李冬春
摘 要:近些年來,伴隨著我國國民經(jīng)濟的不斷發(fā)展進步,工業(yè)行業(yè)領域規(guī)模逐漸擴大,促使人們自身的環(huán)境保護意識得到提升?;て髽I(yè)在日常生產(chǎn)過程中,常常會排放各類不同的化工垃圾,進而對自然環(huán)境造成不可挽回的污染。而綠色化學能夠從根源上有效解決化工企業(yè)對自然環(huán)境的污染。與此同時,在保護環(huán)境的基礎上降低企業(yè)的生產(chǎn)成本,保證企業(yè)獲得最大化的經(jīng)濟效益。鑒于此,本文主要針對綠色化學在有機化學化工中的應用進行深入的探討說明。
關鍵詞:綠色化學;有機;化學化工
0 引言
化學作為自然學科領域的重要組成部分,與人們日常生活有著密不可分的關聯(lián)。但是,化學為人們生活提供便利快捷的同時,還會產(chǎn)生大量的有害物質,對自然環(huán)境產(chǎn)生污染,甚至會對人類生存環(huán)境和身體健康構成嚴重威脅。面臨日益嚴峻的環(huán)境污染問題,促使綠色化學應運而生,并且在化學化工行業(yè)領域得到廣泛運用,從而將化學對人類產(chǎn)生的危害降到最低。由此可見,綠色化學在未來發(fā)展道路上具有廣闊的發(fā)展空間,因此,需要對綠色化學在有機化學化工中的應用加強深入研究。
1 綠色化學的基本含義
近年來,綠色化學備受社會和人們的關注,并且得到一致認可。所謂的綠色化學,其實主要是指一種對環(huán)境無害且在化學化工應用過程中對環(huán)境造成污染最小的一種化學。換言之,化學化工生產(chǎn)體系在實際運行過程中,需要堅持綠色環(huán)保管理原則,環(huán)保型產(chǎn)品研發(fā)要緊緊圍繞無危害、無污染、無影響力進行研制,促使化工產(chǎn)品設計效果得到有效提升,進而為技術層面和經(jīng)基層面監(jiān)管奠定良好基礎,從而真正提升管理工作效率。由此可見,在有機化學化工過程中應用綠色化學,必須嚴格按照合成化學物質、催化以及檢測等多項項目流程進行產(chǎn)品處理,對此,每道工序需要加大監(jiān)督和管理力度,做到具體問題具體分析,貫徹落實相關工作內容。
2 綠色化學在有機化學化工中的應用
為了確保綠色化學發(fā)展目標得以實現(xiàn),需要根據(jù)有機化學領域發(fā)展的實際情況,貫徹落實生態(tài)化理念以及應用機制?,F(xiàn)階段,化學領域主要使用綠色化學原料、綠色催化劑以及綠色溶劑等,這樣不僅能夠有效提升有機化學化工研究工作的工作水平,還可以大大提升整體應用的效率。
2.1 綠色原料
在真正實現(xiàn)綠色化學的整個過程中,需要對生產(chǎn)原料的綠色化問題進行綜合考慮,從而為綠色有機合成發(fā)展奠定良好基礎。例如,我國在有機化學化工合成過程中,主要使用石油化工原料進行生產(chǎn),如果使用綠色生物原料代替石油化工原料,則是對綠色化學理念的充分體現(xiàn),同時能夠為我國自然環(huán)境提供有效的保護屏障。通常情況下,生物原料主要是指纖維素和淀粉結合而成的一種新型生產(chǎn)原料,而淀粉在化學反應過程中極易轉變成葡萄糖,纖維素在木質素以及結晶的影響下,憑借纖維素酶轉變成葡萄糖。在化學化工過程中一旦獲得葡萄糖,可以直接將其作為原料,并且在相應酶的作用下,獲得相應的已二酸,以此取代利用苯獲得已二酸的方式。由于苯這種物質危害人們的身體健康,嚴重時會導致人們致癌。因此,在科學技術和經(jīng)濟條件允許的情況下,在有機化學化工合成的整個過程中,使用原料的去苯化,不僅能夠保護自然環(huán)境,還可以保證人類的生命安全,是綠色化學大力開展的重要目標。
2.2 綠色催化劑
綠色化學在化學反應的整個過程中,要求反應速度快,并且化學反應完成之后所產(chǎn)生的副產(chǎn)物最小化,從而真正實現(xiàn)化學化工排放量降低,甚至達到零排放。綠色化學與傳統(tǒng)的化學反應對比而言,由于綠化化學本身具有高效且選擇性多樣的催化方式,與我國開展綠色化學的實際需求相符合。與此同時,原子經(jīng)濟作為綠色化學快速發(fā)展的核心內容,要求在化學反應的整個過程中,對于參與反應中的全部原子都要出現(xiàn)在反應物中。另外,在反應過程中,不會出現(xiàn)廢棄物。加成反應、重排反應、化合反應等部分常見的反應均屬于原子經(jīng)濟性反應的一種。
2.2.1 催化不對稱
催化不對稱合成作為有機化學化工合成反應中的重要合成方式之一,起著至關重要的作用,并且催化不對稱合成方式得到社會大眾的廣泛關注,對其加大研究開發(fā)力度。在有機化學化工反應過程中合理運用不對稱催化方式,既可以從反應過程中獲得農(nóng)藥領域中所需求的中間物品以及一些其他精細化工,還可以在反應的整個過程中,獲得綠色合成技術,進而對自然環(huán)境和人類生活提供保護。比如,氫酯化反應、酶催化反應、氫硅烷反應等諸多反應均屬于催化不對稱反應。
2.2.2 新型催化反應
現(xiàn)階段,我國在進行有機化學化工的整個過程中,主要使用堿和液體酸兩種催化劑類型進行有機合成,這兩種催化劑類型本身具有催化效率高且經(jīng)濟成本低的優(yōu)勢特點。但是,堿和液體酸除了本身具有的高效和物美價廉的優(yōu)勢之外,在反應過程中會對設備造成腐蝕損壞,不僅如此,堿和液體酸兩種催化劑在使用過程中還會對自然環(huán)境產(chǎn)生嚴重的污染,在反應過程中往往會發(fā)生一些副反應,造成工作完成之后還需要面臨一些難以處理或復雜繁瑣的副反應等諸多問題現(xiàn)象。為了有效緩解上述問題現(xiàn)象,需要對綠色催化劑加大研發(fā)力度。近幾年,我國在綠色催化劑研究方面取得一定的成績,獲得分子篩催化劑和相轉移催化劑等多種綠色催化劑,這些綠色催化劑不僅具有高效、無害的優(yōu)勢特點,其自身的實用價值也比較高。
2.3 綠色溶劑
2.3.1 水溶劑的合理運用
在自然界領域內,由于水本身具有無污染、無毒且成本低廉的優(yōu)勢,促使其成為有機化學化工中一種最基本、最豐富的溶劑。在開展有機化學化工的過程中,如果在水中進行有機反應實驗,則表明該實驗操作安全簡單,不存在易燃、易爆的安全危害。普通類型的有機化學化工合成反應,可以根據(jù)實際情況,將其中的去保護合成、官能團保護進行相應的省略,以此對化學合成操作步驟進行簡化,促使試驗溶劑與預期效果相符合。與此同時,在有機化學化工合成過程中,有機金屬反應是其化學合成的重要成果之一,尤其是有機銦試劑的產(chǎn)生。有機銦試劑在碳水化合物形成相應碳鍵時,該試劑本身的官能團無法對其實施相應的保護措施,但是在普通的合成過程中,會選擇使用保護劑進行保護,而通過這種方式進行合成,不僅會增加化工化學的合成反應步驟,還會造成原材料、能量過度消耗,致使廢棄物排放量大大增加。
2.3.2 離子液體溶劑
離子液體溶劑其實是指在適宜的溫度或者是較低的溫度條件下,由相關元素的無機陰離子和有機陽離子組合而成的一種液體狀態(tài)的鹽。通常情況下,離子液體溶劑的適應溫度范圍相對比較廣,并且該溶劑具有制造成本低、溶解度較強、循環(huán)再利用以及易回收等優(yōu)勢特點,不僅得到社會大眾的關注和認可,而且在工業(yè)生產(chǎn)領域汗液中得到普遍應用。例如,如果要在以往的溶劑環(huán)境中利用烯烴以及芳烴完成烷基化反應,這是極難完成的一項工作內容,但是在離子液體溶劑環(huán)境中,通過適當?shù)拇呋瘎┓磻饔?,及時是在普通的室溫情況下,也能夠有效完成烷基反應,提升生產(chǎn)效率?,F(xiàn)階段,隨著綠色溶劑的不斷發(fā)展進步,氧化還原反應、烯烴氫化反應、偶聯(lián)反應以及酶促反應等大部分化學反應都可以在離子液體中順利完成。除了上述的水和離子液體溶劑之外,超臨界流體等部分物質也可以作為綠色溶劑進行使用。
3 結語
綜上所述,伴隨著綠色化學理念的提出和大力推廣,促使化工化學生產(chǎn)過程中引發(fā)的環(huán)境污染問題得到有效改善,進而促使經(jīng)濟和社會可持續(xù)發(fā)展。同時,綠色化學作為資源節(jié)約型社會的重要組成部分,具有極其重要的意義。為了保證綠色化學在有機化學化工中得到合理運用,化工領域行業(yè)需要結合實際情況,貫徹落實綠色化學理念,在化學化工生產(chǎn)過程中廣泛運用綠色化工原料、綠色催化劑以及綠色溶劑等,從而保證有機化學化工正常有序發(fā)展。
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