绿色化学读书笔记 杜平金(化师一班047)

第一篇：绿色化学读书笔记 杜平金(化师一班047)

绿色化学读书笔记化学师范一班杜平金047

绿色化学读书笔记

第一章绪论：

化学是一门“核心、实用、创造性“的科学，从其诞生到今天，已经取得了巨大的成就。它的方法、它的结构以及化学反应方面的研究目前仍在主导其他学科地位；它在开发天然资源以满足人类的生活需要方面作出了巨大贡献。基于化学的产业利用天然资源制取大量的化肥、农药、农膜、塑料、钢铁、水泥等原料，并生产大量的合成纤维和橡胶等以弥补农业、林业的不足；能源的开发利用，新材料的开发利用、医药卫生等均离不开化学。可以说，人类的衣食住行用以及保持健康等无一项可以离开化学，化学在这些领域中直接或间接地发挥着它不可替代的作用。但是随着人类社会的发展，我们发现，整个人类社会正面临着严峻的挑战。

第一节：环境问题

人类在向大自然不断索取以满足自身需要的同时，也造成了严重的环境污染。

1.全球气候变暖

全球气候变暖是大气中温室气体浓度升高引起的。这些温室气体

又是人类在寻找食物、生活用品、供热取暖等基本生活要求过程以及工业经济活动过程中排放到大气中的。

2.核冬天的威胁

目前，在北极地区已经观察到烟尘和其他气体溶胶的大透镜作用。

从核爆炸时发生对大气影响的不确知程度来看，大气中烟尘对地球的影响可能会更大。1982年，有人提出了有限的核战争所产生的烟尘会导致地球冷却的假设，这个概念被称为“核冬天”。即使是有限的局部核战争，预计也会导致引起大量的烟尘产生，并喷射到大气中，使得地球冷却，农作物在冬天会被冻死。关于气溶胶在气中停留时间以及烟尘对辐射平衡的影响目前还不清楚。

3.臭氧层破坏

距地球表面15—50KM的大气平流层集中了地球表面上90%的臭氧气体，尽管其浓度很低（从未超过10*10），但它却吸收了太阳光中对生物生长有害的、波长在295—320NM的紫外线，在太阳与地球之间形成了一道天然屏障，正是有了这道屏障，地球上的人类与其他生物才得以正常生存与繁衍。然而，由于工业的发展和人类生活方式、生活条件的改变，人类大量使用空调制冷剂、泡沫灭火剂、气雾剂、发胶、蓬松剂等化学性质稳定的氟氯烃、溴氟氯烃等化合物，这类化合物虽然在表面时性质稳定，不易燃烧，易于贮存，对人和其他生物也没有毒性，但当它们上升到平流层中后，在强烈的紫外线作用下，会由光激发而生成氯原子自由基-6

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等化学性质十分活泼的物种，这些物种会与大气平流层中的臭氧发生化学反应，使臭氧分解从而降低其在平流层中的浓度，使臭氧层遭到破坏。另一方面，汽车尾气、火力发电厂的烟气等中所含的氮氧化合物进入臭氧层后，会催化臭氧的分解反应，从而破坏臭氧层。由于人类向大气中排放的能破坏的物质增加很快，因而臭氧层的破坏已日趋严重。目前在南极上空已经形成了近万平方公里的“臭氧空洞”。

4.光化学烟雾和大气污染

大气圈从古到今一直被作为排放大量废弃物的大容器。大量的碳

氢化合物、碳氧化合物、氮氧化合物、硫氧化合物、粉尘类物质等不停地排向大气圈，直接污染大气并危及人类的生命。同时这些物质达到对流层后，在大太阳光的紫外线照射下发生一系列化学反应，大气对流层变成一个大的光化学反应容器。光化学烟雾主要是氮氧化合物与烃类物质在紫外线照射下，经过一系列复杂反应后形成的一种大气污染现象。光化学烟雾的组成十分复杂，其中不仅含有从污染源直接排放的一次污染物，而且包含有更重要的二次污染物，诸如臭氧（在臭氧层对人类起保护作用，但在地表附近就成污染）、醛类和过氧乙酰硝酸酯等。光化学烟雾通常含有高浓度的氧化剂，故又称了氧化性烟雾。

5.酸雨

酸雨是空气中的酸性气体随雨而下形成的。这些酸性气体主要来

自于交通运输、发电、家庭生活等燃烧化石燃料的过程，主要有S、N的氧化物（主要是SO2）。

6.生物多样性锐减

生物多样性锐减是地球上所有生物——植物、动物和微生物及其

他物质构成的综合体。它包括遗传的多样性、物种多样性和生态系统多样性三个组成部分。

7.森林的破坏

森林是地球生命之肺，除涵养水源、防止水土流失、调节气候等

作用外，还可以吸收二氧化碳，放出氧气。

8.荒漠化

荒漠化主要是由于气候变化和人类经济活动在内的各种因素影响

所造成的干旱、半干旱和干燥、亚湿润地区的土地退化。

第二章：绿色化学是当今国际化学科学研究的前沿。它吸收了当代物理、生物、材料、信息等科学的最新理论和技术，是具有明确的科学目标和明确的社会需求的新兴交叉学科。传统的环境保护方法是治理污染，或曰污染的末端治理，也就是研究已有污染物对环境的污染情况，研究治理这些已经产生了的污染物的原理和方法，是一种治标的方法。绿色化学的目标是：化学过程不产生污染，即将污染消除于其产生之前。实现这一目标后就不需要治理污染，因其根本不产生，是一种从源头上治理污染的方法，是一种治本的方法。故绿色化学致力于研究经济技术上可行的、对环境不产生污染的、对人类无害的化学品的设计、制造和使用；研究经济

技术上可行的、对环境不产生污染的、对人类无害的化学过程的设计和应用。简言之，绿色化学就是把化学知识、化学技术和化学方法应用于所有的化学品和化学过程，以减少直到消除对人类健康和环境有害的反应原料的使用、这类反应过程的利用、这类产物的生产和使用、这类反应溶剂的使用，尽可能不生成副产物，更加充分地利用资源，以适应可持续发展的需要。

原子利用率：

在合成反应中，要减少废物排放的关键是提高反应的选择性和原子利用率。即化学反应中，到底有多少反应物的原子转变到了目标产物中，原子利用率可用下定义：原子利用率等于目标产物的量与按化学计量式所得的产物的量之和的比值。一般的方法是利用催化剂，所以催化剂的研究利用是绿色化学的重要方法之一。

第三章：

设计安全无毒化学品的一般原则——（外部效应原则）主要是通过分子设计，改善分子的与其在环境中的分布、人和其他生物机体对它的吸收性质等重要理化性质，从而减少它的有害生物效应和（内部效应原则）通过分子设计以达到以下目标“增大生物解毒性，避免物质的直接毒性，和间接生物致毒性或称为生物活化。通过分子结构设计，从而增大物质降解速度、降低物质的挥发性、减少分子在环境中的残留时间、减少物质在环境中转变为具有有害生物效应物质的可能性等均是重要的外部效应原则的例子。另外通过分子设计，从而降低或妨碍人类、动物和水生生物对物质的吸收也是外部效应原则要面对的问题。

增大生物解毒性包括把分子设计为本身是亲水性的或很容易与葡萄糖醛酸、硫酸盐或氨基酸结合，从而加速其从泌尿系统或胆汁中排出。要避免物质的直接毒性，就要把物质分子设计成无毒无害类化合物，或从分子中引入一些无毒功能团。

为推广安全有效化学品的设计应解决的问题

1.加大宣传力度，让安全有效化学品的设计在学术界和工业界深入人心。

2.建立关于安全有效化学品的设计这一概念的科学的、技术的和经济的可靠性。

3.进一步加强对风险化学品进行仔细认真的分析和研究。

4.在毒理学研究中进一步强调机理研究和构效关系研究。

5.改革和修正化学教育体系和化学教学内容，在其中引入与安全有效化学品的设计相关理论和实践性教学内容。

6.化学界和工业界均要积极参与，积极开展这方面的工作。

第四章：

硅是碳的等电排原子——从化学上看，用硅作为碳的等电排原子是再自然不过的了。因为碳和硅是4A族元素，因此，在化学性质上有相似性。与同族其它元素一样，硅和碳都是4价金属，能形成四面体结构，能与碳形成稳定化学键。虽然，目前对硅硐移置物尚有争论。但一般来说，硅取代碳后形成的衍生物是无毒的，尤其是与同族的锗、锡、铅的衍生物相比。因此硅是唯一一个用作对碳作等

电排转换的元素。另外硅是自然界存量丰富、价廉，且可以各种形式出现的元素。

尽管硅元素是与碳元素最相似的元素，他们的化合物在性能上有一定的相似性，但并非所有情况下都可以用硅代替碳，有时有严格的限制。

硅形成的双键或三元环化合物在空气及潮气中均极不稳定。

硅与氮、氧等杂原子形成的单键是强化学键，但能水解。

硅取代的环境安全化学品的例子：

DDT的硅取代物

尽管DDT对哺乳动物来说相对比较安全，但由于它对其他物种有毒

性，同时会在环境中长期存在，因此，不得不放弃这一重要杀虫剂的使用。在设计DDT的硅等电排取代物中，设计了DDD类硅烷类物质。

有机硅杀真菌剂

Meberg及其合作者制备了一系列硅取代三唑类化合物，为杀真菌剂的开发开辟了一条新的途径。其中一个，氟苯代硅三唑对谷类防真菌特别有效，已是目前商用的主要谷类防真菌剂。

第五章：

由分析满足绿色化学要求的合成路线可见，催化可从各个方面满足绿色化学的要求。不管是酶催化还是传统的化学催化的反应，通常其所需要的能量更低，转化更为有效，这样可降低反应所需能耗，减少副产物、共生物和其他废物的生成。通常还可以把催化剂设计成对环境友好的。在应用于化学、化工生产的化学反应中，非生物催化占有成为重要的地位。催化在环境保护、绿色化学中有十分重要的作用。

1.催化与污染的防治：

催化已经在减少污染方面起到了重要作用，利用催化剂减少和消除发电厂废气及汽车尾气中的氮氧化合物的排放，以改善空气的质量。利用催化剂减少挥发性有机溶剂的使用；利用催化剂技术取代使用氯或有含氯中间物的合成方法和过程，并减少污染物的生成„„

2.新的反应原料需要新的催化剂来活化：

目前我们使用的大部分化学化工原料都来自于石油。而石油资源正面临枯竭的威胁，我们必须寻找新的可再生的化学化工原料，新的反应原料就必须有新的催化剂来活化。在可再生原料中，除生物资源外，二氧化碳也可看作可再生资源。

所谓催化设计，就是人们按照自己的意图制造目标催化剂的工作，它代表一种构思，而不一定要画出图纸。也就是对指定反应，或者需要制造某种产品，应该如何选用一种催化剂的知识逻辑分析。这种设计出的催化剂应该是具有高度专一性、高效的选择性，能取得最大的经济效益和环境效益。催化剂的设计一般按如下步骤进行。

1.总体性考虑：

在着手设计催化剂之前，首先要对面对的问题作总体性分析，反应的可行性，最大平衡产率、要求的最佳反应条件，可选用的原料，反应的原子经济性如何，在实际使用中可能会遇到什么问题，催化剂的经济性，催化反应的经济性等。对催化剂和催化反应有一个总体性的合理了解之后，接着就应分析催化设计参数的几个要素，活性、选择性、稳定性或寿命，可再生性和对人对环境是否无害。

2.设计开发新型分子氢氧化催化剂：

在化学化工过程中，常用的氧化剂有，分子氧、过氧化氢、臭氧和其他无机氧供体，如次氯酸钠，次溴酸钠，硝酸、亚硫酸氢钾、三氧化铬、高锰酸钾、重铬酸钾等等。

3.设计新型金属配合物催化剂：

通常用于均相催化反应，这类反应主要包括有反应物的氧化加成或产物的还原脱出，同时，还有金属原子周围原子和化学健的重排。一个化学品合成所采用的反应类型或其合成路线在很大程度上取决于所选用的原料，原料一旦选定，就必须要选择某些类型的反应。原料对合成路线的效率、过程的环境效应和对人类健康均有极大的影响。原料本身的生产者、原料的保存和运输过程中的操作管理者、原料在使用过程中的加工者会面临多大的危险是在选择原料时要加以考虑的。

还有改变反应试剂、反应溶剂等方法。

第七章：

绿色化学的发展趋势

绿色化学和整个化学的发展一样是前景广阔的。绿色化学正处于连续性技术进步的不断开拓中，原有技术的改进，新的发现和创造的涌动推动着绿色化学不断完善，以达到环境友好的圆满目的，因此某些对化学学科发展有着重要意义，同时又有着潜在的重大经济和社会效益的研究领域中绿色化学发展趋势值得关注。

酶的重组技术提供了生产单一生物体的前景，这种生物体含有能降解环境中有害废物的一组基因工程酶。酶重组会使微生物体降解成新的分子，并拓展了微生物体攻击合成有机化合物的能力。利用酶能自我再生、便宜制得，而又能在环境中常规条件下工作的想法，也许是现代科学为处理和降解有害废物所能涉及的最有效的方法之

一。这些废物包括工人合成的、在苛刻条件下稳定的有机化学品。

某些酶的宽底物特性，为改善和保护环境提供了应用酶催化的可能。

第二篇：绿色化改进,优化化学实验教学

绿色化改进,优化化学实验教学

【内容摘要】实施绿色化学实验教学不仅是新课改的基本要求，更是我国的一项基本国策。绿色化学是在可持续发展背景下，针对高中新课程改革所提出的新型化学实验教学理念。随着环境污染的加剧，人类对绿色环保意识越发注重。化学实验作为化学教学不可或缺的组成之一，对学生兴趣培养和能力训练影响巨大。

【关键词】高中化学 实验教学 绿色化学

在高中化学新课程标准中指出，高中化学实验教学有利于学生形成严谨求实的科学态度和科学的实验观。绿色化学旨在减少化学用品在生产、使用及处理过程中产生的污染，是合理利用资源和能源的体现。本文我将从高中化学实验教学出发，探究绿色化学在化学实验中的应用策略。

一、创新实验设计

要想避免或减少化学实验过程中三废的产生，我们必须坚持实验设计的严谨性，实现实验药品剂量、催化剂使用的最佳配比。在实际教学过程中，需要不断总结，针对已有的化学实验进行绿色化学的改造。在实验设计阶段，尽量选用无毒无害的原料与催化剂，尽可能减少实验过程中药品和仪器的浪费与损耗。

例如，在乙烯制备的化学实验教学中，教材中采用体积比为3：1的硫酸和无水乙醇进行制备实验。无水乙醇与浓硫酸在加热的条件下，乙醇会发生炭化，并产生黑色炭渣，导致实验后的烧瓶难以清洗。同时，该实验效率较低，往往需要消耗过量的乙醇，造成能源资源的浪费。对此，在长期的教学实践探索过程中，我使用浓磷酸与浓硫酸的混合物来代替浓硫酸，通过反复的实验对比和分析，得到了该实验的最佳配合比：浓硫酸、浓磷酸、乙醇的体积比为2.3：0.7：1。当然，此类的创新设计需要教师在长期的教学实践中敢于突破传统和思维限制，更需要大胆的革新。

通过以上的优化设计，乙烯的制备实验效率更高，实验现象更加明显，整个实验更加节能环保。同时，学生们在教师潜移默化的影响下，自身的创新意识和实验态度也得到改善。

二、改进实验装置

随着绿色化学理念在教学中的不断推广，很多教师在实验装置的改进上苦下功夫，提出了微型化??验、组合式实验、封闭式实验等绿色实验方法。通过对实验装置的改进，原本那些实验中产生的有毒有害物质得到无毒化处理，甚至可以为下一个实验继续使用，从而实现了绿色实验的目标。

例如，在氯气的制备和性质探究实验中，我将制备过程与性质探究过程进行了融合处理，实现了这两者的一体化。首先，在氯气的制取上，我们采用浓盐酸与二氧化锰的加热试验。然后，将生成的氯气依次通过浓硫酸→干燥有色布条→湿润有色布条→CCl4和KI溶液→集气瓶→NaOH溶液。最后，在实验装置的连接上，必须实现检验其密封性，保证实验装置的可靠性。在连接顺序的制定上，必须严格按照制备、性质探究、尾气处理的顺序实施。切忌为了一体化实验而强加装置，必须保证组合式实验的可行性。甲中浓硫酸的设置是为了排除水分对氯气的强氧化性质探究的影响、乙丙的干湿顺序而是为了保证实验的对比性、丁中CCl4和KI溶液则是为了探究氯气置换碘的现象、戊则是起到搜集氯气的作用、己则是为了进行尾气处理工作，避免氯气的泄漏。

通过上述组合式实验装置的设计，既节省了实验时间、药品，实现了氯气制备实验的绿色环保性，还实现了化学实验教学的系统性和层次性。若是在传统的氯气制备和性质探究实验中，我们需要设计四到五个分步实验，难免会产生氯气的泄漏和资源的浪费。

三、规范实验操作

规范实验操作是实现绿色实验的关键环节，是拒绝药品浪费和实验污染的有效措施。在传统实验教学中，无论是教师演示实验还是学生自主实验，操作都或多或少存在不规范。因此，要想实现绿色化学实验，必须严把细节关，严格控制因为操作过程不当而引起的环境污染与资源损耗。

例如，在酒精灯的使用上，必须使用外焰加热。因为外焰温度高，可以减少加热时间、提高加热效率。同时，还考虑到内焰加热的不稳定性，容易导致玻璃仪器因为受热不均而导致损坏。因此，在加热宽底器皿时，需要妥善使用石棉网，必要时可以选择采用水浴加热的形式。在托盘天平的使用上，利用镊子拿取砝码，在天平的物盘事先铺设滤纸，减少测量过程的损耗。在漏斗过滤液体的操作上，保证滤纸的“一贴、二低、三靠”，从而提高过滤效率。在气体制备实验中，必须实现检验装置气密性，保证实验气体不外泄。尤其是在高污染及有毒物质实验中，务必保证装置气密性，并做好尾气收集与处理工作。对化学实验过程中的药品剂量做到严格控制，既保证不浪费，又要保证实验现象的明显。在每次实验结束后，务必将实验产物倒入指定容器，对强酸强碱进行处理后再倾倒。如果有可能，尽量将实验产物进行回收利用。

高中化学实验操作繁多，我们的操作规范性渗透必须坚持不懈，在严格要求学生的同时，做好自己的本职工作，为学生树立良好的榜样。

总之，在实验教学中，绿色化学理念的渗透还需要我们一线教师的不懈努力。通过绿色化学理念的渗透，不仅可以实现化学知识的渗透教育，更可以培养学生的环保理念和绿色意识。

【参考文献】

[1] 常东红.高中化学教学中渗透绿色化学思想分析[J].考试周刊，2013（96）.[2] 刘焕成、付金堂.基于新课程理念下高中化学实验绿色化设计与实施[J].中国教育技术装备，2012（26）.（作者单位：云南省曲靖市民族中学）

第三篇：基础化学实验绿色化的改革与实践

基础化学实验绿色化的改革与实践 汪敏，赵延清，郝桂荣

(锦州医学院基础学院，辽宁锦州121001)

【摘要】保护环境、污染、净化环境的同时

【关键词】绿色化学:

【中图分类号】P}313 防止污染是化学工作者非常关心的问题。通过基础化学买验改革买施化学买验绿色化在减少 对大学生进行绿色化学教育可以培养大学生民好的环境保护行为习惯和绿色意识。化学买验;教学改革二 【文献标识码】A 环境保护

[文章编号11672-4569(2004)01一0024-03

绿色化学(Green Chemistr}})是人类与自然相和谐的化学，也叫环境友好化学(Environmentalh} Friendly Chemistry)、环境无害化学(Environmentally Benin Chemistry)、清洁化学(Clean Chemistry)[’]。

绿色化学，是用化学的技术和方法尽量减少甚至消灭那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂和溶剂、产物、副产物等的使用和生产。绿色化学不是一般的治理污染，而是从源头上阻比污染的 产生，是一种最大限度地从资源合理利用、环境保护及生态平衡等方而满足人类可持续发展的化学。绿色

化学是21世纪化学发展的方向和目标。人们对绿色化学的研究虽然刚刚起步，但已经受到世界各国的高 度重视。1991年美国环保署将绿色化学作为环境保护的中心工作来抓，1995年3月16日，美国总统克林

顿宣布设立“总统绿色化学挑战奖;}z}，为在绿色化学方而做出贡献的化学家和企业颁奖0 2000年日本制

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内容[3}。1998年以来，我国政府也制定了一系列环境保护法规，中国科

学院化学学部开展了绿色化学的调研咨询，国家自然科学基金会和中石化集团公司联合资助了绿色化学有

关的“九五”重大基础研究项目，成立了绿色化学研究中心[“}。

我国的化学教育工作者虽然也在与绿色化学有关的方而做了大量的工作，但对绿色化学所具有的现代

内涵及其对人类社会发展的重要意义，仍所知甚少，在实验设计和化学教育的诸多环节上，我们对绿色化

学并没有引起足够的重视，习惯于沿袭传统的化学模式，习惯于“粗放型”的化学研究内容。因此，而对

绿色化学的新概念、新思想和新要求，化学教育工作者要把绿色化学贯穿于化学教育的全过程，把培养学 生的绿色意识和环境保护意识作为自己不可推卸的责任。传统的化学实验总是伴随有毒有害气体、液体、固体的产生而污染环境，危害师生的健康;而倡导化学实验绿色化，不仅是优化教学效果、净化实验室环

境、强化学生绿色意识、全而提高学生素质的重要途径，也是培养国民环境意识、努力实现人类与大自然

和谐共存的重要手段。

根据多年来的化学教学经验，我们在进行绿色化学教育时，首先从实施化学实验绿色化入手，对传统 的实验内容、实验方法和实验技术进行改革，并取得了比较明显的效果。

一、化学试剂计量的减量化和无量化 实现化学实验试剂的减量化和无量化，就是化学计量绿色化。化学计量绿色化是绿色化学的主要目标

【收稿日期12003-12-18 【作者简介】汪敏女1949年生

与研究:赵延清男

桂荣女1972年生

辽宁凌海人锦州医学院基础学院副教授主要从事化学和食品中硒含量测定等教学 1974年生辽宁黑山人锦州医学院基础学院讲师主要从事化学的教学与研究:都 辽宁锦州人锦州医学院基础学院助理研究员。

·医学教育·之一。化学试剂、溶剂、催化剂和指小剂的用量，在保证实验教学效果的前提下，要精确核算，将其用量

控制到最低限度。这样，不仅节约了化学试剂，更重要的是从实验的源头上防l }:了污染。我们把试剂用量

调整到常规用量以下，对各种试剂的浓度指标也相应地予以改变。例如，将各种指小剂的浓度进行调整，酚酞和石蕊指;:剂的浓度由原来的0.5%一1.0%降低到0.1%一0.2%;固体指;:剂铬黑T和钙指;:剂

等，在发给学生使用之前，适当填充部分无毒无害并不影响化学反应的固体物质，并把原来取用指小剂的

金属大药勺换成自制的玻璃小药勺，把指小剂的用量控制在最低限度。实验中所用的各种液体试剂(酸、碱、浪水、AgN03 , NH3.H20 , Hz0:等)和各种有机溶剂、试剂的浓度，也调整到原来的浓度以下。这

样，节约了化学试剂，又减少了环境污染。

但是，由于习惯性等原因，学生做实验时，取用药品往往多多益善。这种化学试剂使用的随意性，势

必造成材料浪费和环境污染。我们除了要求学生严格遵守操作规范、限制试剂的用量之外，还选择了合适 的实验作比较，让学生在自己的亲身经历中受到绿色化学的教育。在实施化学计量绿色化过程中，我们选

定了测定过硫酸铰与碘化钾化学反应的反应速率实验，让学生将各种试剂用量都降至常量的一半，在其他

条件完全相同的情况下测定上述反应的反应速率作比较。学生在自己的实验中发现试剂用量虽然不同，而

实验效果却完全一样。学生从中受到了深刻的启发和教育，因此能够自觉地按照要求取用化学药品。

努力改革传统的实验方式，减少实验对玻璃仪器的依赖性，把实验现象明显、原来在烧杯和试管中进

行的实验改在点滴板上进行。例如，有些离子鉴定、醛基检验实验和有些络合物的性质实验，都可以在点

滴板上进行。这样，既达到了节约化学试剂、减少污染的目的，也实现了化学试剂减量化的目标。

为了尽可能地节约试剂和减少污染，应尽快推广实施微型化学实验技术。所谓微型化学实验技术，是

用尽可能小的实验仪器和尽可能少的化学试剂(一般为常规量的十分之一至千分之一)来获得所需的化学

信息和化学知识的实验方法。微型化学实验既不是常规实验的简单微缩，也不是对常规实验的补充;而是

在绿色化学理念原则下从根本上预防化学污染的一种有效方法。它是以新的实验思想、新的实验方法、新 的实验技术对常规实验的改革和发展，也是绿色化学思想在化学实验中的一种具体体现。

随着教学技术的现代化，在保证实验现象明显、实验数据可靠的前提下，实验教学还可以实施模拟仿

真化，选择典型实验项目或实验环节制作CAI课件。利用计算机进行仿真实验，不仅实验现象生动逼真，学生易于掌握，而目_实现了化学试剂的无量化。

二、化学试剂的绿色化

化学试剂绿色化是指在做化学实验时尽量选择无毒无害的试剂、溶剂和指小剂。选择那些具有环保属

性的试剂，可以避免在实验过程中产生污染。化学实验和化学试剂都具有一定的可替代性，为实现化学实

验绿色化提供了技术支持和发展空间。根据这种可替代性原则选择不同实验或试剂，可以达到同样的教学

目的和教学效果。例如，观察胶体溶液的乳光性质和电泳现象，选择无毒的Fe(OH):溶胶，而不用具有

较大毒性的AszS:溶胶溶液。介绍稀溶液依数性时，可设计一个完全无毒无害的观察渗透现象的演;:实

验:将鸡蛋一端插入一根玻璃管，另一端剥去蛋壳留下内膜作为半透膜，将此装置放在装有水的小烧杯 中，静比一会通过玻璃管内液柱上升就可明显观察到溶液的渗透现象。选择这样的试剂与物质做实验，无

毒无害，对环境无任何污染。此外，利用分光光度法测定有色溶液的浓度，选择高锰酸钾溶液或者硫酸铜

溶液，代替其他有色溶液，可以达到教学目的。其实验现象都很明显，操作也简便。二者相比，用高锰酸

钾优点更多，不但实验过程无毒无害无污染，而目_用过的高锰酸钾溶液经处理之后可以再利用。化学反应 中使用的催化剂，也要选择绿色催化剂，如固体酸、碱、二氧化钦、酶等;而不使用有毒有害的催化剂，如重金属离子、溶剂状态强酸、强碱等。在酸碱标准溶液标定实验中，可使用氢氧化钠标定盐酸标准溶

液。虽然用酚酞或石蕊作指小剂，指小滴定的终点效果都很明显，但是选择石蕊作指小剂更合适，此指小

齐」的分解产物是对环境友好物质。

实验设计也要时刻注意克服对环境的副作用，并目_采用在技术上和经济上是可行的化学试剂和化学过

程。例如，NO:与Nzna在不同温度下h_相转化的实验，先将NOz填充到U型的玻璃管中后封闭，实验

时将装有此气体的U型玻璃管的两端同时分别插入装有不同温度的水的烧杯中。通过两个在不同温度下 的玻璃管两端的气体的不同颜色，可以观察到此封闭体系中NO:与Nzna这两种气体在不同温度下的h_相

·医学教育·转化现象。有毒气体被封闭在玻璃管中，因此，对环境无任何副作用。这种实验装置制作简便，花钱不

多，还可以多次重复使用，节省了实验药品和实验仪器的许多支出。那些毒性较大、严重污染环境的有机

实验，应尽量压缩;可以增加从天然原料中提取有效成分实验一从海带中提取碘，从茶叶中提取咖啡

因，从橘子皮中提取橘油，等等。

合理地安排实验，可以实现化学实验的无毒无害化，或实验污染物的减量化所以，实验内容和所用

试剂必须优中选优，以便实现化学实验绿色最大化。

三、实验末端的绿色化

所谓实验末端的绿色化是在上述原则状态下实现实验结果的绿色化。就目前化学实验的内容和方法而

言，还很难同时达到上述化学试剂、化学计量和化学实验的绿色化标准。学生在实验中产生“二废”是化

学实验室不可避免的问题。目前，凭现有的实验条件和实验方法，我们还不能完全消灭“二废，’;但是，我们可以指导学生如何排放、回收和处理“二废”，实现实验末端的绿色化。实验过程中制备的产品和实

验后形成的废物，对环境都有一定的污染，一定要注意“善后”处理。例如，在食盐提纯与质量检验的实

验之后，提纯的精盐和氯化钠母液必须统一收回。在硫酸亚铁铰的制备实验之后，学生制备的硫酸亚铁铰

必须按要求上交，然后统一保存处理。还有四氯化碳和乙醇等有机溶剂，经处理后可以循环利用。硝酸银

废液，可通过银的提取实验加以解决。废酸和碱回收处理后，可以制成公厕清洁液。实验过程中损坏的玻

璃仪器，不能随手扔掉，要回收再利用。已经破曰的量筒经高温修复后，可继续使用。破损的玻璃搅拌 棒，可以截断并烧制加工成玻璃药勺。用过的氨水塑料瓶和双氧水塑料瓶，可在玻璃加工实验中指导学生

制成塑料洗瓶。有机废液和废渣，也要分类处理，可采取氧化分解法、溶剂萃取法、燃烧法和深埋法进行

处理，要尽可能实现化学实验的全程绿色化。

由此可见，化学实验教学中的绿色化学教育大有作为。只要我们不断发现、研究和总结绿色反应的条

件，加强对学生的绿色化学教育和环境保护教育，就能逐渐实现化学实验的绿色化。这样，不但有利于净

化实验室环境，而目_有利于提高教学质量;更重要的是培养了学生的绿色意识，使学生逐步养成对自己负

责、对社会负责、对子孙后代负责的自觉的环境保护行为习惯。从我做起，从现在做起，保证我们赖以生

存的地球环境实现最大限度的无毒无害和绿色化。令 【参考文献】

fl]徐汉生.绿色化学导论[}7 }.武汉:武汉大学出版社，2001.f21朱清时.绿色化学与可持续发展[Jl.中国科学院院刊，199, }6}: 420.f=}]张淑婷，陈买.农机有机化学教学中的绿色化学教育[J].高等农业教育，2002, lss } 1} : 6s.f41都艳霞.绿色化学与绿色化学教育[Jl.石家庄专科学校学报，2001, 3(4): 31.Reform and Practice in Green Revolution of Fundamental Chemistry Experiment Wand M in, Zhao Yanqin}&Hao Guiron}(Fundamental Department of Jinzhou Medical College, Jinzhou Liaoning, 121001)

Abstract: As chemistry researchers, we are very concerned about the problems of environmental protection and prevention of pollution.While reducing pollution and purifying the environment, we impart the knowledge of green chemistry to students, and enable them to develop good behavior habits of environmental protection and green awareness by performing an experiment in fundamental chemistry.Key word: green chemistry, chemistry experiment, teaching reform, environmental protection 啧任编辑:文剑1 ·医学教育·

第四篇：08化本班 05号 黄榕 我国绿色化学学科发展

我国绿色化学学科发展现状

黄榕

（琼州学院理工学院 海南 五指山 572200）

摘要：绿色化学是知识经济时代化学工业发展的必然趋势，是我国化学研究的前沿领域。本文介绍了近年来我国绿色化学学科在可再生资源、原子经济反应、环境友好或可循环使用的新材料、环保新汽油等方面的发展。

关键字：绿色化学；研究；发展现状

1.引言

化学是中心科学,它联系自然科学的方方面面,包括数学、物理、生物与生命、能源和环境、地质和矿产等；一些重大的工业生产过程(如冶金、陶瓷、聚合物、化肥、医药、化妆品等),甚至是火箭和卫星的发射,都是基于化学反应的过程。全球化学工业每年有18410亿欧元的交易额，占全球贸易额的9%，创造着全球收入的4%～5%。化学为整个自然科学和社会科学的进步、全球经济发展、社会进步和人类生活水平的提高作出了重大贡献[1]。

目前,化学已经渗透到人类生产、生活和国民经济的各个领域。在化学科学和化学知识为人类带来无数便利和希望的同时,它也带给了人类浓浓的烟尘、形形色色的废弃物, 还有看不见的毒物。

人类正面临有史以来最严重的环境危机,环保问题成为影响经济与社会发展的重要问题之一。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。2.绿色化学概念及意义

绿色化学设计研究没有或尽可能小的环境副作用，并在技术上、经济上可行的化学品和化学过程。它是实现污染预防的基本和重要的科学手段。绿色化学研究的内容显然要包括化学反应(化工生产)过程的三个基本要素: 一是研究、变换、设计、选择对人类健康和环境友好的原材料或起始物；二是研究最好的转换反应和催化剂；三是设计或重新设计对人类健康和环境更安全的目标化合物(产品)。目前绿色化学的研究重点是:(1)设计或重新设计对人类健康和环境更安全的化合物，这是绿色化学的关键部分；(2)探求新的、更安全的、对环境更友好的化学合成路线和生产工艺，这可从研究、变换基本原料和起始化合物以及引入新试剂入手；(3)改善化学反应条件, 降低对人类健康和环境的危害, 减少废弃物的产生和排放[2]。3.我国绿色化学的研究重点

近年来我国在绿色化学方面的活动也逐渐活跃。1995年，中国科学院化学部确定了《绿色化学与技术一推进化工生产可持续发展的途径》的院士咨询课题，并建议“国家科技部组织调研，将绿色化学与技术研究工作列入‘九五’基础研究规划”；1996年，召开了“工业生产中绿色化学与技术”研讨会，并出版“绿色化学与技术研讨会学术报告汇编”。1997年国家自然科学基金委员会与中国石油化工集团联合资助了“九五”重大基础研究项目“环境友好石油化工催化化学与化学反应工程”；中国科技大学绿色科技与开发中心在该校举行了主题讨论会，并出版了“当前绿色科技中的一些重大问题”论文集；香山科学会议以“可持续发展问题对科学的挑战--绿色化学”为主题召开了第72次学术讨论会。1998年，在合肥举办了首届国际绿色化学高级研讨会；《化学进展》杂志出版“绿色化学与技术”专集；四川联合大学也成立了绿色化学与技术研究中心，1999年，国家自然科学基金委设立了“用金属有机化学研究绿色化学中的基本问题”的重点项目。5月，在成都举办了第二届国际绿色化学高级研讨会，出版了《绿色化学与技术》专著。12月，在北京九华山庄举行了第16次九华科学论坛，会议从科学发展和国家长远需求的战略高度，对绿色化学的基本科学问题进行了充分的研讨和论证，初步提出了绿色化学近期研究工作重点，即：(1)绿色合成技术、方法学和过程的研究，主要包括反应方法学特别是原子经济反应和高选择性、高转化率反应；高效均相和多相的不对称催化反应；酶催化和仿生催化；环境友好介质和原料等；（2）可再生资源的利用和转化中的基本科学问题，包括生物质和酶分子“手性”和类似手性的空间构型选择性的化学物理本质；主要生物质和酶分子在酶催化转化过程中“构一效关系”；生物质各种成分的分级多层次转化机理、途径及其高效综合利用；天然高分子的化学与物理改性，制备与环境相容的可生物降解新材料等。（3）绿色化学在矿物资源高效利用中的关键科学问题。包括复杂矿物的相结构、性能及多组元间相互作用与自催化特性；多元素拟均相“原子经济”反应及高选择性分离；生物分离提取矿物的选择性催化与生物转化机制；介质和工业代谢产物的循环再生及零排放系统设计等[3]。4.我国绿色化学发展现状

绿色化学化工研究所追求的目标是: 淘汰有毒原材料，探求新的合成路线，采用无污染的反应途径和工艺，能最大限度地减少“三废”，并实行“原材料遴选——产品生成——产品使用——循环再利用”全过程控制。绿色化学技术的发展和应用不但能提高生产效率和优化产品, 而且能提高资源和能源的利用率, 减轻污染负荷, 从而大幅度提高生产的社会和经济效益。因此，绿色化学与技术的推广应用使环境—经济性(而不再仅是经济性)成为技术创新的主要推动力。近十多年来，绿色化学在生物质的利用、原子经济性工艺设计等诸多领域取得了一系列研究成果[4]。4.1 可再生资源——生物质的利用

地球上的植物通过光合作用每年生产2000亿吨的生物质，其中被人类利用的仅占3%～4%。生物质的利用对可持续发展和降低全球温室效应起着重要的作用。它的两个主要的开发领域是: ①生物质直接或间接地用作能源； ②生物质用作化学品、材料或产品的资源。对化学工业来说，目前集中在三个研究、开发领域: ①取代石化原料用作可再生的原料；②生物过程取代传统的化学过程制备有机物和其他化学品； ③开发新的生物产品。以生物质为原料、酶为催化剂，生产有机化合物，因其条件温和、设备简单、选择性好、无污染，已成为绿色化学研究的重点之一[5]。液体生物燃料，例如由菜油生产的生物柴油、由植物糖类生产的生物乙醇及其衍生物ETBE以及从木质纤维素生产的生物甲醇及其衍生物MTBE，是可再生的燃料，所占比重逐年增加。4.2 原子经济反应

我国石油化工科学院[6]采用空心结构的HTS型钛硅分子筛催化剂和“单釜连续淤浆床反应器——无机膜过滤”新工艺，由环己酮一步合成环己酮肟，实现了原子经济反应, 70ktpa的工业装置已经投产。山东鲁北化工厂堪称全国实施绿色化学、清洁生产的典范, 例如, 该厂由磷矿石与硫酸反应制成磷酸和硫酸钙, 磷酸与氨反应制成磷酸氢铵复合肥, 而硫酸钙经加热分解成二氧化硫和氧化钙，前者经催化氧化、水合制成硫酸, 后者与采用劣质煤的发电厂产生的炉渣混合制成水泥，现已形成30万t/a复合肥、40万t/a硫酸(厂内自用)、60万t/a水泥的产能, 原材料中的每种元素都得到合理利用, 除电厂排出的CO2 外, 再无废渣废气排放。4.3 环境友好或可循环使用的新材料

过去的10年里,由难降解塑料制品造成的“白色污染”已殃及土壤、水面和城市环境, 光降解塑料、生物降解塑料或光—生物降解塑料的推广应用已迫在眉睫。废旧塑料的回收、催化裂解、再利用, 既保护了环境,又合理利用了资源。应用广泛的洗涤剂也要逐渐向水质保护型发展。自四聚丙烯烷基苯磺酸钠被淘汰后,大量洗涤剂改用三聚磷酸钠作表面活性剂,结果造成我国水质磷污染,富营养化, 80%以上河段不能饮用,也不能养鱼。而中国的无磷洗衣粉进入市场不久,仅占洗衣粉总产量的3% ,实现绿色洗涤在中国还任重而道远。4.4 环保新汽油

为实现新汽油的限制要求,在炼油技术中要做以下工艺改进和更新:催化裂化由单一生产高辛烷值汽油,转向既生产高辛烷值汽油,又生产异丁烯、异戊烯等醚化原料。催化裂化汽油是我国催化裂化领域生产规模最大的燃料油品,在我国成品油市场占80%以上。催化裂化汽油烯烃含量一般在40%～50%之间,加工石蜡基油和掺炼渣油比例高的装置, 烯烃含量超过60% ,远远超过质量指标。为了提高我国汽油质量,一要降低汽油的烯烃含量,二是确保汽油原有的辛烷值不降低。为此较好的方法是将汽油中的直链烯烃转化为异构烷烃和部分芳烃,以弥补大量降低烯烃引起的辛烷值损失,增加汽油稳定性。降烯烃目前主要有两个发展方向,一是催化裂化生产中开发降烯烃技术,但由于受催化裂化反应本质的限制,虽然取得了一定效果,但不能从根本上解决问题；二是催化裂化汽油降烯烃改质技术。探索低烯烃催化裂化汽油生产技术与催化裂化汽油降烯烃改质技术成为炼油企业可持续发展的关键。大连理工大学王祥生[7]等用新合成方法合成的20～50nm的ZSM-5分子筛为活性组分,采用水热处理、负载金属活性组分改性的组合改性方法制备的催化汽油改质催化剂使催化汽油的烯烃降低到20%左右,除少量的烯烃裂解为C2、C3外, 大部分烯烃通过异构化、芳构化以及烷基化等反应途径转化为高辛烷值的汽油组分,催化剂同时具有降烯、除苯和部分脱硫的综合性能,有效地改善了催化汽油的品质。4.5 造纸工业中的绿色化学问题

造纸工业是我国污染最严重的产业之一,每年有害废水排放量高达50亿吨,约占全国废水的1/6,其中主要是制浆黑液和漂白废水。开发无污染的制浆技术是解决制浆黑液污染的关键, 其中包括生化法、催化氧化降解法和机械制浆法。生化法制浆是从众多的微生物中筛选出能高效、专一地分解纤维的菌种,经生物技术处理使之适应大规模生产,目前尚在实验阶段, 缺点是占地面积较大[1]。5.结语

绿色化学已成为当今化学发展的主要方向。在绿色化学研究中,应充分利用可再生资源——生物质,其中以生物质为原料、酶为催化剂,生产有机化合物,因其条件温和、设备简单、选择性好、无污染,已成为绿色化学研究的重点之一,有良好的开发前景。利用原子经济反应进行绿色设计,采用无毒、无害的原料和环境友好或可循环使用的新材料等研究, 以及对能源工业中汽油的催化降烯烃和造纸工业中的催化氧化降解法研究,均取得了可喜的进展,并对环境保护将产生有益的、深远的影响。

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