關于綠色化學
作者:化工綜合網發布時間:2022-03-22分類:催化劑及助劑瀏覽:103
綠色化學
污染物和廢棄物的產生,是經由化學反應途徑造成的。最佳的處理方式,便是從源頭避免污染物的產生。1992年美國環保局開始推動“預防污染的新途徑”計劃,從改善現有化學品及其制造過程著手,達到廢棄物或污染物產量的最小化。從這時起,便逐漸有“綠色化學”的概念了。
在一般化學反應中,副產品通常是污染物的主要來源。反應完成后,也常須純化分離手續,分離步驟中所使用的化學品,如溶劑,也是另一種污染源。清除了這兩大污染源,綠色化學就躍然而出了。
若化學反應后沒有副產品產生,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。所要的反應生成物中,若反應物里的原子數百分之百都得到了利用,那么,這個化學反應就沒有廢棄物產生。
綠色化學的核心內容之一是“原子經濟性”,即充分利用反應物中的各個原子,因而既能充分利用資源,又能防止污染。原子經濟性的概念是1991年美國著名有機化學家Trost(為此他曾獲得了1998年度的總統綠色化學挑戰獎的學術獎)提出的, 用原子利用率衡量反應的原子經濟性,為高效的有機合成應最大限度地利用原料分子的每一個原子,使之結合到目標分子中,達到零排放。綠色有機合成應該是原子經濟性的。原子利用率越高,反應產生的廢棄物越少,對環境造成的污染也越少。要提高化學反應中原子利用率,最佳方法即運用觸媒(即催化劑),可使化學反應更有效率且更有特異性,有利于所要的生成物產生,而不需要的副產品大大減少甚至沒有。因此,在21世紀的綠色化學制造業中,觸媒將扮演極為重要的角色。
其次,綠色化學的目標是改用無害及可再生使用的化學藥品或溶劑。例如,化學反應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品,而以過氧化氫為氧化劑的氧化反應副產品是水,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,但利用臭氧的設備成本高,較少使用。
現在,許多化工廠紛紛尋找沒有污染的綠色溶劑,包括研究使用水當溶劑、使用新型離子液體取代現有的有機溶劑等。
最后,綠色化學的策略從根本上講是師法自然。在大自然的物質循環里,各類植物是經過各種不同的生化反應后,產生各類蔬菜、水果供動物食用;而動物的排泄物、遺體再經由細菌分解而釋回大自然,供應植物養分所需?;瘜W反應物的循環利用--這就是最綠色的大自然的化學制造工藝。人類化學的最終目標就是要學習這種循環利用的方式。
綠色化學又稱環境友好化學,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、無害的條件下進行反應,以減少廢物向環境排放;
3.提高原子的利用率,力圖使所有作為原料的原子都被產品所消納,實現“零排放”;
4.生產出有利于環境保護、社區安全和人體健康的環境友好的產品。
綠色化學給化學家提出了一項新的挑戰,國際上對此很重視。1996年,美國設立了“綠色化學挑戰獎”,以表彰那些在綠色化學領域中做出杰出成就的企業和科學家。綠色化學將使化學工業改變面貌,為子孫后代造福。
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