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關鍵詞:綠色化學 無機化學 環(huán)保
一、論文的研究意義與背景
改革開放以來我國經濟社會迅速發(fā)展,工業(yè)污染也隨之加重,大量化學產品的使用既給環(huán)境造成了嚴重的污染,也給人類帶來白色垃圾、環(huán)境致癌物質、酸雨效應、溫室效應等一系列的環(huán)境問題。所謂綠色化學,就是指把化學知識以及化學技術和化學方法應用于化學產品以及化學過程中,目的是為了減小或者消除它對人類環(huán)境造成的不良影響。首先,筆者認為加強中學生的綠色化學教育是我們國家可持續(xù)發(fā)展的必要選擇。綠色化學概念的提出從源頭上預防和消除了環(huán)境污染的影響因素,為可持續(xù)的發(fā)展提供了重要的方法和途徑。其次,素質教育的基本要求之一就是要讓學生樹立綠色化學的意識,培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神和實踐能力。最后,綠色化學教育是現代中學化學教學改革的需要,與學生的實際生活密切相連。
二、如何在化學教學中滲透綠色化學教學的理念
1.理論和實驗教學內容貫穿綠色化學的概念
如何在化學教學的課堂中貫穿綠色化學的教學方法和理念,是每一個教育者都應該考慮的一個問題。具體來說就是在進行中職化學教學的同時,把綠色化學的知識內容以及相關實驗不斷地滲透到課堂中去。比如在講到鹵族元素化學性質的同時,以氯氣為例,氯氣與水反應所產生的次氯酸具有強大的漂白和消毒作用,但是氯氣與自來水中的有機物作用會產生一些致癌物質,為了減少有毒化學試劑的使用,美國與日本等發(fā)達國家已經用二氧化氯來實現對飲用水的消毒處理。最近幾年以來工業(yè)廢水的隨意排放正在污染著人們的身心健康??梢栽诮虒W的過程中讓學生觀察硫酸生產的化學反應以及鋼鐵熔煉過程中廢水是如何產生的,系統(tǒng)地講解這些工業(yè)廢水將會對人們的日常生活造成怎樣的損害,通過使用哪些綠色化學技術可以降低工業(yè)廢水的排放。這樣將綠色化學教學的理念不斷滲透到課堂教學中去。
2.聯系生活實際,滲透綠色化學的教學理念
教師要時刻關注國內外有關化學環(huán)境污染和環(huán)境治理方面的新聞和案例。比如前幾年比較流行的“白色污染”,就是使用了大量的聚乙烯塑料袋而產生的。通過這個案例可以讓學生首先了解聚乙烯這種物質的危害性,其在燃燒的過程中,會產生大量的黑煙以及會導致溫室效應的二氧化碳,另外在這些黑煙里還會有致癌物質二惡英。如果將這些白色垃圾進行掩埋處理,10年時間都不會被分解,反而會對土壤的性能造成嚴重的損害。為了應對白色污染,2006年國家開始推廣可降解的白色聚合物塑料,可向學生具體介紹以淀粉、纖維素等天然可降解的有機聚合物,這些有機聚合物分解以后為二氧化碳和水。另外在講解廢舊電池的處理過程中,為了避免廢舊電池所造成的鎘污染,可以讓學生了解到廢舊電池還有大量的金屬元素,可以進行回收再利用。
3.重新設計對環(huán)境友好的化學反應途徑和產品
在化學實驗課堂中,對于一些產生有毒化學物質的反應可以采用其他途徑的化學反應來實現。比如在制備氧氣的化學反應時,次氯酸鉀在二氧化錳作為催化劑的條件下會有部分氯氣產生,從而造成對環(huán)境和人體的污染。我們可以使用一些重金屬陽離子與一些單質(木炭、碘粒、鐵絲)或者是一些金屬氧化物作為催化劑對過氧化氫進行還原,進而產生氧氣,而且化學反應的產物對環(huán)境并不會造成污染。比如在講解到一氧化碳還原氧化銅的實驗時,由于一氧化碳有劇毒,可以采用氫氣來進行氧化銅的還原反應。
隨著工業(yè)化社會的不斷發(fā)展,綠色化學的理想就是把傳統(tǒng)的污染治理轉變成對化學污染的預防,為人類的可持續(xù)發(fā)展提供一些有益的途徑與方法。筆者通過閱讀相關參考文獻,并結合多年的化學教學實踐,對如何在無機化學教學中實現綠色化學教學模式進行了相關研究,在介紹綠色化學概念的基礎上,筆者認為可以從以下三個方面實施綠色化學教學:一是,應該把綠色化學的概念貫穿于理論和實驗教學中;二是,聯系生活實際,滲透綠色化學的教學理念;三是,重新設計對環(huán)境友好的化學反應途徑和產品。
參考文獻:
[1]劉超.談化學教學中綠色化學教育的滲透[J].泰安師專學報,2002.24(3).
[2]金前英.在化學實驗設計和實施中體現綠色化學理念的初步實踐[J].化學教學,2003(Z1).
綠色化學,又叫清潔化學、環(huán)境友好化學,其實質是讓反應過程保持原子經濟性,使整個反應過程無污染,反應物充分利用,達到提高反應轉化率和經濟效益的目的。這對于預防污染,治理污染,保護環(huán)境,節(jié)約能源有著極其重要的作用。我國提出建設環(huán)境友好型社會,走可持續(xù)發(fā)展的道路,這與綠色化學的本質不謀而合。大學生作為未來社會的接班人,就應該具有建設環(huán)境友好型社會,實現我國可持續(xù)發(fā)展道路的意識。因此,他們應該深刻理解綠色化學的理念,豐富綠色化學的知識,滿足社會發(fā)展的需求,為服務于社會做準備??偠灾?,在高職教育中普及綠色化學,融入綠色化學十分重要。
2在高職化學教育中融入綠色化學的方法探討
隨著綠色化學概念的深入人心,各大高校紛紛對推行綠色化學教育做出舉措。但是由于綠色化學概念較為新穎,教學方式提出較晚,還有很多不足之處,下面就如何加強高職化學教育中綠色化學部分提出幾點建議。
2.1提高教師重視程度
由于教師質量參差不齊,部分教師還未意識到綠色化學理念在化學教育中的重要性,更未關注綠色化學所獨有的教學方式的變化。作為高校教師,面對化學教育上的重大改革,首先應端正態(tài)度,充分認識綠色化學對社會和環(huán)境的重要作用,積極的學習和了解有關綠色化學的相關知識,做到讀書破萬卷,講課如有神的境界;其次,應宣傳和推廣綠色化學理念,提高自身專業(yè)技能,更新知識體系,將講課內容向綠色化學方面過渡,及時向學生傳達先進知識;第三,要培養(yǎng)學生的綠色化學意識,在此基礎上才能強化授課效果,并使學生對綠色化學有了清晰的認識,從而再日后的學習中發(fā)揮主動性,積極拓展知識范圍。
2.2編寫綠色化學專用教材
教材是教學的基礎,在教材中貫徹綠色化學理念,才能真正使其深入學生之心。教材的編寫,首先應對傳統(tǒng)化學的反應式進行優(yōu)化,使其達到綠色化學的標準。例如接觸法制硫酸一節(jié)中,硫鐵礦燃燒后的殘渣富含鐵元素,可回收用于煉鐵工業(yè),廢氣中含有一定量的SO2,若直接排放會污染空氣,此時將其通過石灰乳或氨水,便可得到生石膏或亞硫酸銨,成功消除了污染并生產了副產品。再比如,CuCl2制備中,涉及到消除溶液中鐵和亞鐵離子的問題,若是使用教材所述的NaClO去除,則會產生新的雜質,增加了CuCl2制備的難度。若是從綠色化學角度思考,可采用H2O2做氧化劑,還原產物為H2O,不會造成污染,而且其分解產物為O2和H2O,亦沒有造成污染,因此是良好的氧化劑。再者,教材應對綠色化學有一個系統(tǒng)的講解,以幫助學生了解該行業(yè)的作用,重要性及發(fā)展前景等。講解除了基礎的概念性質外,還應包括研究成果,作用原理,應用方面等。尤其是其保護環(huán)境,實現可持續(xù)發(fā)展道路的作用。
2.3優(yōu)化實驗教學方式
化學實驗是化學教學中的重要組成部分,在試驗中貫穿綠色化學理念,也是化學教育中融入綠色的有效途徑。
2.3.1微型實驗的開展
綠色化學倡導下,一種新的實驗方式應運而生,這就是微型化學實驗。這種實驗可以通過改良實驗方式,用更少反應原料、更小實驗儀器、更短實驗時間得到同樣的實驗結果,這樣便能有效降低污染,減少能耗,節(jié)約資源。高職化學實驗中不乏操作具有一定危險性,試劑具有一定污染性,藥品具有一定毒性的實驗,這時采用微型實驗便是綠色化學的集中體現。例如2,4-二硝基苯肼與醛,酮進行反應時,可在井穴板上,用滴管取一至二滴進行反應,即可觀察到明顯現象;再比如做氯氣取用實驗時,用針管取用可有效防止氯氣外泄,并很好地控制了用量,避免了對人體的損害和對環(huán)境的污染。
2.3.2利用多媒體開展實驗
對于一些危險性強,安全性要求高,原料消耗巨大,對環(huán)境影響惡劣的實驗,在實驗室內進行污染大,浪費大,操作難,并且效果可能并不理想。這時,可以采用多媒體的方式來教學。使用教學軟件可以準確模擬出實驗現象,學生觀察多媒體設備也更直觀,更清晰,可以準確快速的得出結論,有效避免了浪費和污染,滿足綠色化學的教學理念。
3結語
關鍵詞:環(huán)境污染;治理;綠色化學;滲透途徑
一、綠色化學的產生背景
20多年前,傳統(tǒng)的化學化工作為生產主力,秉承著“先污染后治理”的原則發(fā)展了多年以后,隨之而來的問題終于一發(fā)不可收拾,傳統(tǒng)的化學工業(yè)在生產過程中排放了大量的有毒有害物質,企業(yè)已無法承受沉重的環(huán)保費用,這需要國家大力研發(fā)從源頭上減少和消除污染的工具。因此環(huán)境保護和治理、社會經濟的可持續(xù)發(fā)展、資源的有效開發(fā)利用和人類的健康安全等一系列問題迫切需要人類創(chuàng)新出新的理論和技術手段。綠色化學作為環(huán)境友好化學,在解決環(huán)境污染問題上的作用是不容小覷的。在這種大背景下,在初中化學教學中進行綠色化學教育對于學生化學學科素養(yǎng)和綠色化學理念的形成,是十分有必要的。
二、綠色化學的基本概念和具體特點
綠色化學又稱環(huán)境友好化學、環(huán)境無害化學、清潔化學,使用化學的技術和方法去減少或者消除有害物質的生產和使用,按照綠色生產的原則,具有的特點是:(1)充分利用資源和能源,采用無毒、無害的反應物;(2)操作反應過程中使用無毒無害的反應物以減少向環(huán)境排放廢物;(3)提高原料利用率,使所有原料在反應中都被消納,實現“零排放”;(4)生產出對環(huán)境有保護作用、對社區(qū)安全的和對人體健康的產品。
三、初中化學教學中滲透綠色化學理念的途徑
綠色化學理念的基本概念和綠色化學的特點應用于初中化學教學中有哪些途徑?在化學課程中綠色化學理念怎樣得到滲透?針對現階段我國綠色化學教育的現狀,在本文中,將從化學課堂教學中的學習方法、化學實驗課程的布置安排及課下習題等方面,對初中化學教學如何滲透綠色化學理念、通過什么途徑、采取何種措施等方面進行探討。
(一)結合課本內容,開展綠色化學教學
學生接受新知識的能力越來越強,化學也是,這就要求教師對教學內容精確把握,在課堂上將綠色化學理念穿插到每個知識點中。課上要理論聯系實際,針對現在大氣、土壤等方面存在的普遍問題對學生進行引導,灌輸綠色化學的理念,讓他們對空氣污染、溫室效應、白色污染等問題有更生活化的認識。培養(yǎng)學生善于思考和觀察的能力,引導他們關注社會環(huán)保問題,并將社會問題與日常知識點集合起來研究,激發(fā)學生的求知欲和解決實際問題的欲望。
(二)以“課上常提問,課下勤思考”的方式開展教學
為了加深學生對綠色化學、環(huán)境保護的認識,課上對學生提出化學相關的、生活化的問題,布置作業(yè)讓學生自行解決,無論是通過查閱資料還是求助親友的方式,目的是鍛煉學生自主學習化學知識的能力和善于發(fā)現解決問題的能力。例如:課上出題,日常生活中為什么要購買無磷洗衣粉?為什么農業(yè)部禁止使用敵敵畏,BBT等仿效優(yōu)越的農藥?日常生活中的廢電池該如何讓處理?第二節(jié)課再公布答案。這些問題學生通過查閱資料等方式基本可以解決,這樣一方面可以學習到許多前言東西,熟練掌握查閱技術;另一方面,又可以從生活瑣事中獲得化學知識,了解使用無毒無害制劑,平常注意節(jié)約自然資源,防止環(huán)境污染,用所學知識來為保護環(huán)境打下良好基礎。
(三)在實驗課中開展綠色化學教育
化學作為一門實驗科學,日常實驗課程必不可少,實驗的重要性包括(1)使學生對知識點的記憶印象深刻,培養(yǎng)學生思考和動手能力,使學生扎實掌握化學知識。(2)反應物是實驗必需品,教導學生選擇過程中必須注意無毒無污染,從源頭控制環(huán)境污染(3)反應過程可能會產生廢氣或者廢料,進而造成的較嚴重的污染,這時候可對學生布置作業(yè),要求他們進行更為環(huán)保的實驗設計,引導他們掌握更多甚至是并未環(huán)境改造做出努力(4)實驗盡量避免大型實驗,一方面可節(jié)約實驗藥品,另一方面又可減少污染。
四、總結
環(huán)境污染的治理任重道遠,綠色化學的蓬勃發(fā)展作為最有效的方法,需要在化學教學中滲透綠色化學理念才能夠取得持久進步。學??梢栽谌粘=虒W中及課外時間中將綠色化學的觀念慢慢滲透,可以通過組織綠色化學知識點答題賽、綠色化學主題征文或者傳統(tǒng)工業(yè)利與弊的辯論賽等多種方式增加學生的積極參與。作為人類靈魂的工程師應該走在時代前沿為祖國的花朵引導方向,掌握更多的綠色化學在日常教學中的滲透方法為我國環(huán)境改善竭盡全力。
參考文獻:
[1]田淑珍.在化學教學中對學生進行綠色化學教育[J].高等函授學報,2002,15(4):36-38
關鍵詞:綠色化學;綠色化學實驗;綠色素質
環(huán)境與發(fā)展問題,已成了當代世界共同面臨的兩難選擇,成了對21世紀人類最嚴峻的挑戰(zhàn),人類不得不面臨新的環(huán)境問題。為了從根本上預防和治理環(huán)境污染,必須依靠近年在國際上引起極大關注的化學領域――綠色化學(Green Chemistry)。綠色化學又稱“環(huán)境友好化學”,是利用化學知識來防治污染的一門科學。綠色化學包括所有可以降低對人類健康與環(huán)境產生負面影響的化學方法、技術與過程。綠色化學的最大特點是在始端就采用預防污染的科學手段,因而過程和終端均為零排放或零污染。初中化學教學中我們通過不同途徑,可以讓學生對綠色化學有初步的印象。
一、化學教育工作者要樹立可持續(xù)發(fā)展的觀念
綠色化學有利于保護人類賴以生存的環(huán)境、實現人類社會的可持續(xù)發(fā)展。化學教育必須體現綠色化學的新內容,要在課程教材中體現綠色化學的理念,使綠色化學的思想和內容貫穿于從基礎教育到高等教育的始終。教師在課堂教學、實驗等方面,要始終貫徹綠色化學的思想;要讓學生了解綠色化學,樹立起綠色意識,培養(yǎng)學生從事綠色化學研究與開發(fā)的能力。從綠色化學的角度來看,中學化學中許多物質的制取反應、化學工藝等等都是值得討論和重新考慮的。這給改革課堂教學、培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力提供了良好的契機。綠色化學不但有重大的社會、環(huán)境和經濟效益,而且說明化學的負面作用是可以避免的,顯現了人的能動性。綠色化學體現了化學科學、技術與社會的相互聯系和相互作用,是化學科學高度發(fā)展以及社會對化學科學發(fā)展的作用的產物,對化學本身而言是一個新階段的到來。作為新世紀的一代,不但要有能力去發(fā)展新的、對環(huán)境更友好的化學,以防止化學污染;而且要讓年輕的一代了解綠色化學、接受綠色化學、為綠色化學作出應有的貢獻。
二、在化學教學過程中,有效的開展綠色化學實驗
在化學實驗課程中,要有效的創(chuàng)新化學原料的性質、實驗方法、條件和目標。在綠色化學實驗中,要盡量減少使用和產生有毒物質。比如在對我國燃料電池進行研究和發(fā)展中,可以在很大程度上引出清潔燃料和綠色能源,尤其是在廢棄電池中,所包含的鉛、鎘以及汞等重金屬會對環(huán)境產生影響,因此不需要隨意丟棄電池,要進行合理的回收利用。在開展綠色化學實驗時,要盡量減少實驗的時間和藥品,同時也可以降低污染環(huán)境,提高化學實驗的安全性。在開展化學實驗時,通常會出現一些有毒氣體、液體和固體,這時,教師就要幫助學生學會處理和回收這些有毒物質。另外,在實驗時,采取全封閉實驗系統(tǒng),以此防止空氣出現污染。其次選用組合式化學實驗。在開展綠色化學實驗時,要重新組合各個實驗之間的相關性,以此形成新的實驗方案。
三、立足課外,提高綠色素質
課堂教學是對學生進行綠色教育的主陣地,但課外活動形式多種多樣,內容豐富多彩,是課堂教育的很好補充。為了全面提高每個學生的綠色素質,組織學生積極參與課外社會實踐活動。
(1)、專題講座。對教材中講的少而對環(huán)保具有重大意義的內容,可以專題講座的形式向學生介紹,如針對有的學生認為環(huán)境污染主要是由于工業(yè)生產造成的,與自身沒有太大的關系??膳e辦家庭生活與環(huán)境污染講座。
(2)、課外實驗。積極利用課外實驗配合課堂教學,開展環(huán)保教育。“河水、雨水酸堿性的檢測”、“模擬水體受硝酸汞、硫酸銅等污染的檢測及危害”、“干電池的收回河利用”等,讓學生在實驗過程中既鍛煉動手能力又強化了綠色意識。
一、化學所面臨的挑戰(zhàn)
1.1化學的形象正在被與其交叉的學科的巨大成功所埋沒
化學是一門中心科學,化學與生命、材料等朝陽科學有非常密切的聯系,產生了許多重要的交叉學科,但化學作為中心學科的形象反而被其交叉學科的巨大成就所埋沒?;瘜W這門重要的中心科學(centralscience)反而被社會看作是伴娘科學(bridesmaidscience)而不受重視。
1.2化學正被各種各樣的環(huán)境污染問題所困擾
化學的發(fā)展在不斷促進人類進步的同時,在客觀上使環(huán)境污染成為可能,但是起決定性的是人的因素,最終要靠人們的認識不斷提升來解決這個問題。一些著名的環(huán)境事件多數與化學有關,諸如臭氧層空洞、白色污染、酸雨和水體富營養(yǎng)化等;另一方面把所有的環(huán)境問題都歸結為化學的原因,顯然是不公平的,比如森林銳減、沙塵暴和煤的燃燒等。這當然與化學沒有樹立好自己的品牌有關系,在最早的化學工藝流程里面,根本沒有把廢氣和廢渣的處理納入考慮范圍,因此很多化學工藝都是會帶來環(huán)境污染的?,F在,有些人把化學和化工當成了污染源。人們開始厭惡化學,進而對化學產生了莫名其妙的恐懼心理,結果造成凡是有“人工添加劑”的食品都不受歡迎,有些化妝品廠家也反復強調本產品不含有任何“化學物質”。事實上,這些是對化學的偏見,監(jiān)測、分析和治理環(huán)境的卻恰恰是化學家。
二、綠色化學是應對挑戰(zhàn)的必然
科學不但要認識世界和改造世界,還要保護世界。化學也如此,為了應對化學所面臨的挑戰(zhàn),提倡綠色化學是刻不容緩。
2.1綠色化學的概念
綠色化學又稱環(huán)境無害化學、環(huán)境友好化學或清潔化學,是指化學反應和過程以“原子經濟性”為基本原則,即在獲取新物質的化學反應中充分利用參與反應的每個原料原子,在始端就采用實現污染預防的科學手段,因而過程和終端均為零排放和零污染,是一門從源頭阻止污染的化學。綠色化學不同于環(huán)境保護,綠色化學不是被動地治理環(huán)境污染,而是主動的防止化學污染,從而在根本上切斷污染源,所以綠色化學是更高層次的環(huán)境友好化學。
2.2綠色化學的產生及其背景
當今,可持續(xù)發(fā)展觀是世人普遍認同的發(fā)展觀。它強調人口、經濟、社會、環(huán)境和資源的協調發(fā)展,既要發(fā)展經濟,又要保護自然資源和環(huán)境,使子孫后代能永續(xù)發(fā)展。綠色化學正是基于人與自然和諧發(fā)展的可持續(xù)發(fā)展理論。在1984年,美國環(huán)保局(EPA)提出“廢物最小化”,這是綠色化學的最初思想。1989年,美國環(huán)保局又提出了“污染預防”的概念。1990年,美聯邦政府通過了“防止污染行動”的法令,將污染的防止確立為國策,該法案條文中第一次出現了“綠色化學”一詞。1992年,美國環(huán)保局又了“污染預防戰(zhàn)略”。1995年,美國政府設立了“總統(tǒng)綠色化學挑戰(zhàn)獎”。1999年英國皇家化學會創(chuàng)辦了第一份國際性《綠色化學》雜志,標志著綠色化學的正式產生。我國也緊跟世界化學發(fā)展的前沿,在1995年,中國科學院化學部確定了《綠色化學與技術》的院士咨詢課題。
2.3綠色化學的核心內容
原子經濟性是綠色化學的核心內容,這一概念最早是1991年美國Stanford大學的著名有機化學家Trost(為此他曾獲得了1998年度的“總統(tǒng)綠色化學挑戰(zhàn)獎”的學術獎)提出的,即原料分子中究竟有百分之幾的原子轉化成了產物。理想的原子經濟反應是原料分子中的原子百分之百地轉變成產物,不產生副產物或廢物,實現廢物的“零排放”。他用原子利用率衡量反應的原子經濟性,認為高效的有機合成應最大限度地利用原料分子的每一個原子,使之結合到目標分子中。綠色化學的原子經濟性的反應有兩個顯著優(yōu)點:一是最大限度地利用了原料,二是最大限度地減少了廢物的排放。原子利用率的表達式是:
原子利用率=(預期產物的式量/反應物質的式量之和)×100%
如無公害氧化劑過氧化氫的制備可采用乙基蒽醌法,即由氫和氧在2-乙基蒽醌和Pd為催化劑作用下直接合成,2-乙基蒽醌復出并可循環(huán)使用。此反應原子利用率為100%,體現了原子經濟性,減少廢物的生成和排放,是典型的零排放例子。
2.4綠色化學的12項原則和5R原則
為了簡述了綠色化學的主要觀點,P.T.Anastas和J.C.Waner曾提出綠色化學的12項原則,這12項原則對我們今后從事綠色化學的研究具有一定的指導作用。
Ⅰ.防止——防止產生廢棄物要比產生后再去處理和凈化好得多。
Ⅱ.講原子經濟——應該設計這樣的合成程序,使反應過程中所用的物料能最大限度地進到終極產物中。
Ⅲ.較少有危害性的合成反應出現——無論如何要使用可以行得通的方法,使得設計合成程序只選用或產出對人體或環(huán)境毒性很小最好無毒的物質。
Ⅳ.設計要使所生成的化學產品是安全的——設計化學反應的生成物不僅具有所需的性能,還應具有最小的毒性。
Ⅴ.溶劑和輔料是較安全的——盡量不同輔料(如溶劑或析出劑)當不得已使用時,盡可能應是無害的。
Ⅵ.設計中能量的使用要講效率——盡可能降低化學過程所需能量,還應考慮對環(huán)境和經濟的效益。合成程序盡可能在大氣環(huán)境的溫度和壓強下進行。
Ⅶ.用可以回收的原料——只要技術上、經濟上是可行的,原料應能回收而不是使之變壞。
Ⅷ.盡量減少派生物——應盡可能避免或減少多余的衍生反應(用于保護基團或取消保護和短暫改變物理、化學過程),因為進行這些步驟需添加一些反應物同時也會產生廢棄物。
Ⅸ.催化作用——催化劑(盡可能是具選擇性的)比符合化學計量數的反應物更占優(yōu)勢。
Ⅹ.要設計降解——按設計生產的生成物,當其有效作用完成后,可以分解為無害的降解產物,在環(huán)境中不繼續(xù)存在。
Ⅺ.防止污染進程能進行實時分析——需要不斷發(fā)展分析方法,在實時分析、進程中監(jiān)測,特別是對形成危害物質的控制上。
Ⅻ.特別是從化學反應的安全上防止事故發(fā)生——在化學過程中,反應物(包括其特定形態(tài))的選擇應著眼于使包括釋放、爆炸、著火等化學事故的可能性降至最低。
為了更明確的表述綠色化學在資源使用上的要求,人們又提出了5R理論:
Ⅰ.減量——Reduction減量是從省資源少污染角度提出的。減少用量、在保護產量的情況下如何減少用量,有效途徑之一是提高轉化率、減少損失率。②減少“三廢”排放量。主要是減少廢氣、廢水及廢棄物(副產物)排放量,必須排放標準以下。
Ⅱ.重復使用——Reuse重復使用這是降低成本和減廢的需要。諸如化學工業(yè)過程中的催化劑、載體等,從一開始就應考慮有重復使用的設計。
Ⅲ.回收——Recycling回收主要包括:回收未反應的原料、副產物、助溶劑、催化劑、穩(wěn)定劑等非反應試劑。
Ⅵ.再生——Regeneration再生是變廢為寶,節(jié)省資源、能源,減少污染的有效途徑。它要求化工產品生產在工藝設計中應考慮到有關原材料的再生利用。
Ⅴ.拒用——Rejection拒絕使用是杜絕污染的最根本辦法,它是指對一些無法替代,又無法回收、再生和重復使用的毒副作用、污染作用明顯的原料,拒絕在化學過程中使用。
三、綠色化學的發(fā)展前景
3.1反應原料的綠色化即反應原料符合5R原則。
3.2原子經濟性反應在基本有機原料的生產中,已有一些原子經濟性反應的典范,如丙烯氫甲?;贫∪⒓状剪驶拼姿岷蛷亩《┖蜌淝杷岷铣杉憾娴?。
3.3高效合成法不涉及分離高效的的多步合成無疑是潔凈技術的重要組成部分。
3.4.提高反應的選擇性———定向合成如不對稱合成。
3.5.環(huán)境友好催化劑例如在正己烷的裂解反應中,固體酸SiO2-AlCl3比普通AlCl3具有更好的選擇性,更小的腐蝕性。
3.6.物理方法促進化學反應如微波引發(fā)和促進DielsAlder反應、Claisen重排、縮合等許多重要的有機反應。
3.7.酶促有機化學反應酶促有機化學反應有高效性、選擇性、反應條件溫和和自身對環(huán)境友好等特點。
3.8溶劑化學污染不僅來源于原料和產品,而且與反應介質、分離和配方中使用的溶劑有關,有毒揮發(fā)性溶劑替代品的研究是綠色化學的重要研究方向。如超臨界流體、水相有機合成和室溫熔鹽溶劑等。
3.9.計算機輔助綠色化學設計和模擬在化學化工領域,計算機已廣泛用于構效分析、結構解析、反應性預測、故障診斷及控制等許多方面。無疑,計算機在尋找符合綠色化學原則的最佳反應路線、化工過程最優(yōu)化、產品設計等方面推動了綠色化學的更快發(fā)展。
3.10環(huán)境友好產品如可降解塑料、環(huán)境友好農藥、綠色燃料、綠色涂料和CFCs替代物等。綠色化學為化學的發(fā)展注入了新的活力,在21世紀化學必將大有可為。
參考文獻
[1]王恩舉.漫談綠色化學.大學化學,2002,(4)