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有关绿色化学的文章(浅谈绿色化学与化工论文)

什么是绿色化学?

一、什么是绿色化学

绿色化学又称环境无害化学,与其相对应的技术称为绿色技术、环境友好技术。理想的绿色技术应采用具有一定转化率的高选择性化学反应来生产目的产品,不生成或很少生成副产品或废物,实现或接近废物的“零排放”过程。化学工艺过程中使用无毒无害原料、溶剂和催化剂。

绿色意识是人类追求自然完美的一种高级表现,它不把人看成大自然的主宰者,而是看作大自然中的普通一员,追求的是人对大自然的尊重以及人与自然的和谐关系。

绿色意识与环保不同,它们属于两个不同层次的概念。通常所说的“环保意识”带有明显的被动状态,带有比较强的功利目的。我们经常谈到环境污染给人类带来多少疾病和多大经济损失等等,实际上还是把人放在与自然相对立的位置上,在这种思想指导下,人们可以去治理和解决一些急迫的污染问题,但对于眼下不对人产生危害而仅仅对自然界产生危害的问题,反应就不那么积极了。只有在以绿色意识为核心谈环保意识的时候,才会有正确持续的产物。

绿色意识的发展产物就是绿色科技,绿色科技的范围比绿色化学广得多。所谓绿色科技是指以绿色意识为指导研究与环境兼容、不破坏生态平衡、节约资源和能源的绿色科学和工程技术,它的目标在于研究可持续发展的源头战略问题。

由于当今世界主要的环境问题大部分直接与化学反应、化工生产过程及它们的产物有关,因此绿色化学便自然而然地成为绿色科技的重要组成部分。

由于以上观点,绿色化学又可定义为以绿色意识为指导,研究和设计对环境负作用尽可能少,在技术和经济上可行的化学和化工生产过程。

绿色化学的最大特点在于它是在始端就采用实现污染预防的科学手段,因而过程和终端均为零排放或零污染。显然,绿色化学技术不是去对终端或生产过程的污染进行控制或处理。所以绿色化学技术根本区别于“三废处理”,后者是终端污染控制而不是始端污染的预防。

二、绿色化学主要研究问题

绿色化学研究的问题当然应该着眼于当前和发展未来并重,就目前来说,主要研究问题共有12个方面(又称12项原则)。

(1)从源头制止污染,而不是在末端治理污染。

(2)合成方法应具备“原子经济性”原则,即尽量使参加反应过程的原子都进入最终产物。

(3)在合成方法中尽量不使用和不产生对人类健康和环境有毒有害的物质。

(4)设计具有高使用效益低环境毒性的化学产品。

(5)尽量不用溶剂等辅助物质,不得已使用时它们必须是无害的。

(6)生产过程应该在温和的温度和压力下进行,而且能耗最低。

(7)尽量采用可再生的原料,特别是用生物质代替石油和煤等矿物原料。

(8)尽量减少副产品。

(9)使用高选择性的催化剂。

(10)化学产品在使用完后能降解成无害的物质并且能进入自然生态循环。

(11)发展适时分析技术以便监控有害物质的形成。

(12)选择参加化学过程的物质,尽量减少发生意外事故的风险。

三、绿色化学的任务

1、设计安全有效的目标分子

要从源头上消除污染,我们必须首先保证我们所需要的物质分子——目标分子是完全有效的,因此,绿色化学的一大关键任务就是设计安全有效的目标分子。

设计安全化学品就是利用分子结构与性能的关系和分子控制方法,获得最佳所需功能的分子,且分子的毒性最低。这可以从两方面加以解决:第一,进行分子设计,设计新的安全有效的目标分子。第二,对已有的有效但不安全的分子进行重新设计,使这类分子保留其已有的功效,消除掉不安全的性质,得到改进过的安全有效的分子。

2、寻找安全有效的反应原料

目前化工生产中经常使用光气、甲醛、氢氰酸、丙烯腈为原料,毒性较大。以光气为例,它本身是一种军用毒气,但它又能与许多有机化合物发生反应,生产出许多种产品。在生产聚氨酯中不用光气作原料是绿色化学产生以来的有名的例子。

在用量极大和用处极广的泡沫塑料中,聚氨酯泡沫塑料占的比重最大。它还用于涂料、胶粘剂、合成纤维、合成橡胶。

生产聚氨酯的传统工艺是以胺和光气为原料合成异氰酸酯:

RNH2+COCl2-→RNCO+2HCl

再用RNCO与R′OH反应生成聚氨酯:

RNCO+R′OH-→RNHCO2R′

这一工艺不仅要使用剧毒的光气为原料,而且产生有害的副产物氯化氢。

美国孟山都公司的新工艺用二氧化碳代替光气,CO2与COCl2的不同在于CO2以氧原子代替了COCl2中的氯原子,但又保持了分子中含有CO的成分,所以CO2与胺反应,同样可以生成异氰酸酯:

RNH2+CO2-→RNCO+H2O

进一步同样可制得聚氨酯:

RNCO+R′OH-→RNHCO2R′

众所周知,二氧化碳是无毒气体,它对环境的害处是产生温室效应,但在生产聚氨酯工艺中,CO2是被消耗的原料,不会产生温室效应,而且还为地球上消耗减少CO2立了大功。同时,CO2中的CO被消耗以后,剩下的氧与氢结合成水,更是一种无污染的副产物。

因此,孟山都公司为聚氨酯设计的新工艺可谓巧妙之极,而设计的指导思想则是绿色化学。为此,1996年,美国政府给孟山都公司颁发了美国总统绿色化学挑战奖。

比使用无毒无害原料更先进的方法是使用生物资源为原料。

在19世纪中叶,大多数工业有机化学品都来自植物提供的生物质,少数来自动物生物质。工业革命开始采用煤作为化工原料,在发明了从地下抽取石油的便宜方法后,石油就成了主要的化工原料,目前95%以上的有机化学品都是由石油加工而得到的。

石油和煤都是不可再生的资源,因此,从考虑人类长远的利益出发,应该考虑用可再生的生物资源来代替不可再生的资源。

生物资源主要指生物质,它主要有两类,即淀粉和木质纤维素。玉米、小麦、土豆等是淀粉类的代表。农业废料(如玉料杆、麦苗杆等)、森林废物和草类等是木质纤维素的代表。木质纤维素是地球上最丰富的生物质,每年以1640亿吨的速度在全世界不断再生,但至今人类只利用了其中的1.5%。

淀粉和木质纤维素都含有糖类聚合物,从中可提取出蔗糖和葡萄糖就可以作为化工原料,在酶的催化或细菌作用下生产我们需要的化学物质。已二酸生产工艺的改进可以看到利用生物质资源的前景。

已二酸是生产尼龙66的原料,也用作增塑剂和润滑剂。已二酸的传统生产工艺是:由苯加氢制得环已烷,环已烷氧化得环已酮和环已醇,再用硝酸将环已酮和环已醇氧化得到已二酸:这一传统工艺的缺点是,所采用的起始原料苯是一种已知的致癌物,副产物中有氮的氧化物。

经过改进以后的已二酸绿色合成则用环已烯与过氧化氢直接发生氧化反应:这一过程不再使用苯,过氧化氢也是无毒的氧化剂,反应也不产生有毒副产物,这一反应很符合绿色化学要求,但美中不足的还要用化工产品环已烯为原料。

一个更安全清洁的已二酸生产途径又被设计出来了,那就是利用生物质葡萄糖生产已二酸的绿色工艺:显然,这一新工艺是最理想的。

绿色化学是什么?

绿色化学又称环境无害化学(environmentally benign chemistry)、环境友好化学(environmentally friendly chemistry)、清洁化学(clean chemistry),即减少或消除危险物质的使用和产生的化学品和过程的设计。绿色化学涉及有机合成、催化、生物化学、分析化学等学科,内容广泛。绿色化学倡导用化学的技术和方法减少或停止那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂和试剂、产物、副产物等的使用与产生。

绿色化学最初发端于美国。1984年美国环保局(EPA)提出“废物最小化”,基本思想是通过减少产生废物和回收利用废物以达到废物最少,初步体现绿色化学的思想。但废物最小化不能涵盖绿色化学整体概念,它只是一个化学工业术语,没有注重绿色化学生产过程。

例句:

1、以混凝土外加剂分子设计原理为指导,以绿色化学为基础,研究了新型接枝聚合物保坍剂的绿色合成工艺。

2、文章讨论了绿色化学的提出背景,系统地论述了绿色化学的研究内容,并提出了教改措施。

3、浅述了绿色化学的意义及实施方法.

4、昨天,记者看到了这枝派克金笔,16K,墨绿色化学笔杆,钢笔套,长14厘米。

5、本演讲概括讨论复分解反应,并且展示为什么诺贝尔委员会把该反应称为“绿色化学”的范例。

6、高铁酸盐是一种具有应用和开发前景、环境友好的多功能“绿色化学”试剂,在水处理等领域有广泛的应用前景。

有关绿色化学的主题

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。

绿色化学的核心内容之一是“原子经济性”,即充分利用反应物中的各个原子,因而既能充分利用资源,又能防止污染。原子经济性的概念是1991年美国著名有机化学家Trost(为此他曾获得了1998年度的总统绿色化学挑战奖的学术奖)提出的, 用原子利用率衡量反应的原子经济性,为高效的有机合成应最大限度地利用原料分子的每一个原子,使之结合到目标分子中,达到零排放。绿色有机合成应该是原子经济性的。原子利用率越高,反应产生的废弃物越少,对环境造成的污染也越少。

绿色化学的核心内容之二,其内涵主要体现在五个“R”上:第一是Reduction一一“减量”,即减少“三废”排放;第二是Reuse——“重复使用”,诸如化学工业过程中的催化剂、载体等,这是降低成本和减废的需要;第三是Recycling——“回收”,可以有效实现“省资源、少污染、减成本”的要求;第四是Regeneration——“再生”,即变废为宝,节省资源、能源,减少污染的有效途径;第五是Rejection ——“拒用”,指对一些无法替代,又无法回收、再生和重复使用的,有毒副作用及污染作用明显的原料,拒绝在化学过程中使用,这是杜绝污染的最根本方法。

【绿色化学的定义是,用化学的技术,原理和方法去消除对人体健康,安全和生态环境有毒有害的化学品,因此也称环境友好化学或洁净化学。实际上,绿色化学不是一门全新的科学

绿色化学不但有重大的社会、环境和经济效益,而且说明化学的负面作用是可以避免的,显现了人的能动性。绿色化学体现了化学科学、技术与社会的相互联系和相互作用,是化学科学高度发展以及社会对化学科学发展的作用的产物,对化学本身而言是一个新阶段的到来。作为新世纪的一代,不但要有能力去发展新的、对环境更友好的化学,以防止化学污染;而且要让年轻的一代了解绿色化学、接受绿色化学、为绿色化学作出应有的贡献

征求一篇绿色化学方面的论文

绿色催化剂的应用及进展

摘要]对新型绿色催化剂杂多化合物的研究进展进行了综述,主要介绍了杂多化合物在催化氧化、烷基化、异构化等石油

化工领域的研究现状,并对其应用和发展前景做了总结和评述。

[关键词]杂多化合物;绿色化工催化剂;展望

随着人们对环保的日益重视以及环氧化产品应

用的不断增加,寻找符合时代要求的工艺简单、污染

少、绿色环保的环氧化合成新工艺显得更为迫切。20

世纪90年代后期绿色化学[1,2]的兴起,为人类解决化

学工业对环境污染,实现可持续发展提供了有效的手

段。因此,新型催化剂与催化过程的研究与开发是实

现传统化学工艺无害化的主要途径。

杂多化合物催化剂泛指杂多酸及其盐类,是一类

由中心原子(如P、Si、Fe、B等杂原子及其相应的无机

矿物酸或氢氧化物)和配位原子(如Mo、W、V、Ta等多

原子)按一定的结构通过氧原子桥联方式进行组合的

多氧簇金属配合物,用HPA表示[3-6]。HPA的阴离子结

构有Keggin、Dawson、Anderson、Wangh、Silverton、

Standberg和Lindgvist 7种结构。由于杂多酸直接

作为固体酸比表面积较小(<10 m2/g),需要对其固

载化。固载化后的杂多酸具有“准液相行为”和酸碱

性、氧化还原性的同时还具有高活性,用量少,不腐蚀

设备,催化剂易回收,反应快,反应条件温和等优点而

逐渐取代H2SO4、HF、H3PO4应用于催化氧化、烷基化、异

构化等石油化工研究领域的各类催化反应。

1杂多酸在石油化工领域的研究进展

随着我国石油化工工业的快速发展,以液态烃为

原料制取乙烯的生产能力在不断增长,而产生的副产

物中有大量的C3~C9烃类,其化工综合利用率却仍然

较低,随着环保法规对汽油标准中烯烃含量的严格限

制,如何在不降低汽油辛烷值的情况下,生产出高标

号的环境友好汽油已是我国炼油业面临的又一个技

术难题。目前,催化裂化副产物C3~C9烃类的催化氧

化、烷基化、芳构化以及C3~C9烃类的回炼技术已成

为研究的热点。因此,催化裂化C3~C9烃类的开发与

应用将有着强大的生产需求和广阔的市场前景。

1.1催化氧化反应

杂多酸(盐)作为一类氧化性相当强的多电子氧

化催化剂,其阴离子在获得6个或更多个电子后结构

依然保持稳定。通过适当的方法易氧化各种底物,并

使自身呈还原态,这种还原态是可逆的,通过与各种

氧化剂如O2、H2O2、过氧化尿素等相互作用,可使自身

氧化为初始状态,如此循环使反应得以继续。用杂多

酸作催化剂使有机化合物催化氧化作用有两种路线

是可行的[7]:①分子氧的氧化:即氧原子转移到底物

中;②脱氢反应的氧化。

将直链烷烃进行环氧化是生产高辛烷值汽油的

重要途径之一。Bregeault等[8]研究了在CHCl3-H2O

两相中,在作为具有催化活性的过氧化多酸化合物的

前体的杂多负离子[XM12O40]n-和[X2M18O62]m-以及同多

负离子[MxOy]z-(M=Mo6+或W6+;X=P5+,Si4+或B3+)的存在

下,用过氧化氢进行1-辛烯的环氧化反应时,负离子

[BW12O40]5-、[SiW12O40]4-和[P2W18O62]6-都是非活性的,并

且许多光谱分析法表明它们的结构在反应过程中没

有发生变化。[PMo12O40]3-表现出很低的活性,而

[PW12O40]3-、H2WO4和[H2W12O42]10-都表现出高活性。反应

中Keggin型杂多负离子[PW12O40]3-被过量的过氧化

氢分解而形成过氧化多酸{PO4[WO(O2)2]4}3-和

[W2O3(O2)4(H2O)2]2-,而这两种活性物种在环氧化反应

中起到了重要的作用。1.2烷基化反应

石油炼制工业上,烷烃烷基化、烯烃烷基化及芳烃烷基化反应是生产高辛烷值清洁汽油组分的环境

友好工艺。但以浓硫酸和氢氟酸作为催化剂的传统烷

基化工艺因氢氟酸的毒性和浓硫酸的严重腐蚀性受

到了很大的限制。

C4抽余液是蒸气裂解装置产生的C4馏份经抽提

分离丁二烯后的C4剩余部分,其中富含大量的1-丁

烯和异丁烯。如何利用C4抽余液中的异丁烯和1-丁

烯是C4抽余液化工利用的关键。异丁烯是一种重要

的基本有机化工原料,主要用于制备丁基橡胶和聚异

丁烯,也用来合成甲基丙烯酸酯、异戊二烯、叔丁酚、

叔丁胺等多种有机化工原料和精细化工产品。1-丁

烯是一种化学性质比较活泼的a-烯烃,其主要用途

是作为线性低密度聚乙烯(LLDPE)的共聚单体,也用

于生产聚丁烯、聚丁烯酯、庚烯和辛烯等直链或支链

烯烃、仲丁醇、甲乙酮、顺酐、环氧丁烷、醋酸、营养药、

农药等。特别是自20世纪70年代LLDPE工业化技术

开发成功以来,随着LLDPE工业生产的蓬勃发展,国

内外对1-丁烯的需求与日俱增,已成为发展最快的

化工产品之一。

刘志刚[9]等用浸渍法制备了Cs+、K+、NH4+的SiPW12

杂多酸盐类和SiO2负载的SiPW12杂多酸,在超临界

条件下评价了它们对异丁烷和丁烯烷基化的催化作

用。结果表明,它们的活性和选择性大小顺序是当阳

离子数相同时,Cs+盐>K+盐>NH4+盐。

(NH4)2.5H1.5SiW12O40尽管催化活性不高,但对C8产物的

选择性达到83.48%;Cs2.5H1.5SiW12O40具有很高的催化

活性,但其对C8产物的选择性却只有62.47%。

1.3异构化反应

汽油的抗爆性用异辛烷值表示,直链烃异构化是

生产高辛烷值汽油的重要手段。C5~C6烷烃骨架异构

化旨在提高汽油总组成的辛烷值,反应受平衡限制,

低温有利于支链异构化热动力学平衡。为达到最大的

异构化油产率,C5~C6烷烃异构化应在尽可能低的温

度和高效催化剂存在下进行。烷烃骨架异构化是典型

的酸催化反应,最近发现有较多的固体酸材料(其酸

强度高于H-丝光沸石)可用于轻质烷烃骨架异构化,

其中,最有效的有基于杂多酸(HPA)的催化材料和硫

酸化氧化锆、钨酸化氧化锆(WOx-ZrO2)。

2绿色催化剂

绿色化学对催化剂也提出了相应的要求[1,2]:(1)

在无毒无害及温和的条件下进行;(2)反应应具有高

的选择性,人们将符合这两点的催化剂称之为绿色催化剂。

由于一些杂多酸化合物表现出准液相行为,极性

分子容易通过取代杂多酸中的水分子或扩大聚合阴

离子之间的距离而进入其体相中,在某种意义上吸收

大量极性分子的杂多酸类似于一种浓溶液,其状态介

于固体和液体之间,使得某些反应可以在这样的体相

内进行。作为酸催化剂,其活性中心既存在于“表相”,

也存在于“体相”,体相内所有质子均可参与反应,而

且体相内的杂多阴离子可与类似正碳离子的活性中

间体形成配合物使之稳定。杂多酸有类似于浓液的

“拟液相”,这种特性使其具有很高的催化活性,既可

以表面发生催化反应,也可以在液相中发生催化反

应。准液相形成的倾向取决于杂多酸化合物和吸收分

子的种类以及反应条件。正是这种类似于“假液体”的

性质致使杂多酸即可作均相及非均相反应,也可作相

转移催化剂。陈诵英[10]等用二元杂多酸为催化剂,双

氧水为氧化剂,醋酸为溶剂,催化氧化三甲基苯酚

(TMP)合成三甲基苯醌(TMBQ),这与传统方法先用发

烟硫酸磺化TMP,然后在酸性条件下用固体氧化剂氧

化得到TMBQ相比,能减少排放大量废水以及10 t以

上的固体废物,且其摩尔收率可达86%,大大提高了

原子利用率。刘亚杰[11]等采用一种性能优良的环境友

好的负载型杂多酸催化剂(HRP-24)合成二十四烷基

苯。HR-24属于一种大孔、细颗粒、强酸性的固体酸

催化剂,大孔和细颗粒有利于大分子烯烃的扩散,且

不容易被长链烯烃聚合形成的胶质堵塞孔道,而强酸

性可使催化剂在较低温度下就具有较高的催化活性。

实验表明,在反应温度和压力较低的情况下(120℃

和0.1~0.2 MPa),烯烃的转化率和二十四烷基苯的

选择性都接近100%。Furuta等[12]采用Pd-H3SiW12O40

催化乙烯在氧气和水存在下氧化一步合成了乙酸乙

酯,简化合成工艺,与绿色化学相适应。刘秉智[13]以活

性炭负载磷钼钨杂多酸为催化剂,用30%双氧水催化

氧化苯甲醇合成苯甲醛,苯甲醛收率可达74.8%。与

国内同类产品的生产工艺相比,其具有催化活性好,

反应条件温和,生产成本低廉,催化剂可重复使用,对

设备无腐蚀性,不污染环境,是一种优良的新型合成

工艺路线,具有一定的工业开发前景。

3展望

虽然绿色化工催化剂理论发展逐渐得到完善,但

大多数催化剂仍停留在实验阶段,催化剂性能不稳

定,制备过程复杂,性价比低是制约其工业化应用的

主要原因,但从长远角度考虑,采用绿色化工催化剂

是实现生产零污染的一个必然趋势。环境友好的负载

型杂多酸催化剂既能保持低温高活性、高选择性的优

点,又克服了酸催化反应的腐蚀和污染问题,而且能

重复使用,体现了环保时代的催化剂发展方向。今后

的研究重点应是进一步探明负载型杂多酸的负载机

制和催化活性的关系,进一步解决活性成分的溶脱问

题,并进行相关的催化机理和动力学研究,为工业化

技术提供数据模型,使负载型杂多酸早日实现工业化

生产,为石油化工和精细化工等行业创造更大的经

济、社会效益。

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环境保护与绿色化学

绿色化学主要是关于环境的化学。绿色化学的12项原则:

1.防止——防止产生废弃物要比产生后再去处理和净化好得多。

2.讲原子经济——应该设计这样的合成程序,使反应过程中所用的物料能最大限度地进到终极产物中。

3.较少有危害性的合成反应出现——无论如何要使用可以行得通的方法,使得设计合成程序只选用或产出对人体或环境毒性很小最好无毒的物质。

4.设计要使所生成的化学产品是安全的——设计化学反应的生成物不仅具有所需的性能,还应具有最小的毒性。

5.溶剂和辅料是较安全的——尽量不同辅料(如溶剂或析出剂),当不得已使用时,尽可能应是无害的。

6.设计中能量的使用要讲效率——尽可能降低化学过程所需能量,还应考虑对环境和经济的效益。合成程序尽可能在大气环境的温度和压强下进行。

7.用可以回收的原料——只要技术上、经济上是可行的,原料应能回收而不是使之变坏。

8.尽量减少派生物——应尽可能避免或减少多余的衍生反应(用于保护基团或取消保护和短暂改变物理、化学过程),因为进行这些步骤需添加一些反应物同时也会产生废弃物。

9.催化作用——催化剂(尽可能是具选择性的)比符合化学计量数的反应物更占优势。

10.要设计降解——按设计生产的生成物,当其有效作用完成后,可以分解为无害的降解产物,在环境中不继续存在。

11.防止污染进程能进行实时分析——需要不断发展分析方法,在实时分析、进程中监测,特别是对形成危害物质的控制上。

12.特别是从化学反应的安全上防止事故发生——在化学过程中,反应物(包括其特定形态)的选择应着眼于使包括释放、爆炸、着火等化学事故的可能性降至最低。

绿色化学有哪些主要内容?

1、绿色化学的定义是:用化学的技术,原理和方法去消除对人体健康,安全和生态环境有毒有害的化学品,因此也称环境友好化学或洁净化学。

2、核心内容之一是“原子经济性”

3、核心内容之二,五个方面

第一是“减量”,即减少“三废”排放;

第二是“重复使用”,诸如化学工业过程中的催化剂、载体等,这是降低成本和减废的需要;

第三是“回收”,可以有效实现“省资源、少污染、减成本”的要求;

第四是“再生”,即变废为宝,节省资源、能源,减少污染的有效途径;

第五是“拒用”,指对一些无法替代,又无法回收、再生和重复使用的,有毒副作用及污染作用明显的原料,拒绝在化学过程中使用,这是杜绝污染的最根本方法

有关绿色化学的文章(浅谈绿色化学与化工论文)有关绿色化学的文章(浅谈绿色化学与化工论文)


绿色化学有哪些主要内容

绿色化学涉及有机合成、催化、生物化学、分析化学等学科,内容广泛。绿色化学倡导用化学的技术和方法减少或停止那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂和试剂、产物、副产物等的使用与产生。

绿色化学的定义是在不断地发展和变化的。刚出现时,它更多的是代表一种理念、一种愿望。但随着学科发展,它本身在不断的发展变化中逐步趋于实际应用,且其发展与化学密切相关。

绿色化学倡导用化学的技术和方法减少或停止那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂和试剂、产物、副产物等的使用与产生。

扩展资料

绿色化学最初发端于美国。1984年美国环保局(EPA)提出“废物最小化”,基本思想是通过减少产生废物和回收利用废物以达到废物最少,初步体现绿色化学的思想。但废物最小化不能涵盖绿色化学整体概念,它只是一个化学工业术语,没有注重绿色化学生产过程。

1989年美国环保局又提出了“污染预防”的概念,指出最大限度地减少生产场地产生的废物,包括减少使用有害物质和更有效地利用资源,并以此来保护自然资源初步形成绿色化学思想。

参考资料来源:百度百科-绿色化学

有关绿色化学的知识

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。

1.绿色化学的核心

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。 绿色化学国际杂志(green chemistry)按照绿色化学的原则、在理想的化工生产方式是: 反应物的原子全部转化为期望的最终产物。

2.绿色化学的主要特点

(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,以减少向环境排放废物; (3)提高原子的利用率,力图使所有作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。 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,为子孙后代造福。

3.绿色化学的12条原则

绿色化学的研究者们总结出了绿色化学的12条原则,这些原则可作为实验化学家开发和评估一条合成路线、一个生产过程、一个化合物是不是绿色的指导方针和标准。 ●防止污染优于污染形成后处理。 ●设计合成方法时应最大限度地使所用的全部材料均转化到最终产品中。 ●尽可能使反应中使用和生成的物质对人类和环境无毒或毒性很小。 ●设计化学产品时应尽量保持其功效而降低其毒性。 ●尽量不用辅助剂,需要使用时应采用无毒物质。 ●能量使用应最小,并应考虑其对环境和经济的影响,合成方法应在常温、常压下操作。 ●最大限度地使用可更新原料。 ●尽量避免不必要的衍生步骤。 ●催化试剂优于化学计量试剂。 ●化学品应设计成使用后容易降解为无害物质的类型。 ●分析方法应能真正实现在线监测,在有害物质形成前加以控制。 ●化工生产过程中各种物质的选择与使用,应使化学事故的隐患最小。

4.化学实验绿色化的五条途径

(1)开发绿色实验。如实验室用H2O2分解制O2代替KClO3分解法,实现了原料和反应过程的绿色化。 (2)防止实验过程中尾气、废物等环境的污染,实验中有危害性气体产生时要加强尾气吸收,对实验产物尽可能再利用等。 (3)在保证实验效果的前提下,尽量减少实验试剂的用量,使实验小型化、微型化。 (4)对于危险或反映条件苛刻,污染严重或仪器、试剂价格昂贵的实验,可采用计算机模拟化学实验或观看实验录像等办法。 (5)妥善处置实验产生的废物,防止环境污染。

5.原子经济性

最理想的“原子经济”是指反应物的原子全部转化到期望的最终目标产物中,达到原子利用率为100%。

6.符合“绿色化学”要求的化学反应

7. 5R理论: 1.减量——Reduction 减量是从省资源少污染角度提出的。减少用量、在保护产量的情况下如何减少用量,有效途径之一是提高转化率、减少损失率。减少“三废”排放量。主要是减少废气、废水及废弃物(副产物)排放量,必须排放标准以下。 2. 重复使用——Reuse 重复使用这是降低成本和减废的需要。诸如化学工业过程中的催化剂、载体等,从一开始就应考虑有重复使用的设计。 3. 回收——Recycling 回收主要包括:回收未反应的原料、副产物、助溶剂、催化剂、稳定剂等非反应试剂。 4.再生——Regeneration 再生是变废为宝,节省资源、能源,减少污染的有效途径。它要求化工产品生产在工艺设计中应考虑到有关原材料的再生利用。 5.拒用——Rejection 拒绝使用是杜绝污染的最根本办法,它是指对一些无法替代,又无法回收、再生和重复使用的毒副作用、污染作用明显的原料,拒绝在化学过程中使用。

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