何為綠色化學

韓布興

物理化學家，中國科學院院士，中國科學院化學研究所研究員、博士生導師。

研究方向：主要從事化學熱力學與綠色化學的交叉研究。

化學熱力學與綠色化學研究結(jié)合有助于解決綠色化學領(lǐng)域關(guān)鍵問題

科協(xié)頻道：韓老師您好，您從事化學熱力學與綠色化學的交叉研究多年，取得了許多成果和獎項，您是如何走上這一研究道路的？

韓布興：我本來是從事化學熱力學研究的，化學熱力學可以說是化學學科的基礎。20世紀90年代初，綠色化學興起，人們開始提倡綠色化學的概念。綠色化學是一個多學科交叉滲透的領(lǐng)域，很多熱力學問題其實也是綠色化學問題，因此，我就把化學熱力學和綠色化學的研究有機結(jié)合起來，這一方面能拓寬化學熱力學的研究范疇，另一方面也有助于解決綠色化學領(lǐng)域的一些關(guān)鍵問題。

我國綠色化學研究起步很早

科協(xié)頻道：20世紀90年代初，我國的化學熱力學研究以及綠色化學研究處于什么樣的發(fā)展水平？

韓布興：我國綠色化學研究起步是比較早的。1992年，國際上有人提出了綠色化學概念，1994年，我國就開始綠色化學的研究，當時也出現(xiàn)一些國家資助項目。

綠色化學對于人類社會的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義

科協(xié)頻道：在您看來，發(fā)展綠色化學有哪些現(xiàn)實意義？

韓布興：發(fā)展綠色化學有著非常重要的意義，可以說是化學研究必然的發(fā)展方向。我們知道化學研究的發(fā)展為人類創(chuàng)造出許多新的物質(zhì)，推動人類社會發(fā)展，但是傳統(tǒng)的化工產(chǎn)業(yè)會造成嚴重的污染和浪費，因此從源頭上消除污染，實現(xiàn)化工產(chǎn)業(yè)過程綠色化、可持續(xù)發(fā)展，是必然的發(fā)展方向。我們不能再走“先污染后治理”的老路，某些情況下一旦造成污染，是很難治理的，綠色化學要求我們從源頭上去創(chuàng)新，設計新的生產(chǎn)路線，開發(fā)新的綠色技術(shù)。因此，綠色化學對化工產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，對人類社會的可持續(xù)發(fā)展都是非常重要的。

綠色溶劑可大量減少因傳統(tǒng)溶劑排放造成的污染

科協(xié)頻道：您開展了一系列綠色溶劑體系化學熱力學的研究，您能給我們簡單介紹一下您的研究成果及其應用嗎？

韓布興：在化工生產(chǎn)過程中，不管是做材料還是化學品，有70%以上的生產(chǎn)過程都涉及溶劑，而且大部分是有機溶劑。這些有機溶劑揮發(fā)會造成環(huán)境問題，據(jù)粗略估計，我們一年的化工生產(chǎn)會往大氣中排放大約2000萬噸的有機溶劑，這個量是非常大的。如果我們能夠采用綠色溶劑，如水、超臨界流體、離子液體等，我們就可以減少大量的污染。

另外，綠色溶劑還有其特殊功能，它不像傳統(tǒng)溶劑那樣難以合成或發(fā)生化學反應，綠色溶劑可以被設計發(fā)生一系列化學反應，從而達到調(diào)控化學反應、材料合成、分離等過程的目的?，F(xiàn)在我們就在研究開發(fā)新的綠色溶劑，選用二氧化碳，秸稈、樹木、草等生物質(zhì)，將其轉(zhuǎn)化成重要的化學品和能源產(chǎn)品。

實現(xiàn)二氧化碳資源化利用

科協(xié)頻道：您的一項研究成果開創(chuàng)性地實現(xiàn)了超臨界二氧化碳調(diào)控表面活性劑體系的一個可逆向轉(zhuǎn)變，您能簡單介紹一下這個研究嗎？

韓布興：我們知道大氣中、海洋中二氧化碳濃度在不斷增加，這對于我們環(huán)境、生態(tài)產(chǎn)生了重大影響。實現(xiàn)二氧化碳資源化利用，是非常重要的。二氧化碳資源化利用可以分為兩大部分：一是物理應用，比如將二氧化碳作為一種溶劑，利用它來調(diào)控其他溶劑的性質(zhì);二是二氧化碳可以作為一種生產(chǎn)化學品、能源產(chǎn)品的原料。一些表面活性劑體系的微觀結(jié)構(gòu)和溶劑的性質(zhì)密切相關(guān)，我們把壓縮二氧化碳溶解到表面活性劑溶解體系中，靠壓力調(diào)控二氧化碳在表面活性劑溶劑體系中的溶解度，使表面活性劑微觀結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，而且這個過程是可逆的，當我們減壓釋放后這一結(jié)構(gòu)會恢復原狀。

綠色化學需要不斷創(chuàng)新

科協(xié)頻道：您認為綠色化學在節(jié)省資源和能源，以及發(fā)展綠色環(huán)境方面未來會遇到哪些挑戰(zhàn)？

韓布興：綠色化學已經(jīng)成為21世紀的重要主題。綠色化學從20世紀90年代初提出以后，就引起國內(nèi)外的普遍關(guān)注，過去將近30年來，綠色化學發(fā)展非常迅猛，但其實整個綠色化學領(lǐng)域仍屬于起步階段，有很多重要的科學問題有待解決。比如，在綠色化學產(chǎn)業(yè)中如何開發(fā)新的、更加簡捷高效的路線，如何實現(xiàn)原料的綠色化，如何得到無毒無害的綠色催化劑，如何實現(xiàn)產(chǎn)品的綠色化，最后還要保證整個的生產(chǎn)過程花費的經(jīng)濟合理，等等。我深深體會到國內(nèi)外無論是政府部門、工業(yè)界還是學術(shù)界對綠色化學都極為重視，但是綠色化學的確還有很長的路要走，這需要我們不斷創(chuàng)新。

學術(shù)交流助力學科發(fā)展

科協(xié)頻道：您如何看待北京地區(qū)廣受關(guān)注學術(shù)成果系列報告會？

韓布興：北京市科協(xié)舉辦這個活動非常有意義。拿我們能源領(lǐng)域來說，我們從3000多篇論文中選出20篇論文，這些獲獎論文都是優(yōu)中選優(yōu)，這些成果也有助于推動能源領(lǐng)域的發(fā)展。這種學術(shù)交流對學科發(fā)展，對激勵廣大的科研工作者，特別是年輕的科研工作者，也有著重要意義。

年輕人要珍惜時光，要學會獨立思考

科協(xié)頻道：您對青年科研工作者有哪些寄語？

韓布興：我特別希望年輕的科研工作者，能夠珍惜寶貴時光，世界上很多里程碑式的成果，往往都是科學家在年輕時候創(chuàng)造出來的，比如牛頓的微積分，愛因斯坦的相對論，等等。我們國家最近這些年，特別是改革開放以來，對科技投入非常大，給年輕學者、研究者包括學生提供了很好的條件，年輕人應該珍惜這一切，不斷努力。另外，年輕人要學會獨立思考，要多與年長的科學家探討，聽聽他們的建議，但是不能不加思考地全盤接受這些建議，要學會根據(jù)自己的實際情況去分析，不斷提升自己的思考能力。