第一篇:绿色化学与社会生活论文(仅供参考)
绿色化学与社会生活
人类正面临有史以来最严重的环境危机,由于人口急剧的增加,资源的消耗日益扩大,人均耕地、淡水和矿产等资源占有量逐渐减少,人口与资源的矛盾越来越尖锐;环保问题就成为经济与社会发展的重要问题之一。作为国民经济支柱产业之一的化学工业及相关产业,在为创造人类的物质文明作出重要贡献的同时,在生产活动中不断排放出大量有毒物质,化学工业也为环境和人类的健康带来一定的危害。发达国家对环境的治理,已开始从治标,即从末端治理污染转向治本,即开发清洁工业技术,消减污染源头,生产环境友好产品。“绿色技术”已成为21世纪化工技术与化学研究的热点和重要科技前沿。
绿色化学又称绿色技术、环境无害化学、环境友好化学、清洁化学。绿色化学即是用化学及其它技术和方法去减少或消除那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂、试剂、产物、副产物等的使用和产生。
化学可以粗略地看作是研究从一种物质向另一种物质转化的科学。传统的化学虽然可以得到人类需要的新物质,但是在许多场合中却既未有效地利用资源,又产生大量排放物,造成严重的环境污染。绿色化学则是更高层次的化学,它的主要特点是“原子经济性”,即在获得物质的转化过程中充分利用每个原料原子,实现“零排放”,因此既可以充分利用资源,又不产生污染。传统化学向绿色化学的转变可以看作是化学从“粗放型”向“集约型”的转变。绿色化学可以变废为宝,可使经济效益大幅度提高。绿色化学已在全世界兴起,它对我国这样新兴的发展中国家更是一个难得的机遇。采用无毒、无害并可循环使用的新物料 1.1 原料选择
工业化的发展为人类提供了许多新物料,它们在不断改善人类物质生活的同时,也带来大量生活废物,使人类的生活环境迅速恶化。为了既不降低人类的生活水平,又不破坏环境,我们必须研制并采用对环境无毒无害又可循环使用的新物料。
以塑料为例,据统计,到1989年美国在包装上使用的塑料就超过55.43亿kg(20世纪90年代数量进一步上升),打开包装后即被抛弃,这些塑料废物破坏环境是我们面临的一大问题:掩埋它们将永久留在土地里中;焚烧它们会放出剧毒。
我国也大量使用塑料包装,而且在农村还广泛地使用塑料大棚和地膜,造成的“白色污染”也越来越严重。解决这个问题的根本出路在于研制可以自然分解或生物降解的新型塑料,目前国际上已有一些成功的方法,例如:光降解塑料和生物降解塑料。前者已经投入生产。光生物双降解塑料研究是我国“八五”科技攻关的一个重大项目,已取得一些进展。1.2 溶剂的选择
大量的与化学制造相关的污染问题不仅来源于原料和产品,而且源自在其制造过程中使用的物质。最常见的是在反应介质,分离和配方中所用的溶剂。在传统的有机反应中,有机溶剂是最常用的反应介质,这主要是因为它们能较好地溶解有机化合物。但有机溶剂的毒性和难以回收又使之成为对环境有害的因素。因此,在无溶剂存在下进行的有机反应,用水作反应介质,以及超临界流体作反应介质或萃取溶剂将成为发展洁净合成的重要途径。1.2.1 固相反应
固相化学反应实际上是在无溶剂化作用的新颖化学环境下进行的反应,有时可比溶液反应更为有效并达到更好的选择性。它是避免使用挥发性溶剂的一个研究动向。
1.2.2 以水为溶剂的反应
由于大多数有机化合物在水中的溶解性差,而且许多试剂在水中会分解,因此一般避免用水作反应介质。但水作为反应溶剂有其独特的优越性,因为水是地球上自然丰度最高的“溶剂”,价廉、无毒、不危害环境。此外水溶剂特有的疏水效用对一些重要有机转化是十分有益的,有时可提高反应速率和选择性,更何况生命体内的化学反应大多是在水中进行的。水相有机合成在有机金属类反应,水相Lewis酸催化的反应现都已取得较大进展。因此在某些有机化学反应中,开发利用以水作溶剂是大有可为的。1.2.3 超临界流体作为有机溶剂
超临界流体是指超临界温度及超临界压力下的流体,是一种介于气态与液态之间的流体。在无毒无害溶剂的研究中,最活跃的研究项目是开发超临界流体(SCF),特别是超临界CO2作溶剂。超临界CO2是指温度和压力在其临界点(31.10℃,7 477.79KPa)以上的CO2流体。它通常具有流体的密度,因而有常规常态溶剂的溶解度;在相同条件下,它又具有气体的粘度,因而又具有很高的传质速度。而且,由于具有很大的可压缩性,流体的密度,溶剂溶解度和粘度等性能可由压力和温度的变化来调节。其最大优点是无毒、不可燃、价廉等。1.3 催化剂的选择
许多传统的有机反应用到酸、碱液体催化剂。如烃类的烷基化反应一般使用氢氟酸、硫酸、三氯化铝等液体酸做催化剂,这些液体酸催化剂的共同缺点是:对设备腐蚀严重,对人身危害和产生废渣污染环境。为了保护环境,多年来人们从分子筛、杂多酸、超强酸等新催化材料入手,大力开发固体酸做为烷基催化剂。其中采用新型分子筛催化剂的乙苯液相烃化技术较为成熟,这种催化剂选择性高,乙苯收率超过99.6%,而且催化剂寿命长。2 化学反应的绿色化
为了节约资源和减少污染,合成效率成了当今合成方法学研究中关注的焦点。合成效率包括两方面,一是选择性(化学、区域、非对映体和对映体选择性),另一个就是原子经济性,即原料分子中究竟有百分之几的原子转化为产物,理想的原子经济反应是原料分子中的原子百分之百的转变为产物,不产生副产物或废弃物,实现废物的“零排放”。为此,化学化工工作者在设计合成路线时,要减少“中转”、增加“直快”、“特快”,更加经济合理地利用原料分子中的每一个原子,减少中间产物的形成,少用或不用保护基或离去基,避免副产物或废弃物的产生。实现原子经济反应的有效手段很多,在些不作赘述。3 生物技术的应用
生物科学是当代科学的前沿。生物技术是世界范围内新技术革命的重要组成部分,生物化工是21世纪最具有发展潜力的产业之一,它将成为创造巨大社会财富的重要产业体系。采用生物技术已在能源、采油、采矿、肥料、农药、蛋白质、聚合物、表面活性剂、催化剂、基本有机化工原料、精细化学品的制造等方面得到广泛应用。从发展绿色化学的角度出发,它最大的特点和魅力就在节约能源和易于实现无污染生产而且可以实现用一般化工技术难以实现的化工过程,其产品常常又具有特殊性能。因此,生物技术的研究和应用倍受青睐。
绿色化学是人类的一项重要战略任务。绿色化学的根本目的是从节约资源和防止污染的观点来重新审视和改革传统化学,从而使我们对环境的治理可以从治标中转向治本。绿色化学的发展不仅将对环境保护产生重大影响,而且将为我国的企业与国际接轨创造条件。
第二篇:化学与社会生活论文
论化学与社会生活
【摘要】化学在我们的日常生活中随处可见,已经渗透到我们生活的各个方面,它在改善我们的吃穿住行等方面起着非常重要的作用。
摘要:我们的日常生活,形形色色,丰富多彩。随着人们生活水平的提高,人 们越来越追求健康、高品位的生活,化学与生活的联系也日趋密切。可以说,人们的生活——衣食住行,都属于物质范畴;而化学,作为一门物质研究的基础性学科,就与我们的生活息息相关。生活中处处有化学,化学在人类的生产和生活中发挥了不可估量的作用。
关键词:生活中的化学常识 化学生活小窍门
引言:化学是一门基础自然科学,它是人类认识世界、改造世界的锐利武器。只 要你留心观察、用心思考,就会发现生活中的化学知识到处可见。人类生活坏境中的物质,有的是天然存在的,比如我们喝的水、呼吸的空气;有的是由天然物质改造而成的,如我们吃的酱油、喝的酒,是由粮食加工和经过化学处理得到的。更多的物质不是天然生成的,而是用化学方法由人工合成的,如化肥、农药、塑料、合成橡胶、合成纤维等。它们形形色色、无所不在,使人类社会的物质生活更加丰富多彩。放眼四顾,我们都会看到各种各样的化学变化、五光十色的化学现象。可见,人们的生活离不开化学——生活处处显化学。
【关键词】化学知识;自然科学;人类生活
【引言】从我们学化学以来,就知道了化学是研究物质的性质、组成、结构、变化和应用的科学。但我们是否知道化学在我们生活中具体扮演怎样的角色呢?化学给我们带来了什么呢?我们的生活与化学密切相关,我们的衣食住行都离不开我们的化学,也正因为如此,化学无处不在,它也给我们生活和生活带来诸多不便和危害。
恩格斯说:“生命的起源必然是通过化学的途径实现的。”没有化学的变化,就没有地球上的生命,也就更不会有人类。是化学创造了人类,创造了美丽的地球。因此自有人类以来就开始了对化学的探索,我们周围的事物都是由许许多多的化学元素组成的,它与我们的生活息息相关,在生产和生活中发挥着不可估量的作用。我国著名滑雪前辈杨石先生说:“农、轻、重、吃、穿、用,样样都离不开化学。” “民以食为天”,粮食可以说是我们的必需品,然而我们吃的粮食离不开化肥、农药这些化学制品。1909年哈伯发明的合成氨技术使世界粮食翻倍,如果没有他发明的这个化学技术,那么世界上就有一半的人得不到温饱。加工制造色香味俱佳的食品和为了保存一下比较难储存的食品就更离不开各种食品添加剂,如甜味剂、防腐剂、香料、味精、色素等等,多是用化学合成方法或化学分离方法制成的。
再者我们洗衣服用的洗衣粉可以说功能越来越多,有加酶漂白的,有帮助柔顺的,还有芳香四溢的,其实洗衣粉功效越强越多,表明添加的化学剂越多,这些化学剂对我们的皮肤多多少少有不利的吧。因此,购买洗衣粉要尽量选功能简单、添加成分少、气味淡的。
另外在航空领域也离不开我们的化学,火箭之所以能飞上太空,,因为它所使用的燃料是能量巨大的火箭推进剂 ,有固体和液体两大类。固体推进剂可分为双基推进剂(主要由硝化棉和硝酸酯类增塑剂如硝化甘油等组成)和复合推进剂(主要由可燃剂——粘结剂如聚氨基甲酸酯、聚硫橡胶、聚丁二烯等和氧化剂如硝酸铵、高氯酸铵等组成)。液体推进剂由可燃剂(如液氢、肼类、胺类、硼烷、石油产品等)和氧化剂(如液氧、液氟、过氧化氢、发烟硝酸、四氧化二氮、四硝基甲烷等)组成。因为化学,我们的神舟飞船飞天成功,使我们国际在航空领域取得优越性,这我们能说不是我们的化学的关键性作用吗?
总之,现代生活与化学是紧密相连不可分割的。不管是生命本身作为一个过程,还是生命得以维持所必须依赖的外在物质条件,都离不开化学。在我们身边化学无处不在,无时不在,化学影响到我们生活的方方面面。
在我们觉得化学是理所当然时,在我们享受化学带给我们的一切时,在我们看到化学给我们带来很多很多的便利和好处时,是否想到化学也给我们带来了一些麻烦。其中化学污染是一个很严重的问题。
现在越来越多的家庭拥有了私家车,当大家开始享受美好生活时,一些人开始担心,因为汽车在行驶过程中会排放大量尾气。汽车尾气对人体健康有什么样的危害呢?一氧化碳是一种无色、无臭、无味、无刺激性的有毒气体。它随着空气经肺进入血液循环,与血液中的血红蛋白结合,降低红细胞的携氧功能,引起缺氧,影响呼吸及心、脑功能。碳氢化合物对机体具有一定的刺激作用。氮氧化物的刺激作用较小,但易于侵入呼吸道深部细支气管和肺泡,长期吸入可使肺组织受到破坏;氮氧化物还能引起组织缺氧而造成全身组织损伤。
酸雨的成因是一种复杂的大气化学和大气物理现象。它可以直接使大片森林死亡,农作物枯萎;也会抑制土壤中有机物的分解和氮的固定,使湖泊、河流酸化,并溶解土壤和水体底泥中的重金属进入水中,毒害鱼类;加速建筑物和文物古迹的腐蚀和风化过程;可能危及人体健康。1985年,英国科学家观测到南极上空出现臭氧层空洞,并证实其同氟利昂(CFCs)分解产生的氯原子有直接关系。
化学除了造成大气污染外,同时还造成了食品污染。
说到我们的吃食离不开化学,是因为我们吃的粮食离不开化肥、农药这些化学制品。加工制造色香味俱佳的食品就更离不开各种食品添加剂,如甜味剂、防腐剂、香料、味精、色素等等,多是用化学合成方法或化学分离方法制成的。但人为加入的添加剂,但如果超出国家有关标准规定的安全水平,就会对人体造成危害。
另外化学在工业加工时也存在着污染。食品加工企业使用的化学物质,如润滑剂、清洗剂、消毒剂、燃料、油漆等。这些物质使用和管理不当,可能污染食品。食品容器、包装材料等带来的食品污染问题也应引起重视。如PVC(聚氯乙烯)保鲜膜与食物接触一同加热可产生致癌物。
化学给我们带来了很多,我们在索取便利的同时要思量我们的行为是否危害着我们的环境,尤其在化学工业上我们切不可采用先污染后治理的处事方法,我们不能利用我们的化学来赚取自己的利益而损害人们的健康,这还需待我们的素质的提高,让我们更好地运用我们的化学。
【参考文献】
[1] 周天泽,现代生活化学,北京师范大学出版社,1993 [2] 吴旦,化学与现代社会,科学出版社,2002 [3] 江元汝,生活中的化学,中国建材工业出版社,2002
王凤英,生活中化学物质的污染,《集宁师专学报》 2000年04期 边鸣,食物中有哪些化学污染,《中老年保健》 2007年04期
第三篇:化学与社会生活论文
论化学与社会生活
【摘要】化学在我们的日常生活中随处可见,已经渗透到我们生活的各个方面,它在改善我们的吃穿住行等方面起着非常重要的作用。【关键词】化学知识;自然科学;人类生活
【引言】从我们学化学以来,就知道了化学是研究物质的性质、组成、结构、变化和应用的科学。但我们是否知道化学在我们生活中具体扮演怎样的角色呢?化学给我们带来了什么呢?我们的生活与化学密切相关,我们的衣食住行都离不开我们的化学,也正因为如此,化学无处不在,它也给我们生活和生活带来诸多不便和危害。
恩格斯说:“生命的起源必然是通过化学的途径实现的。”没有化学的变化,就没有地球上的生命,也就更不会有人类。是化学创造了人类,创造了美丽的地球。因此自有人类以来就开始了对化学的探索,我们周围的事物都是由许许多多的化学元素组成的,它与我们的生活息息相关,在生产和生活中发挥着不可估量的作用。我国著名滑雪前辈杨石先生说:“农、轻、重、吃、穿、用,样样都离不开化学。”
“民以食为天”,粮食可以说是我们的必需品,然而我们吃的粮食离不开化肥、农药这些化学制品。1909年哈伯发明的合成氨技术使世界粮食翻倍,如果没有他发明的这个化学技术,那么世界上就有一半的人得不到温饱。加工制造色香味俱佳的食品和为了保存一下比较难储存的食品就更离不开各种食品添加剂,如甜味剂、防腐剂、香料、味精、色素等等,多是用化学合成方法或化学分离方法制成的。
再者我们洗衣服用的洗衣粉可以说功能越来越多,有加酶漂白的,有帮助柔顺的,还有芳香四溢的,其实洗衣粉功效越强越多,表明添加的化学剂越多,这些化学剂对我们的皮肤多多少少有不利的吧。因此,购买洗衣粉要尽量选功能简单、添加成分少、气味淡的。
另外在航空领域也离不开我们的化学,火箭之所以能飞上太空,,因为它所使用的燃料是能量巨大的火箭推进剂 ,有固体和液体两大类。固体推进剂可分为双基推进剂(主要由硝化棉和硝酸酯类增塑剂如硝化甘油等组成)和复合推进剂(主要由可燃剂——粘结剂如聚氨基甲酸酯、聚硫橡胶、聚丁二烯等和氧化剂如硝酸铵、高氯酸铵等组成)。液体推进剂由可燃剂(如液氢、肼类、胺类、硼烷、石油产品等)和氧化剂(如液氧、液氟、过氧化氢、发烟硝酸、四氧化二氮、四硝基甲烷等)组成。因为化学,我们的神舟飞船飞天成功,使我们国际在航空领域取得优越性,这我们能说不是我们的化学的关键性作用吗?
总之,现代生活与化学是紧密相连不可分割的。不管是生命本身作为一个过程,还是生命得以维持所必须依赖的外在物质条件,都离不开化学。在我们身边化学无处不在,无时不在,化学影响到我们生活的方方面面。
在我们觉得化学是理所当然时,在我们享受化学带给我们的一切时,在我们看到化学给我们带来很多很多的便利和好处时,是否想到化学也给我们带来了一些麻烦。其中化学污染是一个很严重的问题。
现在越来越多的家庭拥有了私家车,当大家开始享受美好生活时,一些人开始担心,因为汽车在行驶过程中会排放大量尾气。汽车尾气对人体健康有什么样的危害呢?一氧化碳是一种无色、无臭、无味、无刺激性的有毒气体。它随着空气经肺进入血液循环,与血液中的血红蛋白结合,降低红细胞的携氧功能,引起缺氧,影响呼吸及心、脑功能。碳氢化合物对机体具有一定的刺激作用。氮氧化物的刺激作用较小,但易于侵入呼吸道深部细支气管和肺泡,长期吸入可使肺组织受到破坏;氮氧化物还能引起组织缺氧而造成全身组织损伤。
酸雨的成因是一种复杂的大气化学和大气物理现象。它可以直接使大片森林死亡,农作物枯萎;也会抑制土壤中有机物的分解和氮的固定,使湖泊、河流酸化,并溶解土壤和水体底泥中的重金属进入水中,毒害鱼类;加速建筑物和文物古迹的腐蚀和风化过程;可能危及人体健康。1985年,英国科学家观测到南极上空出现臭氧层空洞,并证实其同氟利昂(CFCs)分解产生的氯原子有直接关系。
化学除了造成大气污染外,同时还造成了食品污染。
说到我们的吃食离不开化学,是因为我们吃的粮食离不开化肥、农药这些化学制品。加工制造色香味俱佳的食品就更离不开各种食品添加剂,如甜味剂、防腐剂、香料、味精、色素等等,多是用化学合成方法或化学分离方法制成的。但人为加入的添加剂,但如果超出国家有关标准规定的安全水平,就会对人体造成危害。
另外化学在工业加工时也存在着污染。食品加工企业使用的化学物质,如润滑剂、清洗剂、消毒剂、燃料、油漆等。这些物质使用和管理不当,可能污染食品。食品容器、包装材料等带来的食品污染问题也应引起重视。如PVC(聚氯乙烯)保鲜膜与食物接触一同加热可产生致癌物。
化学给我们带来了很多,我们在索取便利的同时要思量我们的行为是否危害着我们的环境,尤其在化学工业上我们切不可采用先污染后治理的处事方法,我们不能利用我们的化学来赚取自己的利益而损害人们的健康,这还需待我们的素质的提高,让我们更好地运用我们的化学。
【参考文献】
[1] 周天泽,现代生活化学,北京师范大学出版社,1993 [2] 吴旦,化学与现代社会,科学出版社,2002 [3] 江元汝,生活中的化学,中国建材工业出版社,2002
王凤英,生活中化学物质的污染,《集宁师专学报》 2000年04期 边鸣,食物中有哪些化学污染,《中老年保健》 2007年04期
第四篇:绿色化学与生活论文
绿色化学与生活
课 程 论 文
班级:
xxxXXXX 姓名:
xxxXXXX 学号:
xxxXXXX
指导老师: xxxXXXX
摘要:绿色生活是将环境保护与人们的日常衣食住的生活,融入一体的新文明、新风尚的生活。绿色生活作为一种现代生活方式,包括了日常生活的方方面面,随着人们生活节奏的加快,经济迅速发展,同时由于过度开发和技术的相对落后造成资源日渐贫乏,环境问题也显现出来,倡导绿色生活,要求人们充分而无污染或少污染地利用资源,达到生活资源的在循环和在利用。本文旨在介绍什么是绿色化学,介绍绿色化学诞生的原因及背景,阐释绿色化学理念,介绍绿色化学的基本原则。
关键词:绿色化学 零污染 零排放 消除污染 无毒无害 环境友好 原子经济 可再生 正文:
一、绿色化学的概念
按照美国《绿色化学》(Green Chemistry)杂志的定义,绿色化学是指:在制造和应用化学产品时应充分利用(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H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“绿色化学”作为新世纪化学进展的主要方向之一。
绿色化学的主要特点是:
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,力图使所有作为原料的原子都转化成产品,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。
二、绿色化学产生的原因
化学在为人类创造财富的同时,给人类也带来了危难。而每一门科学的发展史上都充满着探索与进步,由于科学中的不确定性,化学家在研究过程中不可避免地会合成出未知性质的化合物,只有通过经过长期应用和研究才能熟知其性质,这时新物质可能已经对环境或人类生活造成了影响。
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。严峻的现实使得各国必须寻找一条不破坏环境,不危害人类生存的可持续发展的道路。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?绿色化学的口号最早产生于化学工业非常发达的美国。1990年,美国通过了一个“防止污染行动”的法令。1991年后,“绿色化学”由美国化学会(ACS)提出并成为美国环保署(EPA)的中心口号,并立即得到了全世界的积极响应。为了解决上述问题,绿色化学应运而生。
三、绿色化学的重要意义
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,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20-25%。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,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、绿色化学的基本原则 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、最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。绿色化学的性质:
(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转化为生成物,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。
绿色化学的基本原则:
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。
五、结语
本文通过介绍什么是绿色化学,介绍绿色化学诞生的原因及背景,阐释绿色化学理念,介绍绿色化学的基本原则,来传播绿色化学理念,使同学们对绿色化学这一崛起的学科做更为深入的了解和认识,从而在以后的生活和实践环节更加重视对环境和资源的保护,保护我们赖以生存的地球。
六、参考文献
《绿色化学》(Green Chemistry)杂志
第五篇:化学与生活论文——绿色化学
绿色化学
绿色化学
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,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,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
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绿色化学
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、研究情况
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。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。
性质:(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。
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。
1、防止污染优于污染形成后处理。
2、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。
3、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。
4、设计化学产品时应尽量保持其功效而降低其毒性。
5、尽量不用辅助剂,需要使用时应采用无毒物质。
6、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。
7、最大限度地使用可更新原料。
8、尽量避免不必要的衍生步骤。
9、催化试剂优于化学计量试剂。
10、化学品应设计成使用后容易降解为无害物质的类型。
11、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。
12、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。
3、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、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)快速有效的筛选
在化合物的筛选过程中,可以应用组合化学技术,对不同的分子结构单元进行组合合成,得到成千上万个产物以满足下一步高通量筛选系统(HTS)的需要,目前通过改进的组合化学已可以得到各纯度较高的单一化合物供HTS筛选之用[3]。首先建立一个已知的有机合成反应尽可能全的资料库,然后再确定目标产物后,第一步找出一切可以产生目标产物的反应;第二步把这些反应的原料作为中间目标产物找出一切可产生它们的反应,依次类推下去,直到得出一些反应路线正好使用我们预定的原料。在搜索过程中,计算机按我们制定的评估方法自动地比较可能的反应途径,随时排除不适合的,以便最终找到廉价、物美、不浪费资源、不污染环境的最佳途径。所以,将组合化学技术和计算机辅助设计技术应用到化学合成中,是一种经济、快速的策略,为绿色化学的实现提供了极大的可能性。(3)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.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。
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绿色化学
(4)采用无毒无害的原料
为使制得的中间体具有进一步转化所需的官能团和反应性,在现有化工生产中仍使用剧毒的光气和氢氰酸等作为原料。为了人类健康和社区安全,需要用无毒无害的原料代替它们来生产所需的化工产品[5]。在代替剧毒氢氰酸原料方面,Monsanto公司从无毒无害的二乙醇胺原料出发,经过催化脱氢,开发了安全生产氨基二乙酸钠的新工艺,改变了过去的以氨、甲醛和氢氰酸为原料的二步合成路线,避免了使用剧毒氢氰酸原料。Flexsys Americal.P.在生产一种橡胶防降解剂化学品家族的关键中间体4-ADPA过程中,开发了一个新的环境友好路线——使用碱性促进剂实现氢对芳环的亲核取代反应,替代了传统的氯化反应,不仅消除了大量剧毒氯气的储存、使用和处理,也大大减少了废物的排放。
(5)使用无毒无害的催化剂
催化剂的合理选择和应用是化工过程中最关键的技术之一。使用新的反应原料就必须新的催化剂来活化,传统的催化剂应进行改进,使其选择性、与反应体系的相容性清洁性都进一步提高。现在以邻苯二酚生产方法为例:新的生产工艺采用酶E.Coli作催化剂,它能使葡萄糖活化,定向地转化为邻苯二酚[6]。这种新工艺避免了风险原料和试剂的使用也不产生副产品或废弃物。由于催化剂在绿色化学中有重要地位,传统工艺的改造需要催化剂,新的工艺同样需要新催化剂,因此,如何设计高效无害催化剂也就成了绿色化学研究的重要内容之一。当前设计和开发的新型催化剂有以下几种类型:分子氧气化催化剂、新型分子筛催化剂。
(6)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β-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。(7)利用可再生的资源合成化学品
生物质是可再生性资源,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]。
(8)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,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、环境友好的“洁净”的反应介质等绿色化学原理对有机化学化工的发展将有更重要的指导意义。而绿色化学有待在理论、实践领域中进行更深入的研究发展,其发展必然会推动人类社会的进步,相信随着科学的进步和人们绿色意识的提高,人类赖以生存的地球环
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绿色化学
境会变得更加美好。
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《化学与生活》
——绿色化学
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2010.12.10