鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 燕 紅

綠色化學(xué)環(huán)保技術(shù)研究

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人類的生活與化學(xué)息息相關(guān)，無論衣、食、住、行都離不開化學(xué)。隨著工業(yè)化程度的提高，環(huán)境污染問題越來越凸現(xiàn)，因此，可循環(huán)利用、可持續(xù)發(fā)展、綠色化學(xué)生產(chǎn)成了重要的議題。研究綠色化學(xué)環(huán)保技術(shù)，對(duì)環(huán)境治理、社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有重要意義。

一、綠色化學(xué)

綠色化學(xué)又被稱為綠色技術(shù)、環(huán)境無害化學(xué)、環(huán)境友好化學(xué)、清潔化學(xué)。綠色化學(xué)技術(shù)是用化學(xué)的方法和技術(shù)，降低或消除因化學(xué)產(chǎn)品（如催化劑、溶劑等）而對(duì)人類造成的傷害的技術(shù)。綠色化學(xué)是在對(duì)傳統(tǒng)化學(xué)思考的基礎(chǔ)上對(duì)物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程中減少或消除污染和排放的新型技術(shù)，它充分考慮了物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程中的利用率，屬于“原子經(jīng)濟(jì)性”，既做到了人們對(duì)物質(zhì)生活的需求，又做到了對(duì)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的思考。綠色化學(xué)從傳統(tǒng)的粗放型化學(xué)生產(chǎn)向集約型的利用性化學(xué)生產(chǎn)轉(zhuǎn)變，將化學(xué)生產(chǎn)過程中的“廢”變?yōu)樯钏璧摹皩殹保岣吡嘶瘜W(xué)生產(chǎn)的可利用率。綠色化學(xué)的興起，對(duì)全世界的化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生了廣泛影響，特別對(duì)發(fā)展中國家意義深遠(yuǎn)。

二、材料選擇的綠色化

綠色化學(xué)的核心是利用化學(xué)原理從源頭上減少和消除工業(yè)生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的污染，并且反應(yīng)物的原子全部轉(zhuǎn)化為期望的最終產(chǎn)物。因此，在工業(yè)生產(chǎn)中，需要從各個(gè)環(huán)節(jié)入手，選擇綠色化材料，才能最大限度地減少工業(yè)生產(chǎn)給人類造成的危害。

1.原料選擇的綠色化。原料的選擇是綠色化學(xué)進(jìn)行的基礎(chǔ)。現(xiàn)代工業(yè)為人類的生產(chǎn)提供了大量的新型原料，而工業(yè)生產(chǎn)在生產(chǎn)人類生活所需物質(zhì)材料的同時(shí)也排放了許多廢棄物，使人類的生存環(huán)境遭到了破壞。如，塑料從生產(chǎn)到處理的整個(gè)過程中都會(huì)造成對(duì)資源的消耗和對(duì)環(huán)境的污染。人們?nèi)粘Ｊ褂玫乃芰洗枰?00年以上的時(shí)間才能自行分解，同時(shí)還會(huì)對(duì)土地和水質(zhì)造成污染。以美國為例，2000年，美國在包裝上使用的塑料就超過了約600萬噸，而這些包裝基本在產(chǎn)品打開后即被拋棄，之后轉(zhuǎn)入垃圾站再被掩埋，如果進(jìn)行焚燒又會(huì)排放劇毒，對(duì)人類造成傷害。這也使塑料生產(chǎn)成為讓世界各國頭痛的問題。因此，要減少和消除這一污染還得從原材料的選擇上做起。正如塑料生產(chǎn)一樣，目前，光降解材料和生物降解塑料的研究和生產(chǎn)逐步進(jìn)行，這是從源頭上進(jìn)行控制的化學(xué)方法之一。

2.溶劑的綠色化?；瘜W(xué)生產(chǎn)所造成的污染基本和溶劑有關(guān)。在傳統(tǒng)有機(jī)反應(yīng)中，由于有機(jī)溶劑對(duì)有機(jī)化合物的溶解較為容易，反應(yīng)介質(zhì)多為有機(jī)溶劑，但其毒性和低回收率則易造成了環(huán)境的重度污染。因此，要實(shí)現(xiàn)綠色化學(xué)，就要從溶劑入手，使得在無溶劑的條件下以水（或萃取溶劑）作為反應(yīng)媒介的有機(jī)化學(xué)潔凈反應(yīng)成為綠色法學(xué)發(fā)展的總體趨勢(shì)。在無溶劑的條件下進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)有以下幾種。

（1）固體化學(xué)反應(yīng)。即在沒有溶劑條件下以固體作為反應(yīng)介質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)，這是目前綠色化學(xué)研究的重點(diǎn)，具研究以固體參與反應(yīng)為基礎(chǔ)，注重反應(yīng)的生成和污染的減少。

（2）以水為介質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)。傳統(tǒng)化學(xué)反應(yīng)都不以水為介質(zhì)，原因在于有機(jī)化學(xué)物在水中的溶解性差，并且很多試劑在水中都會(huì)被分解，這就易造成反應(yīng)的失敗或效率的降低。但從另一角度來看，世界上水資源較為豐富、價(jià)格低廉、清潔無毒，因此，研究以水作為介質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)將占據(jù)整個(gè)有機(jī)化學(xué)反應(yīng)的主流，只是在其反應(yīng)速率和選擇性上需要進(jìn)行深度研究。

此外，以超臨界流體作為有機(jī)溶劑的化學(xué)反應(yīng)研究也逐步深入，其無毒、不可燃、價(jià)廉的特點(diǎn)也將改變有機(jī)化學(xué)的反應(yīng)研究應(yīng)用。

3.催化劑選擇的綠色化。催化劑是化學(xué)反應(yīng)中不可或缺的部分。酸、堿液體是傳統(tǒng)有機(jī)反應(yīng)常用的催化劑，如氫氟酸、三氯化鋁等作為烴類的烷基化反應(yīng)的催化劑，此類催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)的設(shè)備具有高度腐蝕性，對(duì)人體也有較大危害，而且其廢渣對(duì)環(huán)境的污染也較為嚴(yán)重。因此，要選擇無毒無害的催化劑。如今，采用新型分子篩催化劑的乙苯液相烴化技術(shù)已較為成熟。

三、生產(chǎn)過程的綠色化

化學(xué)反應(yīng)的目的是為化學(xué)生產(chǎn)而服務(wù)的，因此，在化學(xué)生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)反應(yīng)的綠色化是化學(xué)綠色技術(shù)的關(guān)鍵，這也是減少污染和節(jié)約資源的關(guān)鍵所在。在化學(xué)反應(yīng)的綠色化中需要從兩方面進(jìn)行考慮，一方面是合成效率的選擇性，這主要是化學(xué)、區(qū)域等和對(duì)映體選擇性方面；另一方面是原子經(jīng)濟(jì)性，即在物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程中做到零排放、零污染。在化學(xué)反應(yīng)合成效率的研究中，反應(yīng)減少中轉(zhuǎn)（有效利用物質(zhì)原子，減少反應(yīng)中無用物的形成）、實(shí)現(xiàn)反應(yīng)的高效（提高反應(yīng)效率）和特快（物質(zhì)轉(zhuǎn)化的反應(yīng)速率縮短）是重點(diǎn)。

四、在化學(xué)中應(yīng)用生物技術(shù)

生物科學(xué)是當(dāng)代科學(xué)的前沿，生物化工是21世紀(jì)最有發(fā)展?jié)摿Φ漠a(chǎn)業(yè)之一，它將成為創(chuàng)造巨大社會(huì)財(cái)富的重要產(chǎn)業(yè)體系。生物技術(shù)在采礦、肥料、農(nóng)藥、蛋白質(zhì)、聚合物等方面的應(yīng)用目前已較為廣泛，實(shí)現(xiàn)了能源的節(jié)約和環(huán)境污染的減少，而且，生物化工具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，一般化工無法達(dá)到，其產(chǎn)品的環(huán)保型也受到了廣泛歡迎。

總之，綠色化學(xué)環(huán)保技術(shù)的發(fā)展不僅對(duì)環(huán)境保護(hù)產(chǎn)生重大影響，而且將成為我國企業(yè)與國際接軌創(chuàng)造條件。本文，筆者從材料的選擇、生產(chǎn)過程的綠色化，分析了綠色化學(xué)環(huán)保技術(shù)對(duì)人類工業(yè)生產(chǎn)的影響，具有較強(qiáng)的借鑒意義。