關(guān)于綠色化學(xué)
作者:化工綜合網(wǎng)發(fā)布時間:2022-03-22分類:催化劑及助劑瀏覽:118
綠色化學(xué)
污染物和廢棄物的產(chǎn)生,是經(jīng)由化學(xué)反應(yīng)途徑造成的。最佳的處理方式,便是從源頭避免污染物的產(chǎn)生。1992年美國環(huán)保局開始推動“預(yù)防污染的新途徑”計劃,從改善現(xiàn)有化學(xué)品及其制造過程著手,達(dá)到廢棄物或污染物產(chǎn)量的最小化。從這時起,便逐漸有“綠色化學(xué)”的概念了。
在一般化學(xué)反應(yīng)中,副產(chǎn)品通常是污染物的主要來源。反應(yīng)完成后,也常須純化分離手續(xù),分離步驟中所使用的化學(xué)品,如溶劑,也是另一種污染源。清除了這兩大污染源,綠色化學(xué)就躍然而出了。
若化學(xué)反應(yīng)后沒有副產(chǎn)品產(chǎn)生,不就沒有污染物了嗎?因此,化合物的綠色合成途徑首先會考慮每個原子的利用,決不輕視它們的來去。所要的反應(yīng)生成物中,若反應(yīng)物里的原子數(shù)百分之百都得到了利用,那么,這個化學(xué)反應(yīng)就沒有廢棄物產(chǎn)生。
綠色化學(xué)的核心內(nèi)容之一是“原子經(jīng)濟(jì)性”,即充分利用反應(yīng)物中的各個原子,因而既能充分利用資源,又能防止污染。原子經(jīng)濟(jì)性的概念是1991年美國著名有機(jī)化學(xué)家Trost(為此他曾獲得了1998年度的總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎的學(xué)術(shù)獎)提出的, 用原子利用率衡量反應(yīng)的原子經(jīng)濟(jì)性,為高效的有機(jī)合成應(yīng)最大限度地利用原料分子的每一個原子,使之結(jié)合到目標(biāo)分子中,達(dá)到零排放。綠色有機(jī)合成應(yīng)該是原子經(jīng)濟(jì)性的。原子利用率越高,反應(yīng)產(chǎn)生的廢棄物越少,對環(huán)境造成的污染也越少。要提高化學(xué)反應(yīng)中原子利用率,最佳方法即運用觸媒(即催化劑),可使化學(xué)反應(yīng)更有效率且更有特異性,有利于所要的生成物產(chǎn)生,而不需要的副產(chǎn)品大大減少甚至沒有。因此,在21世紀(jì)的綠色化學(xué)制造業(yè)中,觸媒將扮演極為重要的角色。
其次,綠色化學(xué)的目標(biāo)是改用無害及可再生使用的化學(xué)藥品或溶劑。例如,化學(xué)反應(yīng)中常用的氧化劑如高錳酸鉀、過硫酸鉀、氧氣等,都會帶來大量有害副產(chǎn)品,而以過氧化氫為氧化劑的氧化反應(yīng)副產(chǎn)品是水,因此,過氧化氫有“清潔先生”的稱謂。此外,臭氧也是一種污染性小的氧化劑,但利用臭氧的設(shè)備成本高,較少使用。
現(xiàn)在,許多化工廠紛紛尋找沒有污染的綠色溶劑,包括研究使用水當(dāng)溶劑、使用新型離子液體取代現(xiàn)有的有機(jī)溶劑等。
最后,綠色化學(xué)的策略從根本上講是師法自然。在大自然的物質(zhì)循環(huán)里,各類植物是經(jīng)過各種不同的生化反應(yīng)后,產(chǎn)生各類蔬菜、水果供動物食用;而動物的排泄物、遺體再經(jīng)由細(xì)菌分解而釋回大自然,供應(yīng)植物養(yǎng)分所需。化學(xué)反應(yīng)物的循環(huán)利用--這就是最綠色的大自然的化學(xué)制造工藝。人類化學(xué)的最終目標(biāo)就是要學(xué)習(xí)這種循環(huán)利用的方式。
綠色化學(xué)又稱環(huán)境友好化學(xué),它的主要特點是:
1.充分利用資源和能源,采用無毒、無害的原料;
2.在無毒、無害的條件下進(jìn)行反應(yīng),以減少廢物向環(huán)境排放;
3.提高原子的利用率,力圖使所有作為原料的原子都被產(chǎn)品所消納,實現(xiàn)“零排放”;
4.生產(chǎn)出有利于環(huán)境保護(hù)、社區(qū)安全和人體健康的環(huán)境友好的產(chǎn)品。
綠色化學(xué)給化學(xué)家提出了一項新的挑戰(zhàn),國際上對此很重視。1996年,美國設(shè)立了“綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎”,以表彰那些在綠色化學(xué)領(lǐng)域中做出杰出成就的企業(yè)和科學(xué)家。綠色化學(xué)將使化學(xué)工業(yè)改變面貌,為子孫后代造福。
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