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綠色化學的意義

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綠色化學的意義

綠色化學的意義范文第1篇

關鍵詞: 綠色化學 環境 中學教學

1.綠色化學的提出及意義

20世紀以來人類創造了高度的物質文明,但是大量化學品的生產和應用,也給生態環境帶來了嚴重的創傷,人口的急劇增長、資源的巨大消耗等問題使人們不得不重新認識和尋找有利于生存和可持續發展的道路,也使人們開始追求人與自然的和諧,綠色意識就在這中背景下產生和發展起來的,從某種意義上說,綠色意識已成為衡量一個國家文明程度的重要指標。如今“綠色化學” 已成為”人類與自然和諧發展”等可持續發展戰略的重要組成部分,其核心原則是預防污染[即4R原則;不用危害品(reject)、減少用量(reduce)、循環使用( recycle)、收回重復( reuse)]簡而言之,它是一門從源頭上阻止污染的化學它最最終目標是實現零排放。

2.充分利用教材,在課堂上滲透綠色化學知識。

現行的中學化學教材十分重視有關的環境化學知識。如在硫酸工業制法的教學中,在講二氧化硫尾氣的污染時,讓學生先看酸雨的危害錄像,就可使學生充分意識到回收二氧化硫對保護環境的作用和意義。又如在講氯氣的性質和用途時,在肯定氯氣作為漂白劑和消毒劑產生巨大效益的同時,還介紹用氯氣作為自來水消毒劑與水中的有機物作用產生有致癌作用的有機衍生物。而歐美發達國家已采用二氧化氯來處理飲用水。在造紙工業中過氧化氫、臭氧等綠色氧化劑將逐漸取代氯氣。再如,講水時與水的污染現狀相聯系,講大氣與空氣相聯系,這樣,將化學課堂知識與鮮活的社會生活聯系起來,不但提高了學生的綠色化學意識,而且增強了他們的環境保護的使命感。介紹社會熱點,可促進學生自身生命意識的提高。沙塵暴、酸雨等自然災害的形成與化學有關,但是化學也能夠提供有力資助并解決這些難題。前一階段出現了劣質奶粉、劣質大米、炒貨使用工業食鹽等一系列危害國計民生的惡性事件。這都需要有志于化學教育的工作者及有志于綠色化學發展的學生為此作出貢獻。此外,教師還應介紹環保知識,并積極踐行[4]。

3.在實驗教學中貫穿綠色化學觀點。

化學是以實驗為基礎的學科,用綠色化學的新理念對化學實驗進行改革,已逐步成為化學工作者的共識。在化學實驗中反應物的用量與環境污染的程度往往有著直接的關系,因此在化學實驗中要注意節約藥品,要以最少量的反應物取得最好的實驗效果,這就要求我們在進行課堂演示實驗或學生實驗時對化學裝置的裝配、藥品用量與反應現象的關系進行研究,尋找出最佳的反應方案,既能滿足教學要求,又能節約藥品、減少污染。

(1)選擇對環境影響盡可能小的反應物,淘汰或改進對健康危害較大的實驗。

(2)精心設計,最大限度節約試劑用量,最終實現小量化和微型化。

(3)通過實驗試劑和產物的循環使用,努力降低實驗的排放量,最終實現零排放。

(4)改進和設計實驗“尾處理”裝置,對化學實驗產物進行無害化處理,最終實現化學實驗系列化、系統化。

(5)用密封的成品儀器代替有毒試驗避免有害物質的散逸。

4.針對性選擇試題,運用綠色觀念解決實際問題。

(1)結合原子利用率選擇試題對學生進行綠色化學教育。

原子利用率是指化學反應中目標產物的摩爾質量與化學反應式中按計量所得物質的摩爾質量之和的比值。理想的原子利用率是100%,即參加化學反應的所有原子都轉化到目標產物中,因為在化學反應中,參加反應的分子所發生的變化,只有原子的重新組合。按照綠色化學的要求,所有化學反應必須是最大限度利用原料,最大限度減少廢物排放。所以在教學中,教師應結合有關物質的性質,引導學生盡量通過多種途徑去設計合成路線。在制備相同量的目標產物時,選出反應物用量、副產物、步驟都最少,污染又最小的合成路線。這就是原子利用率最高的反應途徑。

(2)結合環境因子選擇試題,對學生進行綠色化學教育。

環境因子可定義為廢物的質量與產品質量的比值。其中廢物指產品以外的所有其他物質,而不考慮它是否可以分離后再利用。可以看出,廢物越少,其環境因子的值就越小,對環境保護越有利。在化學教學中,教師應有意識地選擇與環境因子有關的試題,通過分析解題過程,對學生進行綠色化學教育。

(3)結合日常生活選擇試題,對學生進行綠色化學教育。

化學對人類作出了巨大貢獻。人類生活的各個方面,從簡單的衣、食、住、行的生活必需品到汽車、電視、洗衣機等奢侈品,無不同化學有關。可以說化學改變了人類的生活方式。但使用這些合成化學物質時也對人類健康及生活環境造成了負面影響。因此在化學教學中,教師應該選擇這方面的試題,對學生進行綠色化學教育,同時也可提高生活質量。

5.在實踐活動中進行綠色化學教育。

(1)建立綠色實驗小組。

教學資源較好的學校可組織有興趣的學生進行微型實驗操作,做無害化研究、環保化學試驗,進行綠色科技活動,收集有關綠色化學的資料。這樣,既可強化學生的綠色化學意識,又可培養學生的動手能力。

(2)化學工作者開設綠色化學實驗系列講座。

教師應使學生了解綠色化學的起源發展以及生活、生產中的綠色化學知識,也可在校園畫廊中展出綠色化學科普專輯,舉辦環保知識競賽。有條件的學校可開辦綠色化學網站,普及綠色化學知識。除此以外,化學老師也可以利用現代化的電化教學手段(投影、幻燈、錄像、光盤、網絡等),更直觀、更形象地體現綠色化學內容,這樣易于被學生所接受,可以取得更好的教學效果。

在中學化學教學中進行綠色化學意識滲透是一種必然。教育工作者要根據中學化學教學實際,從課堂教學,實驗,實踐等方面對學生進行綠色化學知識教育,培養和增強學生的“綠色化學”和“環保”意識,使人類和自然和諧地相處。

參考文獻:

[1]鄧育紅.綠色化學課程――化學教學新理念[J].中學化學教學參考,2002,(2):21.

[2]薛慰靈.綠色化學――對環境更友善的化學[J].化學教育,1997,(9).

[3]王學松.中學化學實驗綠色化設計研究 [J].化學教育,1999,(11).

綠色化學的意義范文第2篇

關鍵詞:綠色化學 醫用基礎化學 多媒體教學 教學改革

綠色化學又稱環境無害化學。它的核心內涵是在反應過程和化工生產中,盡量減少或徹底消除使用和產生對人類健康、社區安全、生態環境有害的物質。

化學教育尤其大學化學教育是為經濟建設服務的。醫學類職業是與人類生死、健康休戚相關的事業,保障人類健康離不開藥物,藥物合成又離不開化學,而化學工業的發展又在很大程度上直接影響了人類的健康。如何在這三者之間構建和諧,綠色化學是唯一出路。綠色化學不應是一門獨立學科,而應是一種指導思想,是人們應該傾力追求的目標[1]。作為大學化學教師,我們首先應該結合實際情況,將綠色化學教育滲透到教學工作中去,通過廣泛的宣傳教育,讓學生樹立起綠色化學意識,培養出具有綠色化學意識的一代新人[2]。綠色化學成為醫用基礎化學教育的一個重要組成部分,給改革課堂教學、培養學生的創新精神和創新能力提供了良好的契機。

1.提高自身實施綠色化學教育的能力和專業水平。

綠色化學是化學科學與物理、生物、材料及信息等科學結合的產物,是化學科學的發展與進步。因此教學人員不但需要具備化學基礎知識、理論和技能,還要系統地學習關于綠色化學的理論知識,了解有關綠色化學技術的最新研究成果和發展方向,掌握相關學科的知識。

2.改革實驗方式,避免實驗污染物產生。

化學實驗中總有氣體、液體或固體產物的生成,或多或少地會產生有害或有毒的實驗廢棄物。筆者所在的安徽三聯學院醫用基礎化學課程針對的是文理兼收的醫藥營銷專業學生,他們畢業后從事藥物開發、合成的可能性很小,進行化學實驗實際意義不大,因此在實際教學中取消了實驗操作環節。對于個別必要的實驗,借助網絡,利用錄像、多媒體課件、Flas、計算機虛擬實驗等現代教育技術手段進行演示,避免了化學污染物的產生。

3.針對職業需要,整合醫用基礎化學知識結構,添加綠色化學教學內容,激發學生的學習興趣。

筆者選用了張法浩主編的《醫用基礎化學》,該教材包含了無機、分析及有機化學的內容。隨著教學改革的深入,根據專業的特點及教育部對高職學生理論知識“夠用為度”的原則,我院該課程總學時只有72節,比過去減少了二分之一,這就要求教師在教學思想、教學內容以及教學方法等方面做出調整,以適應新世紀人才培養目標的需要[3]。要更多地將醫藥營銷工作中實際需要的知識融入教學過程,摒棄那些不重要又晦澀難懂的知識,使醫用基礎化學真正成為理論的基石。現行教材內容與職業缺乏緊密聯系,忽視了與實際的聯系,學生學習缺乏主動性和積極性。因此,筆者對課程進行了重新整合,刪減和壓縮了教材中電解質溶液、酸堿滴定法、配位化合物、分光光度分析法、分子軌道理論等章節內容。將壓縮的理論和實驗課時用以補充綠色化學內容[4][5],多元化、多層次、多角度地向學生揭示、展現綠色化學與基礎化學的緊密聯系。對晦澀難懂的內容以教師精講為主;常識性的內容由學生講解;與生活息息相關相關的內容設計題目,讓學生發表見解、分組討論或辯論,然后由教師進行總結。這樣既突出了重點、難點,又培養了學生自學的能力,提高了學習興趣。

4.學生應用化學知識、原理,結合綠色化學,撰寫科技小論文。

作業是課程教學的一個重要環節,是課堂教學的繼續和延伸。除了布置教材習題外,為讓學生更深入更主動地將綠色化學的理念滲透到傳統化學學習中,在課程結束前,筆者布置學生選擇與“可持續發展”有關的選題,通過探究和調查,查找相關文獻、資料,并對其進行分析、解釋、評價、調查、討論、研究,寫出科技小論文。從對連續三屆學生提交的論文情況看,由于平時的教學中始終貫穿了“綠色”這個與人類健康密切相關的主題,學生興趣濃厚、選題廣泛、立意明確,從問題的提出到問題的解決,學生始終是決策者、行動者。學生從可持續發展的高度去關心環境及環境問題,更深刻地理解了人與自然、人與社會、人與人之間的相互依存關系,認識到他們的態度、行為和決定將對現在和未來的全球環境、整個社會產生影響,激發了學生的憂患意識和社會責任感。

5.改革教學方式及成績評定方式。

隨著現代教育技術的普及,多媒體教學也得到了越來越廣泛的應用。五年的教學中,筆者經歷了傳統教學――傳統教學+多媒體教學――多媒體教學這一教學手段改革過程。實踐證明,利用多媒體教學,無論信息量還是教學效果都得到了極大的提升。

完整的教學過程應該包括成績的評定,考試方法的創新是教學改革不可缺少的環節。從2005級開始,課程成績的評定項目包括:平時成績20分,科技論文40分,理論考試40分。前兩項是基本體現學生綜合素質的考核,占總分60%,比重超過了理論知識的考核,既有利于調動學生提高自身素質的積極性,又促進了教改的不斷推進和完善。

筆者經過幾年嘗試性地將綠色化學融入到醫用基礎化學的教學探索,逐漸實現了“教師為主導,學生為主體”的教學理念,激發了學生學習的主動性。教學中及時滲透綠色化學方面的知識,適當地加深和思維拓展,使學生在潛移默化中受到綠色化學教育,成為有綠色化學理念的新一代高職大學生,是時代的要求,是素質教育的要求。

參考文獻:

[1]馬莉,冉嗚.綠色化學的提出與發展.成都教育學院學報,2005,9,(6).

[2]何樹華,田開江.大學化學專業應加強綠色化學教育.涪陵師范學院學報,2000,18,(5)

[3]喬秀文,杜志堅,李洪玲,曾憲佳.醫用基礎化學教學改革探討.農墾醫學,2004,II(1):47

綠色化學的意義范文第3篇

[關鍵詞]基礎化學實驗 綠色化學 環境保護 循環發展 回收利用

[中圖分類號] G642.432 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437(2013)09-0050-02

化學作為一門基礎性科學,與人類的生活息息相關。人們的生活離不開化學,而化學的基礎是實驗,因此,實驗在化學教學中占有相當重要的地位。基礎化學實驗是大學化學實驗課的基礎,實驗內容豐富,項目多,開設實驗的學生也多,從而導致實驗中使用的化學試劑種類多、耗費量大,部分試劑毒性大,使每個化學實驗室幾乎都成為一個小型污染源。這種“聚沙成塔”式的污染不容忽視。因此,減少基礎化學實驗中有毒試劑的用量及實驗中“三廢”的處理已成為一個亟需解決的問題。加快推進基礎化學實驗教學綠色化改革是解決此問題的根本途徑[1]。

一、基礎化學實驗綠色化措施

(一)實驗操作規范化

基本操作的正確和規范,是進行基礎化學實驗的前提和基礎,也是從源頭減少污染物產生的根本保證。實驗中,應避免操作錯誤而造成的重復實驗,正確把握試劑的用量、取用方法,避免違規操作而造成的試劑損失;糾正學生對于試劑取用“多多益善”的錯誤認識,減少試劑的浪費和對環境的污染。因此,規范化的實驗操作,良好實驗習慣的養成是非常重要的。總之,實驗中應使學生做到基本操作正確規范,避免操作錯誤,減少不必要的浪費,從操作上實現基礎化學實驗的綠色化。

(二)推進實驗設計綠色化

Anastas和Warner曾提出綠色化學12條原則[2],可作為設計綠色化學實驗的指導和方針。其中優化實驗的內容、方式,以及實驗裝置的改進為基礎化學實驗的綠色化設計指明了方向。如SO2和H2S氣體反應的實驗,改進實驗后取飽和Na2SO3溶液與飽和Na2S溶液各3mL于同一試管中,滴加入0.1mol / L的鹽酸,有黃色煙霧產生,并在試管壁上有黃色粉末附著,觀察到的現象比直接混合氣體的現象還明顯,同時還減少了SO2和H2S氣體的污染[3]。現有的許多基礎化學實驗裝置在實驗過程中不但不易控制試劑用量而且不利于觀察實驗現象。因此,改進實驗裝置,消除環境污染,真正做到實驗綠色化是當今基礎化學實驗亟待解決的問題。

(三)發展循環實驗

所謂循環實驗,就是通過重新調整實驗順序,串聯合并原來在教材中彼此獨立的幾個實驗,構成一個連續有機的整體,即下一個實驗反應所需的反應物使用的是上一個實驗的生成產物,它可以是一個大實驗中若干個相關實驗的組合,也可以是幾個不同主題實驗的串聯。這樣,實現了實驗有毒物質或廢棄物的有效循環利用,既節省了藥品,又減少了污染。例如,教材中的銅與濃硝酸的反應,產生有毒氣體NO和NO2,對環境污染嚴重,產生的Cu(NO3)2如不合理利用也會造成浪費。為此,可將其設計成循環反應,將生成的Cu(NO3)2通過強堿溶液溶解、過濾、加熱后重新得到銅,將生成的氣體通入強堿溶液處理后經酸化得到硝酸溶液。這樣,不但解決了污染問題和試劑浪費的問題,而且還對單質及相應化合物的性質進行了鞏固和驗證[4]。

(四)實施實驗產物回收利用

當前的基礎化學實驗中,往往存在學生觀察到有關的數據和現象后,就直接棄置或排放實驗產物,造成環境污染的問題。因此,應嚴格要求學生統一回收反應后的生成物,然后根據回收物的化學特性,統一處理,或再次使用。例如,在做物質的制備實驗時,可以將學生制得的產品收集起來經處理后,再度利用于其他實驗中。如硫酸亞鐵銨的制備,實驗產物是硫酸亞鐵銨。如果將其廢棄,不僅會污染環境,而且還會浪費試劑。實際教學中,應先開設硫酸亞鐵銨的制備實驗,并將其實驗產物回收保存,然后用于其他實驗。如在物質氧化還原性質驗證的相關實驗中,可做Fe2+的來源。銀鏡反應后用硝酸洗滌試管得到的硝酸銀可再用于鹵素離子的鑒定及鹵化銀溶解性的探究實驗;用于碘萃取的四氯化碳得到的大量碘―四氯化碳溶液,可以加入硫代硫酸鈉使大量的四氯化碳被回收。通過以上方法,盡量做到化學試劑利用的最大化,減少環境污染和試劑浪費。

(五)加強“三廢”的處理

多年來, 基礎化學實驗室的“三廢”處理沒有一個系統的指導方法。一般的基礎化學實驗教材只有關于“實驗室安全知識”“實驗規則”等方面的要求, 僅少量教材中有關于“實驗室三廢處理”和“實驗室廢液處理的一般指導原則”。而其他基礎化學實驗參考文獻,對產生的含有毒性的廢液,都只是指導性地采取集中收集、堿液處理、定點深埋的原則。而在實際操作中, 由于各種因素的制約,以及基礎化學實驗室產生的廢液的量也不大, 每一次產生的時間短, 因此對廢液都是采取用大量自來水沖稀或直接排放的處理方法。而對產生的少量實驗室廢渣, 都作為普通垃圾來處理[5]。再加上少數師生的環保意識和責任意識不強,對化學廢液的識別、分類以及處理方法等相關知識缺乏全面而系統的了解,對實驗室廢液采取放任自流態度。有部分學生甚至將實驗室的廢液直接倒入下水道,而這些實驗廢液大多沿下水道進入城市污水管網或直接排入到江河湖海或滲入地下;另外,對于 固體廢棄物則不加以處理隨便棄置在垃圾堆里,直接污染著環境,嚴重損害人體健康。長此以往,污染物的累積必將對環境造成嚴重污染。因此,實驗室廢物的處理應優先考慮廢物的資源化。

(六)發展多媒體模擬實驗

綠色化學作為一門從源頭上阻止污染的化學,其目標和任務不是被動地治理環境污染,而是主動地防止化學污染。對于一些高風險、高成本、高毒性、會造成環境嚴重污染和難控制的實驗,可以在計算機上運用仿真模擬技術模擬整個反應過程,實現實驗“零排放”“零污染”。 如對基礎化學實驗中一些元素化合物的性質實驗實施模擬,由于這類實驗存在實驗時間較長,試劑使用種類較多且較大毒性的污染物多,污染物組成比較復雜、對環境污染比較嚴重,試劑回收后處理困難等問題,不僅對人體健康危害嚴重,而且對生態環境具有極大的破壞力。如p區、ds區、過渡系元素及化合物的性質檢驗就用到近100種試劑和藥品[6],其中含有重金屬離子鎘離子、銀離子,鉛汞鹽、砷化合物等劇毒試劑。對于這一系列實驗,可有選擇性地保留一部分有典型代表性且對環境污染程度較小的進行實際操作。其他毒性較大、污染較嚴重的,可將實驗過程設計成模擬實驗,在計算機上實施操作、完成實驗。模擬實驗大大增強了實驗的可見度,使學生很好地掌握了性質實驗的基本操作方法,熟悉了元素及化合物的化學性質。同時,模擬實驗良好的界面及趣味性的動畫、聲音,極大地提高了學生的學習興趣,調動了學生的學習積極性和主動性。

(七)引進現代實驗技術

微波作為一種新型的能量形式,屬于電磁波的一種,頻率范圍0.3~30GHz,波長為1m~1mm,具有較強的穿透性和優異的選擇性,其在促進化學反應速率方面較常規方法反應速率提高2~3個數量級[7],且具有操作方便、節能、反應條件溫和、對環境友好等優點。超聲波,由于其空化作用,具有提高物質在載體上的分散性,改善物質的表面形態,提高許多反應的速率等優點。將微波、超聲波技術引入基礎化學實驗中,不僅能節約能源,減少污染,而且還有助于先進科學技術的普及,激發學生的求知欲。同時,這些技術的引入對增強化學實驗內容的綠色化有十分重要的作用,也是實現基礎化學實驗綠色化的一個重要方法。

二、結語

綜上所述,利用基礎化學實驗的專業基礎課地位實施基礎化學實驗的綠色化是非常必要的。綠色化設計不僅有利于解決目前基礎化學實驗對環境的污染問題,同時還有利于調動學生學習的積極性,提高學生實驗技能和培養學生嚴謹治學的態度。更為重要的是,通過基礎化學實驗的綠色化的大力實施,可進一步培養學生的綠色化學和環境保護的意識,為全民環保意識的形成奠定基礎。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 劉艷,江虹.淺議化學實驗教學與綠色化學意識的培養[J].科技資訊,2008,(3):146.

[2] 朱清時.綠色化學與可持續發展[J].中國科學院院刊,1997,(6):415-416.

[3] 李軍,王小風,楊淑瓊.綠色化學實驗教學的研究[J].實驗技術與管理,2002,(1):40-42.

[4] 劉艷,盧亮.化學實驗的綠色化設計初探[J].中國西部科技,2008,(4):65-66.

[5] 朱萬強,陳文興,勾華等.無機化學實驗室“污水、污物”處理方法探討[J].遵義師范學院學報,2005,7(5):73-76.

綠色化學的意義范文第4篇

[關鍵詞]綠色;化學工藝;應用;發展

中圖分類號:TQ02 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2017)06-0116-01

前言:隨著環境污染問題的加重,國家對生態環境保護越來越重視,而綠色化學是實現這一目標的重要理論支撐,綠色化學工藝的應用極為重要。

一、綠色化學的內容概述

綠色化學工藝在化工生產中的引進使得環境污染加劇問題得到了進一步控制,綠色化學的概念正不斷的深入人心。對于綠色化學,不管是原材料的應用還是在化學反應中催化劑的添加,都要盡可能做到無毒、無害、零污染。運用綠色化學工藝不僅能減少化工生產中有害物質的排放,還可以減少對環境的污染。首先,工業用材料必須是可再生資源,并且保證原材料無毒無害;其次,發生的化學反應為綠色的,應用的材料容易降解,且有害物排放低或為零;另外,慎重選擇化學反應的催化劑,選擇沒有危害的催化劑;最后,謹慎選擇添加溶劑,如果該溶劑有副作用則不能再用。我們需要不斷加強對綠色化學技術的研究,在今后的化學工業生產中,盡可能應用可再生的綠色資源,對于不可再生的資源應限制其重復利用。

二、綠色化學工藝研發現狀

2.1 “原子化學經濟”反應

“原子化學經濟”即是在化W反應中,要求對反應物中的原子實現最大程度的利用,并使其參加反應的物質完全轉化為生成物,也只有這樣才實現了真正意義上的綠色化學工藝。

2.2 原材料的選取

在化工生產中,對于發生化學反應的原材料來說,其性質決定了生產的過程和方法。對于原材料的選取,要想保證反應的徹底、無害,則應優先考慮按綠色化學工藝要求使用的無毒害材料。

2.3 改善催化劑類型

在化學反應中改善催化劑的類型,可以使反應中不穩定的中間體被進一步氧化或還原,使其反應更加徹底、高效。另外,要確保化學反應的可選擇性,發生氧化還原反應時會有一些很容易被氧化、還原的中間物質生成,所以要提高催化劑的載氧能力,并根據新型催化劑的反應特性研發相應的化學反應工藝。

2.4 使用清潔工藝

使用清潔工藝可以使整個化學生產過程達到綠色環保的效果,另外,使用再生能源、選用先進的工藝技術,可以從根本上減少或避免因污染物排放帶來的環境危害。例如:廢棄的秸稈以及稻草等就可以作為化學原料,將糖類植物轉化為乙酰丙酸,實現對葡萄糖的提取,這樣就避免了反應中廢棄物的出現。

三、綠色化學工藝的開發

3.1 采用無毒害的生產原料

企業在生產化工產品的過程中,首先應該做好的就是對生產原料的選擇。 生產原料不同,相應的生產方法與流程也會有所不同。綠色化學工藝則要求在生產過程中使用無毒無害的原料,即使在必須要使用化學物質的情況下,也要采取措施將危害降到最低。在根源上消除污染環境的“三廢”,在生產過程中綠色化學工藝應采用可再生的原料,如野生植物或農作物等。

3.2 采用無毒害的催化劑

目前的化工品生產過程中,90%以上的化學反應都需要加入催化劑來提高化學反應速率,因此在綠色化學工藝的開發過程中,對無毒害、新型高效綠色催化劑的開發也是一個關鍵的研究方向和課題。丁烯烷基化與異烯烷基化生產工業中,異辛烷屬于“原子經濟”反應,但反應的催化劑使用的是對設備具有強烈腐蝕性危害的氫氟酸或硫酸,而且生產后的廢液很難進行恰當的處理回收,又會進一步污染環境。當前,國內外的很多高校和機構都在研發新型的烷基催化劑,開發出腐蝕性低、能耗低、污染小的催化劑,也是綠色化學工藝的重要努力方向。

3.3 提高化學反應的選擇性

在石油化工行業中有許多強放熱類的反應,而且其目的產物一般又是一些不穩定的容易被反應氧化的中間體,因此這類催化劑就成為了催化劑中選擇性最低的類型。另外,還有一些產品的組成方式是異構體的,因此為有效的將原材料加工轉換成產品,在過程中就需要加入選擇性較高的催化劑,對這種催化劑的開發不僅能夠降低生產成本、節約資源,更重要的是能減少其對環境造成的不良影響, 綠色化學工藝注重的是不同氧化反應和不同反應特點的催化劑的開發。

四、綠色化學工藝的應用

4.1 生物技術

從廣義上來說,生物技術包括了基因、細胞、酶以及微生物技術等。在應用方面,生物技術的主要應用領域為生物化工和化學仿生學方面。生物在某些領域正在逐步代替石油、天然氣等不可再生能源。生物技術中所進行的化學反應,大多數都是利用自然界中找到的酶或者是工業生產的酶作為催化劑。這種利用酶作為催化劑取代化學催化劑的方法,具有對環境無化學污染、反應的條件溫和以及生產出來的產品性質相對優良等特點。

4.2 清潔技術

清潔環保是綠色化學工藝追求的目標,清潔的生產技術就是無毒、無害、無廢棄物。例如清潔煤脫硫、脫碳技術的應用以及太陽能、風能發電技術的應用,都屬于清潔的生產技術。較為先進的清潔技術還有等離子技術、綠色催化技術和生物工程技術等。應用清潔生產技術,其生產過程不僅不會對環境造成污染,其產品也屬于清潔產品。

4.3 農業生產

氮元素是農作物生長時所必須的元素之一,這樣我們就可以通過生物固氮的方法來增加氮元素。外界環境中的氮元素都是以氮氣的形式存在,不能夠被農作物直接吸收。傳統的固定氮元素的方法是通過化學反應生成NH3,化學反應中使用的催化劑以及生成的雜質都會對環境造成污染,而應用綠色化學工藝的生物固氮技術,減少了工業合成氨的生產,消除了生產過程對環境的污染,從而保護了空氣質量。

五、綠色化學工藝的發展

5.1 化學工藝發展

在未來的發展中,綠色化學將發展綠色化學工藝的模式,廣泛應用各種節能材料,這些都有利于綠色化學工藝的實施以及相關體系的進一步優化。在將化學工藝進行綠色化的處理過程中,運用的比較創新的一個方法就是對化學生產進行在線控制與檢測,對生產的每一個具體環節的工藝和過程加以把控,以此做到協調,這樣才可以保證參與到化學反應中的物質和反應過程都是安全的,并且要設立相關機制以處理化學反應會出現的一些意外情況。對于社會公眾,必須加強環境保護的宣傳導向工作,在降低工業污染的同時也要做到減少生活垃圾排放。

5.2 催化劑的發展

5.2.1 仿酶催化

化學反應中,酶催化過程具有專一、效率高等特點,在目前的化學反應中應用的都是天然酶。天然酶是有一定限度的,所以需要我們逐步開發出人工酶來取代天然酶的應用。另外,人工酶的優勢在于可以仿制一些人工活性反應結構,使反應中所需的疏水環境以及與多種非共價鍵反應的原子協同效應,充分發揮作用。

5.2.2 納米催化劑

納米催化劑可以對環境起到治理的作用,納米金屬催化劑中主要包含了一些含鉑、銠金等成本較高的金屬氧化物;還有另一種是較為傳統的以氧化鋁和氧化硅等金屬氧化物為載體,通過一系列反應形成一種負載型納米催化劑,以此來提高化學反應的速率以及活性。目前納米催化劑可以實現對汽車尾氣排放的處理,達到凈化空氣的效果。

結語

綜上所述,近年來環境污染不斷加劇,為了減少污染物排放、節約資源、實現可持續發展目標,綠色化學必將向著新的發展高峰邁進。

參考文獻

綠色化學的意義范文第5篇

【摘 要】化學學科是一門實驗性學科,與其它學科的實驗相比,化學實驗往往具有高污染的特點,并且化學污染在持續性、嚴重性上表現的也非常顯著。因此,如何解決化學實驗的污染問題,構建綠色的化學課堂是橫在每個化學教師面前的難題。在本文中,筆者就結合化學實驗中的諸多問題,簡單就如何構建化學綠色課堂提了幾點建議,希望在環保意識和科學方法的指導下,能夠緩解化學實驗課堂的污染問題,促進化學實驗的可持續發展。

關鍵詞 高中化學;課堂實驗;綠色實驗;可持續發展

綠色化學是未來化學學科發展的重要方向,是化學學科可持續發展的必然要求。現如今,世界各國都越來越重視對綠色化學理念的研究,作為一名高中化學教師,我們也應當順應潮流,在開展化學實驗課的過程中把綠色理念融入實驗教學活動之中,努力培養學生的綠色化學意識和能力,讓化學課堂在綠色理念的引領下朝著更加健康環保的方向發展。

一、嚴格規范實驗操作

化學實驗是一門高度嚴謹的科學活動,在實驗過程中,任何一個微小的差錯,輕則造成污染加大,重則會發生安全事故。因此,說到綠色化學實驗的開展,首先要從最基礎的實驗操作技能入手。在化學實驗中,教師要教給學生規范的操作方式,從實驗前藥品、實驗器具的檢查,到實驗裝置的安裝、藥品的稱量、試劑的取用,再到最后的實驗廢棄物的處理,每一個環節都要嚴格按照實驗操作守則的規定,這樣既可以節約不必要的藥品、試劑、能源的耗費,又能夠在實驗過程中減少污染物的排放。例如,在開始前,要認真檢查制備氣體裝置的密閉性是否合格,以避免在實驗操作中由于氣體泄漏而造成的污染和對人體的危害;在實驗過程中,需要聞氣體的時候,不能太用力去吸氣;選擇容器的時候,不能選擇敞開的容器口等等。這樣,在實驗中的每個環節都按規操作,就可以最大限度的減少安全事故的發生,確保把污染可能降到最低。

二、盡量選擇對環境污染小的反應物

在發生化學反應的過程中,釋放一些污染環境的物質有時不可避免,這個時候,我們只能采取“兩害取其輕”的方式,盡量選擇一些對環境污染比較小的反應物。例如,氯氣的制取實驗,按照傳統的方式,氯氣產生的量很大,即使教師用裝置把氯氣收集起來,但最終還是會釋放出去,難以從根本上解決問題。有沒有什么方法能夠讓污染量盡量減少一些呢?如今,很多教師嘗試著用醫用高錳酸鉀片,也就是我們常說的PP片與濃鹽酸發生反應來制取氯氣,由于PP片的密度很高,即使浸泡幾個小時以后,PP片也不會完全溶解,這樣作為固體的PP片與濃鹽酸發生反應的接觸面要遠遠小于液體與液體的接觸面,從而導致反應的強度要明顯減弱,而產生的氯氣量也會大大減小,使得實驗過程變得相對來說更加環保。由此可見,選擇恰當的反應物,是實現綠色實驗的有效手段。

三、積極推廣微型實驗

微型實驗在世界上一些發達國家的發展已經比較成熟了,而在我國,微型實驗還處于一個起步階段。所謂微型實驗,不僅是在化學實驗中簡單的減少試劑、藥品的用量,而是包括微量藥品、微型實驗儀器在內的一系列微型化條件下開展的實驗活動。在微型條件下,運用遠遠低于常規用量的藥品開展化學實驗,不僅可以降低實驗成本,同時,反應生成物的量也會大大減小,這樣自然提升了實驗的綠色性。當然,與常規實驗相比,微型實驗的反應現象往往不夠明顯,這就給學生的實驗觀察帶來了一定的難度。為了解決這個問題,教師可以利用投影儀等工具對實驗現象進行放大處理,這樣就可以解決實驗可觀性的問題了。

四、努力在實驗中做到廢物利用

循環利用是環保理念中一個十分重要的方法和理念。在化學實驗中,除了想辦法減少污染物的排放,努力做到廢物的循環利用也是實現綠色課堂的一個重要途徑。例如,在銀鏡反應中生成的銀,通過Ag和稀HNO3進行加熱反應可以得到AgNO3,這樣就可以用于下一次的實驗。除此以外,在我們身邊,隨處可見的一些廢舊物品,經過簡單的加工改造,也可以變成化學實驗器具,例如,我們可以用一次性針筒來替代量筒,也可以用隨處可見的塑料吸管來代替移液管等,利用這些廢舊物品自制實驗儀器,不僅體現了環保思維,同時,這種隨處可見、隨處可用的自制儀器還可以增加實驗的機會和實驗的便利性,并且學生在自制儀器的過程中,還能培養一定的動手實踐能力,可以說,是一個一舉多得的有效之舉。

五、妥善處理實驗廢棄物

化學實驗本身的性質就決定了無論采用什么手段,一些實驗都會不可避免的產生一定的污染,這時候,如何妥善地處理這些實驗廢棄物就顯得格外重要了。教師在開展實驗教學的時候,一定要讓學生養成正確處理實驗廢棄物的習慣和能力。在對實驗廢液進行處理的時候,一定要讓學生按照要求把廢液倒入專門的廢酸槽或者廢堿槽,對于一些不能直接排放的廢液,可以采取一定的手段進行處理,如擱置一段時間,或者進行一些化學反應處理,然后再進行排放。對于實驗廢氣,在實驗過程中要注意對尾氣的收集,在實驗結束后再對尾氣進行吸收或者回收。

綠色化學是人類與自然和諧相處的化學科學,是未來化學學科乃至人類本身可持續發展的必然要求。因此,努力減少化學實驗污染,推進化學實驗的綠色化設計是我們每個化學教師都應當重視的問題。作為教師,我們要努力把綠色化學理念自始至終地貫徹于化學實驗教學的各個環節,讓學生在化學課堂上養成環保意識,形成環保能力。

參考文獻

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[2]李軍,黃紅,王小鳳.綠色化學教育的探討[J].重慶環境科學,2002年03期

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