化学与生活论文――绿色化学

1、绿色化学与生活摘要:本文主要阐述了绿色化学的概念,发展历史,主要特点等等。方便大家认识绿色化学,更好的在生活中保护环境。关键字:绿色化学保护环境一、概念“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

2、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、主要特点绿色化学又称环境友好化学,它的主要特点是:1.充分利用资源和能源,采用无毒、无害的原料;2.在无毒、无害的条件下进行反应,以减少废物向环境排放;3.提高原子的利用率,力图使所有作

3、为原料的原子都被产品所消纳,实现“零排放”;4.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。三、绿色化学的重要性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。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?有识之士提出了绿色化学的号召,并立即得到了全世界的积极响应。绿色化学的核心就是要利用化学原理从源头消除污染。绿色化学给化学家提出了一项新的挑战,国际上对此很重视。1996年,美国设立了“绿色化学挑战奖”,以表彰那些在绿色化学领域中做出杰出成就的企业和科学家。绿色化学将使化学工业改变面貌

4、,为子孙后代造福。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

5、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。1990年美国颁布了污染防止法案。将污染防止确立为美国的国策。所谓污染防止就是使得废物不再产生。不再有废物处理的问题,绿色化学正是实现污染防止的基础和重要工具。1995年4月美国副总统Gore宣布了国家环境技术战略。其目标为:至2020年地球日时。将废弃物减少40-50%,每套装置消耗原材料减少20一 25%。1996年美国设立了总统绿色化学挑战奖。这些政府行为都极大的促进了绿色化学的蓬勃发展。另外。日本也制定了新阳光计划。在环境技术的研究与开发领域。确定了环境无害制造技术、减少环境污染技术和二氧化碳固定与利用技术等绿色化学的内容。总之

6、,绿色化学的研究已成为国外企业、政府和学术界的重要研究与开发万向。这对我国既是严峻的挑战,也是难得的发展机遇。四、研究内容及情况1、内容绿色化学是对传统化学的挑战,是对传统化学思维方式的更新和发展,因此,绿色化学的研究内容是从反应原料、反应条件、转化方法或开发绿色产品等角度进行研究,打破传统的化学反应,设计新的对环境友好的化学反应。包括:(1使用无毒无害的原料;(2利用可再生资源;(3新型催化剂的开发研究;(4不同反应介质的研究;(5寻找新的转化方法;(6设计对人类健康和环境安全的化学产品。2、实现途径(1强化绿色化学意识绿色化学是用化学去预防污染,是设计研究没有或仅有尽可能小的环境负作用的、

7、并在技术上经济上可行的化学品和化学过程。它是在始端就采用污染预防的科学手段,使过程和终端均有零排放或零污染。从根本上区别于那些通过“三废”处理与利用来治理污染的化学方法,最大限度的追求“原子经济性”。绿色化学不同于传统的化学,它需将绿色化学思想贯穿于化学始终,使化学在设计、合成、分析等每一个环节都应与环境的相容无害。(2 开发绿色反应,提高原子利用率在化学合成特别是有机合成中,减少废物的关键是提高选择性问题,即选择最佳反应途径,使反应物原子尽可能多地转化为产物原子,最大限度地减少副产物,才会真正减少废物的生成。对于大宗基本有机原料的生产来说,选择原子经济反应十分重要。Sd-ChemieInc.

8、公司最近成功地开发了一个新的合成路线:固体氧化物催化剂合成的无废水工艺,事实证明其能够达到零废水排放、零硝酸盐排放,并且没有或很少NOx释放。同时,新合成路线大大减少了水和能量的消耗。由此可见,对于已在工业上应用的原子经济反应,也还需要从环境保护和技术经济等方面继续研究并加以改进。(3 采用无毒无害的原料(4 使用无毒无害的溶剂水是无毒无害最廉价的催化剂,但对有机物溶解能力差,不适合作有机化工的溶剂。而有机溶剂本身都具有毒性,许多都是致癌物质,还有很强的挥发性,造成严重的污染。近年来,研究无毒无害溶剂的工作正在开展,其中最活跃的是开发超临界流体(SCF,超临界流体是指处于超临界温度及超临界压力

9、下的流体,是一种介与气态与液态之间的流体状态,其密度接近于液体(比气体约大3个数量级,而粘度接近气态(扩散系数比液体大100倍左右。超临界流体CO2用作酸调节剂和惰性气体,在多烯催化氧化反应和多烯双键在酸性条件下的保护反应中有重要的应用。CO2调节-胡萝卜素催化氧化反应体系酸性,合成角黄素,同时作为惰性气体,能够有效的保护原料和产物中的多烯双键,为多烯氧化和双键保护开辟了新的途径;CO2代替有机酸应用于氯醇化反应,是良好的酸碱调节剂,无毒、无污染,对环境友好,没有危险,原料充足,操作容易控制,这一研究结论为相关化学工业老产品新工艺改造提供了一条可行的途径。(5 利用可再生的资源合成化学品生物质

10、是可再生性资源,利用生物质代替当前广泛使用的矿物质资源可大大减轻对资源和环境的压力,是保护环境的一个长远的发展方向。Frost报道以葡萄糖为原料,通过酶反应可制得乙二酸、邻苯二酚和对苯二酚等。尤其是不需要从传统的苯酐始采制运作为尼龙原料己二酸取得了显著进展。由于苯是己知的治癌物质,以经济和技术上可行的方式,从合成大量的有机原料中取除苯是具有竞争力的绿色化学目标8。(6 开发和生产绿色产品绿色产品,或指环境友好产品,是指产品在使用过程中和使用后不会危害生态环境和人体健康,产品具有合理的使用功能及使用寿命,产品易于回收、利用和再生,报废后易于处置,在环境条件下易于降解。如为日常生活使用生产的包装材

11、料,可以进行再利用,目前大量使用的聚苯乙烯发泡塑料快餐盒,绿色化学 使用以后成为垃圾，在自然条件下，需数百年方能降解，对环境带来严重的影 响。为了加速它的自然降解，我们生产时可以在其中加入光敏剂、化学助剂等， 使其在使用后几个月内即分解成无害物质。 五、结束语 开发和应用绿色化学工艺，已成为现代化学工业的发展趋势和前沿技术， 是实现可持续发展的关键。曾为人类文明做出过不可磨灭贡献的有机化学化工， 在21世纪，依然面临着新的机遇和挑战。有机化学应该发展“理想的”合成方 法，即强调实用的，环境友好的，资源可持续利用的，它从简单易得的原料出 发，在温和的条件下经过简单的步骤，快速、高选择性地转化为目标分子。这 就需要化学家从理念、原理、方法等方面进行改革和创新，原子经济性、手性 合成、