淺析綠色化學(xué)的應(yīng)用

周燁熙

【摘要】：綠色化學(xué)是指對(duì)環(huán)境無(wú)污染的一種可持續(xù)發(fā)展化學(xué)，綠色化學(xué)是采用合理的工藝條件、先進(jìn)的工藝設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)，從而降低了有毒有害的物質(zhì)的生成與排放。綠色化學(xué)是一種適應(yīng)現(xiàn)時(shí)代人類可持續(xù)發(fā)展的理念的概念，在人類生產(chǎn)生活中應(yīng)用廣泛?；诖耍疚膶?duì)綠色化學(xué)的應(yīng)用進(jìn)行了總結(jié)。

【關(guān)鍵詞】：綠色；化學(xué)；應(yīng)用

1、關(guān)于綠色化學(xué)發(fā)展情況的分析

1.1綠色化學(xué)的具體概念

化學(xué)工藝的應(yīng)用難免會(huì)造成對(duì)人與環(huán)境的危害，綠化化學(xué)工藝的應(yīng)用，就是采取科學(xué)的技術(shù)手段，對(duì)威脅人類與環(huán)境有害的化學(xué)試劑、產(chǎn)物等進(jìn)行治理，減少或者停止應(yīng)用，其涉及到污染源頭的治理，保證化學(xué)工藝的安全性、環(huán)保性，讓化學(xué)工藝的合成及其應(yīng)用過(guò)程，實(shí)現(xiàn)與自然環(huán)境的協(xié)調(diào)，不再產(chǎn)生廢物、有毒物質(zhì)等，從而從根本上進(jìn)行污染狀況的解決。從綜合角度上來(lái)看，綠色化學(xué)工藝實(shí)現(xiàn)了化學(xué)科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的應(yīng)用，通過(guò)對(duì)社會(huì)資源及其能源的利用，進(jìn)行生產(chǎn)成本的控制，以維持社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展的需要。

1.2綠色化學(xué)的應(yīng)用趨勢(shì)

隨著社會(huì)可持續(xù)發(fā)展建設(shè)的開(kāi)展，綠色化學(xué)的應(yīng)用引起了社會(huì)各界的廣泛重視，很多的政府、企業(yè)機(jī)構(gòu)部門都進(jìn)行了綠色化學(xué)工藝的研究，這在一些發(fā)達(dá)國(guó)家取得了不錯(cuò)的應(yīng)用效果。在如此嚴(yán)峻的綠色化學(xué)工藝的研究趨勢(shì)下我國(guó)社會(huì)的綠色工藝發(fā)展面臨著極大的挑戰(zhàn)。這些年來(lái)由于我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展大量的礦物能源被消耗，導(dǎo)致礦物儲(chǔ)量的降低，隨之而來(lái)的還有環(huán)境污染、溫室效應(yīng)等，因此開(kāi)展新型能源的開(kāi)發(fā)，進(jìn)行綠色能源工業(yè)體系的健全是當(dāng)下國(guó)家社會(huì)都普遍重視的問(wèn)題。上述模塊的開(kāi)展，都需要進(jìn)行綠色化學(xué)工藝的應(yīng)用，進(jìn)行太陽(yáng)能、生物質(zhì)能、水利能等的應(yīng)用，確保礦物能源等的可替代性。在化學(xué)工藝應(yīng)用過(guò)程中，很多的工藝模塊都需要進(jìn)行基本有機(jī)原料的生產(chǎn)，比如進(jìn)行原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)的應(yīng)用，針對(duì)環(huán)境保護(hù)模塊及其技術(shù)經(jīng)濟(jì)模塊展開(kāi)原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)模式的普及。在化學(xué)工藝應(yīng)用過(guò)程中，有的有機(jī)溶劑的應(yīng)用難免會(huì)導(dǎo)致水源的污染，導(dǎo)致地面臭氧等的形成。在該模塊中，通過(guò)綠色化學(xué)工藝的應(yīng)用，可以保證無(wú)害溶劑對(duì)它們的取代，這就實(shí)現(xiàn)人與環(huán)境的協(xié)調(diào)。并且在綠色化工工藝的應(yīng)用過(guò)程中，通過(guò)對(duì)可再生物質(zhì)的開(kāi)發(fā)利用，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)石油及其煤炭的替代，保證生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，實(shí)現(xiàn)不可再生能源的保護(hù)。

2 、綠色化學(xué)的應(yīng)用

2.1 開(kāi)發(fā)“原子經(jīng)濟(jì)”反應(yīng)

化學(xué)反應(yīng)的“原子經(jīng)濟(jì)性”則是指在化學(xué)反應(yīng)中究竟有多少原料的原子進(jìn)入到產(chǎn)品之中。我們常用原子利用率來(lái)衡量化學(xué)過(guò)程的原子經(jīng)濟(jì)性。在合成反應(yīng)中，要減少?gòu)U物排放的關(guān)鍵是提高目標(biāo)產(chǎn)物的選擇性和原子利用率，即化學(xué)反應(yīng)中，到底有多少反應(yīng)物的原子轉(zhuǎn)變到了目標(biāo)產(chǎn)物中。開(kāi)發(fā)新的原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)已成為綠色化學(xué)研究的熱點(diǎn)之一。1997年的新合成路線獎(jiǎng)的獲得者BCH公司的工作即是一個(gè)很好的例證。該公司開(kāi)發(fā)了一種合成布洛芬的新工藝（布洛芬是一種廣泛使用的非類固醇類的鎮(zhèn)靜、止痛藥物），傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝包括6步化學(xué)計(jì)量反應(yīng)，原子的有效利用率低于40%，新工藝采用三步催化反應(yīng)，原子的有效利用率達(dá)80%，如果再考慮副產(chǎn)物乙酸的回收利用，則原子利用率達(dá)到99%。此外還有一個(gè)生產(chǎn)聚氨酯塑料的重要原料之一是環(huán)氧丙烷，傳統(tǒng)上主要采用二步反應(yīng)的氯醇法，不僅使用可能帶來(lái)危險(xiǎn)的氯氣，而且還產(chǎn)生大量污染環(huán)境的含氯化鈣廢水，國(guó)內(nèi)外均在開(kāi)發(fā)催化氧化丙烯制環(huán)氧丙烷的原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)新方法。

2.2 采用無(wú)毒、無(wú)害的原料

盡可能選用無(wú)毒或低毒的原輔材料來(lái)代替有毒或劇毒的原輔材料，以降低或消除污染物的毒性。但為使制得的中間體具有進(jìn)一步轉(zhuǎn)化所需的官能團(tuán)和反應(yīng)性，在現(xiàn)有化工生產(chǎn)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(qū)安全。需要用無(wú)毒無(wú)害的原料代替它們來(lái)生產(chǎn)所需的化工產(chǎn)品。

2.3 采用無(wú)毒、無(wú)害的催化劑

近年來(lái)越來(lái)越多利用雜多酸代替濃硫酸做催化劑，雜多酸是由不同的含氧酸縮合而制得的縮合含氧酸的總稱，是強(qiáng)度均勻的質(zhì)子酸，并且有氧化還原的能力。雜多酸H3PW12O40通過(guò)改變分子組成，可調(diào)節(jié)酸強(qiáng)度和氧化還原性能。它不但具有很高的催化活性和酸性，而且穩(wěn)定性好，是一種多功能的新型催化劑，可作均相及非均相反應(yīng)，甚至可作相轉(zhuǎn)移催化劑，對(duì)環(huán)境無(wú)污染，是一類大有前途的綠色催化劑。

2.4 采用無(wú)毒、無(wú)害的溶劑

大量的與化學(xué)品制造相關(guān)的污染問(wèn)題不僅來(lái)源于原料和產(chǎn)品，而且源自在其制造過(guò)程中使用的物質(zhì)。最常見(jiàn)的是在反應(yīng)介質(zhì)、分離和配方中所用的溶劑。當(dāng)前廣泛使用的溶劑是揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOC）。其在使用過(guò)程中有的會(huì)引起地面臭氧的形成。有的會(huì)引起水源污染。因此。需要限制這類溶劑的使用。采用無(wú)毒無(wú)害的溶劑代替揮發(fā)性有機(jī)化合物作溶劑已成為綠色化學(xué)的重要研究方向。

2.5 利用可再生的資源合成化學(xué)品

利用生物原料代替當(dāng)前廣泛使用的石油，是保護(hù)環(huán)境的一個(gè)長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展方向。把廢生物質(zhì)轉(zhuǎn)化成動(dòng)物飼料、工業(yè)化學(xué)品和然料。物質(zhì)主要由淀粉及紆維素等組成。前者易于轉(zhuǎn)化為葡萄糖。而后者則由于結(jié)晶及與木質(zhì)素共生等原因，通過(guò)纖維素酶等轉(zhuǎn)比為葡萄糖。難度較大。Frost報(bào)道以葡萄糖為原料，通過(guò)酶反哎可制礙己二酸、鄰苯二酚和對(duì)苯二酚等。尤其是不需要從傳統(tǒng)的苯訐始采制運(yùn)作為尼龍?jiān)系募憾崛〉昧孙@著進(jìn)展。由于苯是已知的治癌韌質(zhì)，以經(jīng)濟(jì)和技術(shù)上可行的方式，從合成大量的有機(jī)原料中取除苯是具有競(jìng)爭(zhēng)力的綠色化學(xué)目標(biāo)。

結(jié)語(yǔ)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，國(guó)家對(duì)于綠色化學(xué)、清潔生產(chǎn)模塊的需求更加的迫切，因此需要進(jìn)行綠色化學(xué)的不斷探索，實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)與能源的節(jié)約，有效地平衡經(jīng)濟(jì)利益增長(zhǎng)與生態(tài)可持續(xù)發(fā)展，真正的為社會(huì)帶來(lái)巨大裨益。

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