学的教育更是处于萌芽阶段。绿色化学实验的全面普及更是需要相当长的一个过程,一方面需要学者对绿色化学理论的深入研究,另一方面需要从事实验教学人员的共同努力。作为化学教育,除了要在课堂上讲解、宣传绿色化学知识,很多的工作要做。
比如相关的课程教材,绿色化学实验所需的实验装置等。当然,这需要更多的化学教育工作者长期的努力,积极推进教育教学的改革,从而真正实施好绿色化学教育。以达到人类与环境和谐相处的新阶段。
摘要:随着社会经济的不断提升,环境污染现象也逐渐严重。化工行业的发展也与人们的日常生活息息相关,而且对人们的生活环境也有着重大的影响。化学工程节能中的绿色化学工程工艺对资源的合理利用、环境的保护都有着极大的促进作用,也是未来化学行业发展应该实现的目标。
关键词:化学工程、绿色化学、工程工艺
引言:
在化学工程中,使用清洁生产技术、利用生物技术和创造环境友好型产品是促进绿色化工实现的重要途径,能够有效的解决当今生活中的能源短缺、环境污染等问题。节能环保能够更好的保护环境,实现人类与自然环境和谐相处,将不可再生资源发挥出最大限度的积极作用。
1 绿色化学工程工艺的简介
绿色化学工程工艺又称为环境无害化学,是利用化学反应来防止环境污染的一门学科领域。它的研究目的就是利用一系列的原理和方法降低或者去除化学工程中化学产品的设计、制造与应用当中产生的有毒有害物质,使化学产品在生产的过程中更具有环保的性能。所以绿色化学工程工艺也可以降低对人类身体健康的危害,在整个生产反应过程中都处于一个无害化工过程,所以也被称为绿色化工。
绿色化学工程工艺在全世界的使用范围内都取得了显著的成绩,主要表现在进行化学反应过程中会从源头上就减少对污染物的生产和反应,而不是污染物或者废弃物产生之后在进行净化处理。化学产品在进行绿色环保设计中,也会做到将原材料的利用率实现最大化,减少不可再生资源的使用。化学产品在进行分析时候,主要是对生产效率的同时使用,降低原料和产品的有毒性。它还可以在化学产品生产过程中将有毒物质利用溶剂进行析出,尽量选择使用无害产品。
2 绿色化学工程工艺的积极作用
2.1 清洁生产技术
清洁生产技术就是一种无毒无害的生产技术,这是一种绿色的化学工业技术,随着工艺的不断发展和完善,已经在人们的实际生活中有了很多领域的应用,涉及的范围也比较广。不仅涉及到了生物工程技术的应用范围,更是涉及到了辐射加工技术和绿色催化技术的应用,都具有了很明显的效果。所以这种清洁生产技术的应用,在很多的生活领域都实现了环保节能的保护效果。
2.2 环境友好型产品
环境友好型产品对于绿色化学工程工艺具有很大的促进作用,在如今的生活生产中也得到了很多实际实例的使用。例如像空调制冷过程中一般都会涉及到氟利昂的使用,但是众所周知氟利昂在大量使用后会对大气中的臭氧层造成一定的影响,臭氧层一旦受到影响,紫外线就会穿过云层直接照射到地球的表面,而地球表面的温度就会直线上升,容易造成全球气候变暖的情况出现。现如今世界的很多地区都已经出现了气候变暖,海平面升高,很多沿海城市都已经被侵蚀等现象。所以在空调制冷过程中,就要不断地寻找替代氟利昂的产品,这样才能有效的推动节能环保的实施。例如无磷洗衣粉的使用就能够减少对水资源的污染,使水资源可以进行重复使用,也降低了对人体的伤害。这些产品的使用都是绿色化学工程工艺具体表现在实际生活中的事例,表明环境友好型产品是实现绿色化学工艺的重要保障,也促使了我国化学行业的进步。
3 绿色化学工程与工艺的开发
3.1 采用绿色化学原料
在进行绿色化学工程工艺的生产过程中,最重要的一个影响因素是原材料的选择。在传统的化学工艺生产过程中,通常使用的原材料大多都是不可再生的资源能源,所以我国的不再生能源才会大量的消耗。环境污染的现象也逐渐严重,污染物的排放量也大幅上升,最终导致我国环境污染现象日益严重。所以在今后的化学工程开发中,要逐渐开始运用一些G色环保、可再生的资源进行化学反应,例如芦苇的使用,就可以促使在化学反应中转化为酮、醇以及酸类多种类型的绿色环保化学产品。在整个化学转化过程中,这种原材料既会产生一定含量的氢气,也不会生成带有有毒物质的化学产品。所以在今后的化工工程生产过程中,绿色化学原料就需要得到广泛的使用。
3.2 强化化学反应的选择
烃类化学元素的在进行选择性氧化时会产生较强的放热反应,在石油化工生产过程中也会经常使用到。但是在化学反应的生产过程中化学物有时会出现不稳定的状态,很容易被进一步的氧化,会产出二氧化碳和水分子。所以在很多化学反应中,这种类型的化学反应通常不会被使用到其中,因为有时候生成物中还会存在分异结构,就不会得到最终的产物。为了使化学工程的生产的过程更加简单化,一般会使用选择性较高的试剂来进行化学工艺的生产。因此还需要不断加强对于化学反应的强化和选择,使化学反应具有很强的实用性,例如一些载氧能力较高、新型的催化剂等,都可以使烃类在化学反应和生产过程中产生不同的效果。
4 结语:
本文讲述了通过采用绿色化学原料、强化化学反应的选择、使用无毒无害催化原料和应用绿色化学工程工艺来实现节能绿色化学工艺的开发。使整个化工生产过程都保持在低碳环保的环境中,即使是最终排放的废料也是一种能够与清洁生产技术相融合的产物,让整个化工生产过程都能与自然环境融为一体,不断地促进人与自然的协调发展与共存。
参考文献:
[1]李冬海.化学工程节能中绿色化学工程工艺的促进作用[J].建筑工程技术与设计,20xx,(10):327-327.
在如今,教学决定了社会的未来发展方向,故老师在教学当中应当重视社会的需求,将其融入教学之中,从而使学生在学习中与社会发展同步。尤其是在工科类教学当中具有明确的目的性――既将社会发展与自身能力的发展结合起来,成为社会发展的栋梁之材。当今的社会发展讲究可持续发展与绿色环保相结合,所以说绿色化学对于初中生教育来说是必须重视的一项教学目标。初中化学是学生在学习中对化学知识的初次接触。在化学课标中也明确指出义务教育阶段的化学教学,需要帮助学生去理解化学对社会发展所能起到作用,继而能从化学的角度去认识科学、技术、社会和生活方面的相关问题,懂得运用化学知识和方法去治理环境污染,合理地开发和利用化学资源。所以在化学教学中要将社会责任感融入其中,使学生的学习不仅仅局限于知识。教育的过程本就是一种将自然人社会化的过程,在日常教学中老师需要从各方面入手,从而帮助学生能够更好地接触社会,融入社会。在化学教学中将绿色教育融入其中是符合社会发展需求的,如何在教学中更好地向学生阐述是老师在教学中需要有所考量的。那么怎样将绿色化学理念更好地渗透在教学之中呢?
一、利用教材进行绿色化学教育
在日常课堂教学中,老师应当立足于课本对学生渗透相关的绿色化学知识,目的是为了在潜移默化中帮助学生树立更好的环保意识。树立环保意识与绿色化学的宗旨相一致,由基本的环保意识树立可以有效达到形成绿色化学自主学习的欲求,使学生的主体位置在教育中得到彰显。例如在教学“身边的化学物质”这一单元时,老师可以通过让学生了解这些化学物质的同时重视这些物质的保护。在讲授空气中的氧气时我常常刻意强调空气的保护,向同学科普一些化石材料(如煤或石油等)在燃烧时产生的化学物质对空气的污染。同时在教学中会安排一些相关的实践活动,如调查自己的居住地的周边环境空气是否受到污染,受到的污染是否严重?污染物主要是什么?有什么治理方式?通过由教材内容所引出的相关实践活动可以很有效地帮助学生在学习中将教材和生活紧密联系起来,使绿色化学的教育获得更好的落实。再如在第三节“自然界中的水”这一课的教学当中,就利用了电教设备播放了相关的河流、湖泊、大海被污染的短片,从而使同学们树立起保护水资源的意识。老师在日常课堂教学中应当向学生多方面地渗透更多的绿色化学知识,从而使绿色化学与教材紧密结合起来,达到教学的目的和宗旨。
二、在化学实验中进行绿色化学教学
化学是一门立足于实验的学科,化学中的一切结论都是在一次次的实验中所得出的。在化学教学中老师常常带领学生做化学实验,教师应当在实验过程中尝试向学生展示绿色化学、普及绿色化学、应用绿色化学,让学生不仅在实验中能够对绿色化学有更多的认识,还要让学生在实验中获得更好的习惯。老师应当把环保和绿色贯彻到实验教学当中,如在实验过程中在不影响实验原理的基础上利用一些废弃物来进行试验(如在测试金属活动性的实验中利用废弃的铁丝铝片等等)。这样可以使教学中最大化利用资源,给学生树立良好榜样。在实验过程中老师也需要帮助学生养成良好的实验习惯。不管是实验过程中实验器材的使用还是试剂等实验用品的回收利用,都应当给学生更好的指导,帮助学生养成更加良好的实验习惯。如实验过程中剩余的试剂放回指定容器中,实验生成的试剂放入指定容器中方便以后这一试剂的使用。避免化学实验中液体、固体的随意丢弃。对实验中产生的气体实行处理,避免其污染空气等等。在实验教学中,老师应该对这些方面给学生更加严格的标准,强调学生在实验中所需要具备的实验习惯,从而帮助学生建立良好的绿色化学意识。
三、加强绿色化学宣传
人是一种具有主观能动性的生物,也就是说人的主观思想直接决定了一个人的行为。所以在日常生活当中要想使绿色教育获得成效,就需要在学生的思想上做出相应的努力。在教学中,老师应当重视学生保护、优化、改善环境的相关环保意识,在教学中利用加强教学活动设计来有目的地加强学生的绿色化学意识。如在课堂中老师可以让学生谈一谈化学发展给生活带来的便捷,从而让学生了解到化学发展对社会的作用。之后让学生谈一谈化学对生活的危害,让学生意识到科技的发展其实是一把双刃剑,从而探讨如何在保证环境不被污染的情况下继续发展化学,紧接着引入绿色化学的理念。同时老师还可以安排一些绿色化学讲座,或是相关的调查研究活动,进而使学生在活动中形成保护环境的主观意识。通过这样的方式可以有效帮助学生从思想上接受绿色化学,从思想上养成良好的环保意识。在如今的社会形势中,我国工业发展极为迅速,化工业的发展也极为迅速。但紧接着国家也面临着一系列的问题――雾霾、水污染等等。这些污染的来源大多数都与化工业有关,而只有绿色化学才能从根源上解决这些环境问题。所以教师在教学过程当中应当渗透绿色化学的理念,帮助学生养成更加良好的化学学习意识,以至于在未来的工作与生活当中继续秉持这些理念。我相信在老师的绿色化学教育下,学生必然会在未来建设社会的过程中取得更好的成果。
如何控制化学污染源,保护生态平衡,让化学科学和化学品在促进生产发展的同时,又减少对环境的污染呢?于是,绿色化学应运而生。
长期以来,学校化学实验侧重较单一的教材知识和验证性实验,缺乏综合性实验,学生长期处于一种“实验―污染―再实验―再污染”的模式中,这容易使学生形成“环境保护就是治理污染”的错误思维方式。这就需要对化学课程进行改革,改进实验内容,引导学生树立正确的化学理念,开展化学实验绿色化就能很好的体现当前素质教育的要求。
一、新课程的理念与创新
教育改革的核心是课程改革,创新是教育制度改革的灵魂,教育制度创新的重点是课程创新。新课程与以往相比有着重大变化,它全面推进素质教育,努力培养学生健全的个性和完整的人格,重视学生的实践能力、创新精神、健康的审美情趣的形成以及科学和人文素养的培养等。化学科学尤其是化学实验需要在实践过程中融入新课程改革的思想和理念,注重培养学生的实践能力和创新能力。
二、绿色化学概述
绿色化学又称环境无害化学、清洁化学、环境友好化学,是指设计没有或者只有尽可能小的环境负作用,并在技术上和经济上都有利的化学品和化学过程。
绿色化学的提出是可持续发展对环境的挑战。它是一门从源头上防止污染的化学,其核心内涵是在反应过程和化工生产中,尽量减少或彻底消除使用和产生有毒物质,减少化学污染的生成。
1.绿色化学的特点
绿色化学研究的中心问题是化学反应。化学工艺及其产物具有四方面特点:①化学反应的原料是无毒无害的;②反应条件如溶剂、催化剂是无毒无害的;③反应产物是对环境是友好的;④化学反应具有原子经济性,废物无污染。
2.绿色化学研究的内容
一般来说,一个化学反应受四方面影响:①反应原料的性质;②反应条件;③反应产物的性质;④反应合成的路线。这四方面也是绿色化学研究的内容。
当前绿色化学研究的重点是:①改进实验,研究变换反应原料,设计对人类健康和环境保护的物质,这是绿色化学的关键部分;②改善反应条件,提高产率,减少废物的生产和排放,降低危害;③选择更安全、对环境更友好的合成路线。绿色化学着眼于安全、环保这两个概念,不仅针对人类的健康,还包括整个生态环境的保护。
三、化学实验绿色化研究
1.化学实验绿色化
化学实验绿色化是以绿色化学的理论和方法为核心和基本原则,对化学实验进行改进,尽可能减少环境污染或无污染,使化学实验过程达到绿色化的方法。
化学实验绿色化是新世纪化学实验改革的重点方向和崭新课题,是用预防化学污染的新思想和新技术对常规实验进行改革而形成的化学实验新方法。它的目标是选择对环境无毒无害的反应原料来进行化学实验,合理的设计实验装置,严格要求实验过程,并妥善做好实验后的处理工作,使整个化学实验实现零污染。通过上述来实现绿色化学的要求和目的。
2. 实现化学实验绿色化的方法和途径
(1)树立绿色化学思想观念,增强环境保护意识
在化学课堂教学和实验过程中注重向学生灌输“绿色化学”的理念,具体体现绿色化学的新概念、新方法和新技术。这不仅能够使绿色化学的概念植入学生的头脑中,还能使学生在实验过程中培养预防化学污染的新思想。
(2)开展微型化学实验
在微型化的实验装置中进行的化学实验称为“微型化学实验”。微型化学实验着眼于环境安全和污染预防的需要,其试剂用量是常规实验的十分之一,反应时间节约三分之一。由于反应的原材料大大减少,实验设计时更安全,且污染小、效率高,更贴近绿色化学的要求。
(3)改进对环境危害较大的实验
许多有机化学反应如溴苯的制备;具有放射性元素参与或生成的反应等,应该废除或改进。这些化学实验对人体健康和自然环境造成了严重的危害和污染,应选择无毒害的实验或毒性很小的实验来代替。
(4)利用计算机辅助多媒体仿真实验
对于一些易燃、易爆、产生有毒或污染较大的物质或必须使用有毒试剂的化学实验,如金属钠遇到水会发生燃烧和爆炸等,对于这些实验就有必要利用计算机辅助多媒体进行模拟化学仿真实验。计算机辅助多媒体仿真技术在化学试验中的具体应用,不仅是实验方法、实验手段、实验技巧的更新,还对降低化学实验对环境的污染,保护自然生态都有深远意义。
总之,绿色化学是一种指导思想,一种研究政策,一种新的教学理念。我们应该在化学实验中进行绿色化设计,从节约资源和防止污染的角度来对传统化学实验作重新审视和改革。通过开展微型实验、利用计算机辅助多媒体技术进行模拟化学仿真实验等现代手段来更新传统的化学思维方式,建立化学实验绿色化的教学理念。化学实验绿色化新体系的建立和完善,有利于学生树立绿色化学的观念和环境保护的意识,为将来运用这方面知识而打下基础。
绿色化学结课论文——
我的“中国梦”之
绿色化学,绿色生活
学院:物理化学学院
专业:应用化学1001
学号:311013030103
姓名:郝一影
目录
一、绿色化学的概念……………………………………………………1
二、绿色化学的发展背景及主要特征
2.1绿色化学的产生与发展……………………………………
12.2绿色化学的主要特征………………………………………2
三、绿色化学的研究内容及原则
3.1主要的研究方向……………………………………………
23.2绿色化学研究的十二原则…………………………………3
三、绿色化学的重要性
4.1对化学工业待影响…………………………………………
44.2对人类生活的影响…………………………………………4
四、绿色化学的研究成果
5.1绿色化学在合成有机物上的应用……………………………
45.2绿色化学在水处理中的应用…………………………………4
5.3绿色化学在农药中的应用……………………………………5
六、践行绿色生活
6.1化学体现在生活的各个方面…………………………………6.2践行绿色生活,从小事做起…………………………………6
七、参考文献……………………………………………………………7
绿色化学,绿色生活
摘要:随着污染严重、资源耗费和工业发展,导致人类面临着严重的环境问题。人类已经意识到今天所面临的困境的根源,是发展模式的问题。然而,无论是传统的发展模式还是“可持续发展”的模式中,化学始终扮演着“中心科学”的角色。绿色化学是化学学科发展的必然选择,是化学发展的高级阶段。绿色化学研究的目标就是从根本上实现化学工业的“绿色化”,达到环境,经济,社会三方面的和谐发展。绿色化学产生于20世纪60年代,它实质上就是阻止污染,即从“根本”上治理环境。而绿色生活不仅仅是指通过绿色化学达到的一些目标,也要求我们作为地球人从身边小事做起,讲究低碳环保,保护环境。
关键字:绿色化学,绿色生活,可持续发展,保护环境,从我做起,从身边小事做起
一、绿色化学的概念
随着21世纪环境污染问题的加重,绿色化学被提出,绿色化学也叫环境友好化学,它是从源头上阻止污染的新兴学科。“绿色化学”由美国化学会(ACS)提出,目前得到世界广泛的响应。其核心是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染;反应物的原子全部转化为期望的最终产物。按照美国《绿色化学》(GreenChemistry)杂志的定义绿色化学是指在制造和应用化学产品时应有效利用(最好可再生)原料,消除废物和避免使用有毒的和危险的试剂和溶剂。而今天的绿色化学是指能够保护环境的化学技术.它可通过使用自然能源,避免给环境造成负担,避免排放有害物质,利用太阳能为目的的光触媒和氢能源的制造和储藏技术的开发,并考虑节能、节省资源、减少废弃物排放量。
绿色化学又称“环境无害化学”、“环境友好化学”、“清洁化学”,绿色化学是近十年才产生和发展起来的,是一个“新化学婴儿”。它涉及有机合成、催化、生物化学、分析化学等学科,内容广泛。绿色化学的最大特点是在始端就采用预防污染的科学手段,因而过程和终端均为零排放或零污染。世界上很多国家已把“化学的绿色化”作为新世纪化学进展的主要方向之一。
二、绿色化学的发展背景及主要特征
化学在为人类创造财富的同时,给人类也带来了危难。而每一门科学的发展史上都充满着探索与进步,由于科学中的不确定性,化学家在研究过程中不可避免地会合成出未知性质的化合物,只有通过经过长期应用和研究才能熟知其性质,这时新物质可能已经对环境或人类生活造成了影响。传统的化学工业给环境带来的污染已十分严重,目前全世界每年产生的有害废物达3亿吨~4亿吨,给环境造成危害,并威胁着人类的生存。严峻的现实使得各国必须寻找一条不破坏环境,不危害人类生存的可持续发展的道路。化学工业能否生产出对环境无害的化学品?甚至开发出不产生废物的工艺?绿色化学的口号最早产生于化学工业非常发达的美国。1990年,美联邦政府通过了一个“防止污染行动”的法令,该法令条文中第一次出现“绿色化学”一词,1991年,“绿色化学”由美国化学会(ACS)提出并成为美国环境保护局的中心口号,并立即得到了全世界的积极响应。1998年,P.T.Anastas和J.C.Warner出版了“Green Chemistry:Theory And Practice”,这是绿色化学发展史上的里程碑。总之,绿色化学在近十几年受到了世界各国的高度重视,也取得了一定程度的发展。
绿色化学是从源头上解决污染的一门科学,对环境保护和社会的可持续发展具有重要的意义,它的主要特征为:(1)体现人与自然的和谐,是自然科学与社会科学发展的统一;(2)强调原子经济性反应,实现废物的零排放;(3)体现化学与化工等发展与融合,目的是实现清洁生产;(4)要尽可能优先地使用催化技术;(5)工艺条件尽可能的温和,以减少能耗和提高安全性。
三、绿色化学的研究内容及原则
内容:近年来,绿色化学的研究主要围绕化学反应、原料、催化剂、溶剂及产品的绿色化来进行的。研究内容主要包括:(1)化学反应的绿色化:寻求安全有效的反应途径,如开发原子经济反应、提高反应的选择性等;(2)原来的绿色化:选择安全有效的反应原料如采用无毒无害的原料、以可再生资源为原料等;(3)溶剂的绿色化:如采用无毒无害的溶剂;(4)催化剂的绿色化:如采用无毒无害的催化剂;(5)产品的绿色化:设计安全有效的目标分子、制造环境友好产品等;(6)化工生产的绿色化:寻求“零排放”的工艺过程和安全有效的反应条件等。英国Crystal Faraday协会在2004年提出了目前绿色化学的 8个关键技术领域:绿色产品设计;原料;新型反应;新型催化剂;溶剂;工艺改进;分离技术;支撑技术
总之,绿色化学的核心问题是:(1)研究新的反应体系包括新的、更安全的、对环境友好的合成方法和路线;(2)采用清洁、无污染的化学原料包括生物质资源;(3)探索新的反应条件,如采用超临界流体和环境无害的介质;(4)设计和研究安全的、毒性更低的或更环保的化学产品。
十二原则:1998年,Anastas和Warner提出了绿色化学的十二原则,目前已为国际化学界所公认,它也为绿色化学与技术研究的未来发展指明了方向。
绿色化学的十二条原则:
防止废物——设计化学合成方法,防止废物的产生,从而没有废物需处理或净化。
设计安全的化学品和产品——设计更有效,同时较小毒性或无毒的化学产品。
设计较小危险性的化学合成方法——设计使用或产生对人类健康和环境无害或较小毒性的物质的合成方法。
使用可再生资源——使用可再生的原料而非消耗性原料;可再生的原料一般来源于农产品或其他过程产生的废物;消耗型原料一般来源于石油、天然气等。
使用催化剂,而不是化学计量试剂——通过催化反应使废物的产生量降到最低。催化剂的使用量较小,并且能多次使用。化学计量试剂一般过量切只能反应一次。
避免化学衍生物——如果可能,尽可能避免不必要的衍生物。衍生化需使用额外的试剂,并产生额外的废物。
最大化原子经济性——应该设计合成方法,使得反应的最终产物含有最大比例的起始材料。
使用安全的溶剂和反应条件——应避免使用如溶剂、分离剂或其他辅助性化合物。如果必须使用,应该用无毒的。 提高能量效率——可能的话,应在常温和常压下进行合成反应。 设计使用后可降解的化学品和产品——化工产品影被设计成在完成使命后能降解为无毒的物质,而不在环境中累积。
防止污染的实时分析——生产过程中实时监控,以减少副产物的产生。 最小化事故的可能性——设计化学品及其状态(固态、气态、液态),以降低爆炸、火灾、泄漏等事故发生的可能性。
四、绿色化学的重要性—对化学工业及人类生活的影响
迄今为止,化学工业的绝大多数工艺都是20多年前开发的,当时的加工费用主要包括原材料、能耗和劳动力的费用。近年来,由于化学工业向大气、水和土壤等排放了大量有毒、有害的物质。以1993年为例,美国仅按365种有毒物质排放估算。化学工业的排放量为30亿磅。因此,加工费用又增加了废物控制、处理和埋放、环保监测、达标、事故责任赔偿等费用1992年,美国化学工业用于环保的费用为1150亿美元,清理已污染地区花去7000亿美元。1996年美国Dupont公司的化学品销售总额为180亿美元。环保费用为10亿美元。所以,从环保、经济和社会的要求看,化学工业不能再承担使用和产生有毒、有害物质的费用,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。
另一方面,这些化学工业排放到大自然中的有毒有害物质造成了环境污染,破坏了生态平衡,已经严重危害到了人类的生存。比利时的马斯河谷事件、美国多诺拉事件、英国伦敦的烟雾事件、日本水误事件等等都是大自然给人类的警示,也将传统化学的弊端赤裸裸的揭示了出来,这也是绿色化学最早被提出的一原因之一,也恰恰说明了绿色化学研究的重要性,它已经关系到了人类存亡的问题。
五、绿色化学的研究成果
1.绿色化学在合成有机物上的应用
1991年美国著名有机化学家Trost首先提出了原子经济性的概念,认为高效的有机合成应最大限度地利用原料分子中的每一个原子,使之结合到目标分子中,实现零排放。目前在大工业品中,如氢甲酰化反应、Ziegler-Natta 聚合、从丁二烯和氢氰酸合成己二腈等都是原子经济性反应的典范。2.绿色化学在水处理中的应用
在工业用冷却水中加入高效稳定剂,可将生产中的直流冷却水(一次性用水)改成循环冷却水,从而节省大量的淡水资源。从绿色化学的角度考虑,新型缓蚀剂是用铂酸盐替代原来的铬酸盐和重铬酸盐,由脂肪胺替代芳香胺,其毒性和污染性都显著降低,如用绿色产品聚天冬氨酸替代原来的有机磷酸铬和磷酸盐类。中水是生活污水和工业污水经绿色化学技术处理以后,可用于工农业生产的非饮用水。近年来淡水资源日趋紧张,中水的生产越来越得到人们的重视,我国在北京、上海等地先后建成了具有一定规模的中水生产装置。3.绿色化学在农药中的应用
由于农药及其在环境介质间传递所引起的污染很难根治,近年来研究者的注意力从农药的强杀伤力和广谱性上逐渐转移到高选择性和环境友好型农药的研究上来,高效、安全的农药品种在市场上渐唱主角。在众多的新型农药中,生物农药可以说是绿色农药的首选。近年来,我国已经生产了一些植物源农药,用于绿色食品生产中,如苦楝素、鱼藤酮、苦参碱、藜芦碱等,绝大部分植物源杀虫剂都具有对人畜安全、不污染环境、不易使害虫产生抗药性等优点。开发单一活性异构体农药或降低产品中无效、低效性异构体的比例是当代农药生产的发展方向之一,如顺式氰戊菊酯、顺式氯氰菊酯的药效分别是氰戊菊酯、氯氰菊酯的4倍和2~3倍。目前生物农药还不能实现大规模的生产,进行大面积快速防治时效果不理想, 很难在短时期内成为农药的主力军。模拟天然物质结构合成、开发新剂型以及采用绿色合成技术生产低毒无害的绿色化学农药,将是未来农药的重要发展方向。
总之,虽然绿色化学还有许多地方需要不断持续深入的探索,许多地方还不是那么的完美,但它取得的一些成果已经应用到部分化学工业中,它正在不知不觉中改变我们的世界,我们的生活。
六、践行绿色生活
化学改变生活,我们的生活中的食品、化妆品、交通工具等等各个方面处处都有化学的影子,在科学家们努力研究绿色化学的同时,我们也应该在生活中践行绿色生活。所谓“绿色”就是环保、健康、安全与节省,做到绿色生活会让生活变得更加美好。
打造绿色生活,可以从点点滴滴生命细节开始:着手减少室内有害气体(不喷发胶)、悬浮颗粒及电磁辐射的污染。纯天然的植物提取物并非都是健康的,自制真正适合自身的护肤品。杜绝加工食品、含有多种添加剂或经过辐射处理的食品,选用绿色食品。把大自然带回家,但并非所有物种都适合你的家。用肥皂水而非洗车香波洗车。简便无毒而不残忍的方法解决蟑螂、蚂蚁和苍蝇。巧妙清洗孩子的衣物。
绿色生活还要求人们通过自己的努力,过一种安全健康、无公害、无污染的生活;是人类通过自身包括生活举止在内的所有实际行动,来实践对生态环境的保护;它的最终目的则是要使人们的生活方式与天然节奏和自然循环相一致。因此,绿色生活是新世纪的时尚,它体现着一个人的文明与素养。同时绿色生活也是一种生活态度。
绿色生活让我们一起从身边小事做起,在日常生活中,要做到不吃野生动物,尽量选择有机食品和健康食品食用,减少粮食浪费等;节约用水;绿色出行,尽量乘坐公交车或者骑自行车,少开私家车。而我们作为大学生,更应该努力做到绿色生活。节约电能,可以不开灯的情况下尽量不开灯,也要注意关闭那些不必要开的灯,尽量到人多的环境自习;多用邮件少用纸:无论何时,只要可能的情况下,选择用邮件传送文件来代替打印可以降低用纸量。我们可以做到的还有很多,相信在我们的共同努力下我们的家园会越来越美好,我们的生活也会更美好!美丽中国将不再是梦!
参考文献
沈玉龙,曹文华.绿色化学[M].北京:中国环境科学出版社,2009.1-24.陈艺.绿色化学与生活[J].现代交际,2012,10.贡长生.绿色化学——我国化学工业可持续发展的必由之路[J].现代化工, 2002,22(1).闵恩泽,吴巍.绿色化学与化工[M].北京:化学工业出版社,2000.仲崇立.绿色化学导论[M].北京:化学工业出版社,2000.胡利红,覃章兰,朱传方.绿色化学——十年发展回顾[J].化学通报
2002,65:W61 纪红兵,佘远斌.绿色化学化工基本问题的发展与研究[J].化工进展,2007,26(4):605-614.冯辉霞,张婷,王毅,等.可持续发展观的化学发展目标: 生态化学[J].生态环境,2007,16(5):1578--1582.贡长生,张克立.绿色化学化工实用技术[M].北京:化学工业出版社,2002.单永奎.绿色化学的评估准则[M].北京:中国石化出版社,2006.薛兴福,舒子斌,杨华.可持续发展指导下的化学——绿色化学[J].云南环境科学,2005,24(4):22--24.Clark J H,Lancaster M.绿色化学——化学工业走向可持续发展和具有竞争力的有效途径[J].自然杂志,2000,22(1):1--6.
如何控制化学污染源,保护生态平衡,让化学科学和化学品在促进生产发展的同时,又减少对环境的污染呢?于是,绿色化学应运而生。
长期以来,学校化学实验侧重较单一的教材知识和验证性实验,缺乏综合性实验,学生长期处于一种“实验―污染―再实验―再污染”的模式中,这容易使学生形成“环境保护就是治理污染”的错误思维方式。这就需要对化学课程进行改革,改进实验内容,引导学生树立正确的化学理念,开展化学实验绿色化就能很好的体现当前素质教育的要求。
一、新课程的理念与创新
教育改革的核心是课程改革,创新是教育制度改革的灵魂,教育制度创新的重点是课程创新。新课程与以往相比有着重大变化,它全面推进素质教育,努力培养学生健全的个性和完整的人格,重视学生的实践能力、创新精神、健康的审美情趣的形成以及科学和人文素养的培养等。化学科学尤其是化学实验需要在实践过程中融入新课程改革的思想和理念,注重培养学生的实践能力和创新能力。
二、绿色化学概述
绿色化学又称环境无害化学、清洁化学、环境友好化学,是指设计没有或者只有尽可能小的环境负作用,并在技术上和经济上都有利的化学品和化学过程。
绿色化学的提出是可持续发展对环境的挑战。它是一门从源头上防止污染的化学,其核心内涵是在反应过程和化工生产中,尽量减少或彻底消除使用和产生有毒物质,减少化学污染的生成。
1.绿色化学的特点
绿色化学研究的中心问题是化学反应。化学工艺及其产物具有四方面特点:①化学反应的原料是无毒无害的;②反应条件如溶剂、催化剂是无毒无害的;③反应产物是对环境是友好的;④化学反应具有原子经济性,废物无污染。
2.绿色化学研究的内容
一般来说,一个化学反应受四方面影响:①反应原料的性质;②反应条件;③反应产物的性质;④反应合成的路线。这四方面也是绿色化学研究的内容。
当前绿色化学研究的重点是:①改进实验,研究变换反应原料,设计对人类健康和环境保护的物质,这是绿色化学的关键部分;②改善反应条件,提高产率,减少废物的生产和排放,降低危害;③选择更安全、对环境更友好的合成路线。绿色化学着眼于安全、环保这两个概念,不仅针对人类的健康,还包括整个生态环境的保护。
三、化学实验绿色化研究
1.化学实验绿色化
化学实验绿色化是以绿色化学的理论和方法为核心和基本原则,对化学实验进行改进,尽可能减少环境污染或无污染,使化学实验过程达到绿色化的方法。
化学实验绿色化是新世纪化学实验改革的重点方向和崭新课题,是用预防化学污染的新思想和新技术对常规实验进行改革而形成的化学实验新方法。它的目标是选择对环境无毒无害的反应原料来进行化学实验,合理的设计实验装置,严格要求实验过程,并妥善做好实验后的处理工作,使整个化学实验实现零污染。通过上述来实现绿色化学的要求和目的。
2. 实现化学实验绿色化的方法和途径
(1)树立绿色化学思想观念,增强环境保护意识
在化学课堂教学和实验过程中注重向学生灌输“绿色化学”的理念,具体体现绿色化学的新概念、新方法和新技术。这不仅能够使绿色化学的概念植入学生的头脑中,还能使学生在实验过程中培养预防化学污染的新思想。
(2)开展微型化学实验
在微型化的实验装置中进行的化学实验称为“微型化学实验”。微型化学实验着眼于环境安全和污染预防的需要,其试剂用量是常规实验的十分之一,反应时间节约三分之一。由于反应的原材料大大减少,实验设计时更安全,且污染小、效率高,更贴近绿色化学的要求。
(3)改进对环境危害较大的实验
许多有机化学反应如溴苯的制备;具有放射性元素参与或生成的反应等,应该废除或改进。这些化学实验对人体健康和自然环境造成了严重的危害和污染,应选择无毒害的实验或毒性很小的实验来代替。
(4)利用计算机辅助多媒体仿真实验
对于一些易燃、易爆、产生有毒或污染较大的物质或必须使用有毒试剂的化学实验,如金属钠遇到水会发生燃烧和爆炸等,对于这些实验就有必要利用计算机辅助多媒体进行模拟化学仿真实验。计算机辅助多媒体仿真技术在化学试验中的具体应用,不仅是实验方法、实验手段、实验技巧的更新,还对降低化学实验对环境的污染,保护自然生态都有深远意义。
总之,绿色化学是一种指导思想,一种研究政策,一种新的教学理念。我们应该在化学实验中进行绿色化设计,从节约资源和防止污染的角度来对传统化学实验作重新审视和改革。通过开展微型实验、利用计算机辅助多媒体技术进行模拟化学仿真实验等现代手段来更新传统的化学思维方式,建立化学实验绿色化的教学理念。化学实验绿色化新体系的建立和完善,有利于学生树立绿色化学的观念和环境保护的意识,为将来运用这方面知识而打下基础。