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绿色化学与工程精品(七篇)

时间:2023-07-11 16:20:11

序论:写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隐藏在内心深处的真相,好投稿为您带来了七篇绿色化学与工程范文,愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂,助力您的创作。

绿色化学与工程

篇(1)

在我们以前普通的化学反应来看,对于反应后的副产物的处理是相当困难的,并且如果想处理,其治理成本是相当的高,所以以前那种普通的反应无法从根本上剔除化学工业中所带来的一系列危害。而我们所提到的绿色化学工程,就从根本上解决了上述问题。

1.1选择有益材料对于化学反应来说,最重要的还是选料的环节,它的好与坏直接影响着化学反应是否友好是否有益。有效的防范,以达到在过程以及结果的一种良性局面。

1.2采用高效高选择性的反应原料对于化学工业来说,化学反应是决定化学工业生产过程中生产成本和生产难度、充分利用化学资源等各方面的重要性因素。可以降低工业生产的成本,而且能够提高产物纯度,减少无效反应产物的排放,节约化学资源,在化学工业中,有机物的反应复杂,研究机制不确定,所以选择合适的反应原料,不断提高工业技术是对化学工业的发展有着重要的意义。

1.3使用绿色无公害的反应催化剂催化剂作为化学反应中能改变反应速率的的物质,在化学工业中应用广泛,绿色化学就是研究生产高效高质量的化学反应,不产生任何有害物质,无效产物可以做到循环利用,无公害。这项生产技术就是高度依赖化学反应过程中的催化剂,不断创新,不断推动绿色化学产业的发展,相关机构已经着手研究这些优良的催化剂.

2寻找高效绿色的化学催化剂对提升工业生产水平的作用

2.1化学工业中绿色化学的应用绿色化学的核心就是要利用化学原理从源头消除污染,做到完全无公害无污染,因此它又被称为清洁化学,应用范围广泛,它涉及有机合成、催化、生物化学、分析化学等学科。工业中化学反应发生的条件一般都是高温高压,在反应过程中,只有适宜的温度和压力才能使用现代化学工业的技术,另外加上绿色化学的高效催化剂,这项工程才得以不断发展。例如上文提到的低维材料碳纳米管,催化裂解反应中有很大的化学功效。

2.2化学工业中绿色化学和现代生物结合的应用。讲到了催化剂,这就涉及到另外的技术性学科生物技术。生物技术的就是高科技与高端专业知识结合的产物,学科内又分为细胞工程、基因工程、胚胎工程等等。在化学产业中主要应用于生物化学。在化学工业生产过程中,选取有机的生物材料,主要是动植物的原料,另外也会采用他们经过上千年演变的产物—地下的煤炭等。催化剂主要由人工催化剂和自然催化剂,分别由人工合成以及采用天然动植物的生物酶。这样能够满足现代化学工业发展的需要,同时也能切合可持续发展的指导思想,节约能源,维持现在生态平衡的状态,推动化学工业发展。

3结语

篇(2)

[关键词]化学工程 绿色化学 节能

中图分类号:O6 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)25-0032-01

近些年来,我国的总体经济得到了很大的发展,但在发展经济的同时也对环境造成了很大的危害。现在人们也都已经意识到了环境污染的问题,现在人们更加提倡绿色低碳的生活理念。绿色化学工程主要是以化学工程工艺为基础,然后在其进行生产的过程中,使用一些相应的技术来加入绿色环保的理念,最终达到节能环保、绿色生产的目标,从真正意义上实现节能减排、低碳生活的目的。

一、化学工程中绿色化学工程工艺开发的分析

1.1 绿色化学工程工艺开发的意义

相对于之前传统的化学工艺而言,绿色化工工艺更加注重低碳以及对环境的保护。在使用传统化工工艺的过程中,对大对数有毒污染物的处理并不够彻底,还具有非常明显的滞后性。而且,很多化学工艺都是有针对性地对一些污染物进行处理,这样虽然在一定程度上节约了处理的成本,但是也会导致一些污染物的处理不够彻底,从而对环境造成一定的危害,根本不能够从真正意义上达到处理的效果。例如:对于一些化工厂对烟尘的处理,看起来是采用了一定的措施对烟尘进行净化,但实际上所处理得并不够彻底,一些类似于一氧化碳等气体可以通过一定的方式转化为其它的一些污染物,如果再使用一道相应的程序进行一定的处理,这样在很大程度上增加了处理的成本。在进行化工艺生产的过程中,对化学原料的选择也是非常重要的,化学原料是整个化工工程生产的基础,从原材料出发进行加工再结合绿色化学工艺对其进行一定的处理,不仅仅可以降低污染,还能够提高资源的利用率。

1.2 绿色化学工程工艺开发的重要性

在进行化学反应的过程中,需要在一定程度上使用选择性相对比较高的的试剂来进行相关的一些工作,以促进绿色工艺的合理利用。例如石油化工,在进行相关化工品加工生产的过程中,会产生很多的氢化物,这类化学产物的生成物质相对而言比较活跃,可能会与其它对的一些物质相结合,产生一定地化学反应,这类反应大多都为放热反应,而且整个反应的过程是非常不稳定的,不仅仅需要使用一些相应的技术作为基础,还需要使用更多的程序对这些污染物进行一些相应的处理。那么这个时候,绿色化学工程的使用就显得十分有必要了,就当前的化工工程工艺的就是来看,无公害、无污染始终都是放在整个生产领域的第一位,推行绿色化工工程工艺也是当前建立环境友好型和资源节约型社会的一个重要体现。

二、化学工程节能中绿色化学工程工艺的促进作用

2.1 绿色化学工程工艺的应用

就当前社会而言,节能、绿色、环保是当前社会发展建设的一个特色,绿色化学工艺的使用对实现节能减排有着十分重要的意义,绿色化工工艺的使用不仅仅能够体现出全国乃至全社会对于绿色环保、节能减排的重视,这也是全世界一直在努力的一个目标。在过去的一百多年的时间里,不论是经济、科技、工艺、文化等各个方面都得到了很大的进步,但是在进行社会发展的过程中,人们只注重经济的发展,却忽视了对环境的保护,最终走上了“先污染,后治理”的道路,不仅仅对环境造成了严重的污染,还造成了一些资源的枯竭,最终导致生态失衡,并对人们的生活造成了一系列的问题。而现在,人们面临着资源缺乏、环境污染、人口加剧等一系列的问题,人们也深刻意识到节能环保、绿色生活的重要性,也意识到化工生产所造成的污染是导致环境恶化的非常关键的一个部分,但是在进行整个社会发展的过程中,化工工艺生产优势一个必不可少的一个产业。由此而建,在进行化学工程生产的过程中,对绿色化工工艺的生产是非常重要的一个选择。

2.2 绿色化学工程工艺的促进作用

就当前的环境而言,我们虽然在提倡也在实行绿色环保的生产生活理念,但是环境仍然处理一个正在恶化的状态。目前我们所提倡的绿色环保理念、,主要是从以下的几点来进行的:(1)要开发新的技术。现在社会发展非常迅速,为了能够跟上时展的步伐,化学工艺生产的过程中也需要开发一些新的技术,来提高化工工艺的生产效率;(2)从源头上来对污染进行一定的控制。这也是控制污染的一个非常好的方法,由此可见,对材料的选择就显得十分关键了;(3)打造可循环的绿色生态产业链。为了能够顺应现在绿色生活的理念,化工工艺生产也需要采取一些应对措施,以走上可持续发展的道路;(4)发展循环经济。从绿色化工工艺的角度来说,发展循环经济对于实现节能减排来说,也是十分关键的一步。绿色化学工程不仅仅能够在化工生产领域中得到了一个非常好的发展,而且还能够在其他的一些生产领域中得到非常有效的应用,从而创造出一个资源节约型、环境友好型的社会。例如:清洁生产技术、生物技术、创造环境友好型这三个方面的技术,就可以通过一定的方式,应用到其他的一些生产领域当中,这样不仅仅可以促进化学工程工艺生产领域的发展,还可以促进社会的共同进步。

三、结语:

就目前我国的化工工艺生产的状况来看,绿色环保的生产理念以及相对技术得到了非常好的应用。本文主要通过对绿色化学工程工艺的开发和促进作用进行了一定的分析,在化工工艺生产的领域,绿色化工技术的应用是必然的一个选择,这不仅仅可以在很大程度上促进人们的生产和生活,还有助于社会走上可持续发展的道路。由此可见,绿色化工工艺的应用和发展使十分有必要的。

参考文献:

[1] 蔡永宏,浅论绿色化学工程与工艺,创建高效、节能、清洁的未来化工厂[J],化工管理,2013,14(24):142-143.

篇(3)

一、绿色化学工程与工艺的开发

在传统化学的生产过程中,在有毒、有害物质的处理上存在较为严重的滞后性,因此导致化学工艺一直处于被动生产。应用这样的化学工艺对污染物进行处理无法取得理想的效果,资源优化也无法得到有效实现。化学工艺的应用不但导致化学生产污染物成本提高,还导致污染物处理效率严重下降。绿色化学工程的应用可有效弥补传统化学工程中存在的缺陷,其通过对相关科学技术及先进方法的利用,对化工生产相关污染物进行除尘、脱硫等处理。绿色化学工程与工艺具体实施方法主要有以下几种。

(一)采用绿色化学原料

在化工生产工艺及具体流程中,化学生产原料是起着决定性作用的主要因素,在传统化学工程中,所用原料大部分为不可再生能源。采用这些原料不但大大提高国家不可再生能源的消耗,同时还导致污染物的排放量大大增加,加重生态环境污染程度。将绿色化学原料作为化工生产材料是绿色化学工程重要研发内容之一。在化工生产过程中,可使用绿色化学物质、自然物质等无染/,!/污、可再生的化学原料。典型的绿色化学原料主要有芦苇、苞米杆、纤维植物等。将这些作为原料投入到化工生产过程中,可使其转化为酮、醇、酸类等多种化学品。在整个转化反应过程中,这些原料仅会产生一定量的氢气,而不会有任何一种有害、有毒的物质产生。

(二)提高化学反应的选择性

在化学工程的物质反应中,化学反应作为必不可少的重要组成部分存在。所有化学原料的转化均是需要化学反应才能得以实现。在化工生产过程中,合理选择有效的化学反应形式可有效促进化学工程生产效率及质量得到提高[2]。对化学反应产生影响的因素有很多种,反应原料、环境、时间、特点等均会对化学反应产生不同程度的影响。在化学生产过程中应用最为普遍的反应形式为氧化反应。在氧化反应过程中会有大量的热产生,所有化学原料均会在热的催化作用下发生变质,因此会大大降低化学品的生产质量。在绿色化学工程中,应用新型的反应形式,这种新型反应形式为烃类氧化反应。这种反应形式的应用不仅可促进催化物反应催化能力得到提高,同时还可有效促进生产物同分异构反应时间增加。

(三)使用无毒无害催化原料

随着化学工业发展速度的不断加快,将化学反应合理的应用于化工生产过程中已经成为促进工业可持续发展的重要前提之一。在化学反应过程中均离不开催化剂的使用。将催化剂应用于化学反应过程中,可有效加快反应速度,缩短法宁时间。所以,在化工生产过程中使用无毒无害的催化原料成为推动绿色化学工程与工艺不断深入发展的重要前提条件之一。目前,我国相关部门已经高度重视对催化原料的选择及应用进行深入研究。越来越多的催化剂得到开发和研制,化学反应过程中使用的催化原料不断得到改善,分子筛除催化剂等优良催化原料在化工生产过程中的应用越来越广泛。无毒无害催化原料的应用可有效提高化学反应效率,降低能源消耗量,同时也可减少环境污染。

二、绿色化学工程与工艺对化学工业节能产生的促进作用

目前,在各工业产业的生产过程中均已广泛应用到绿色化学工程与工艺。该工程中具有的应用性能不仅可有效改善化工产业发展过程中存在的资源浪费和环境污染问题,同时还可有效促进化工生产的结构不断得到优化。绿色化学工程与工艺在化工产业中的应用主要表现在如下几点。

(一)清洁生产技术的应用

清洁生产技术是一种具有较高价值的绿色技术,该种技术主要是通过对化工原料进行无害、无毒、无废处理,实现原料利用率得到提高,进而促进化学工程的生产质量得到提高。在清洁技术中,应用最为普遍的技术分别为脱硝和脱硫两种技术。应用该两种技术对存在较为严重的污染的化学废物、生活垃圾等进行绿色处理,经过相关技术的处理后,生活垃圾可有效转化为沼气。应用自然发电技术来代替传统发电技术。太阳能、风能的开发和应用是清洁生产技术飞速发展的重要标志。在生物工程中合理应用清洁生产技术,可有效促进细胞及基因工程的发展效果得到显着提高。在辐射加工中应用清洁生产技术,可促进催化剂的作用得到显着提高。

(二)与生物技术相互结合的应用

在生物技术领域中,其技术范畴具体包含细胞、微生物、基因、酶等多种技术。其在各化工生产中的应用主要包含有生物化工合化学仿生学两个方面的内容。在生物体内,生物酶作为催化剂存在,其具有显着的专一性和高效性,在生物合成的每个过程中均无法脱离酶的作用。在绿色化学工程与工艺中对生物技术进行合理应用,通过相关技术处理,可使再生资源转化为相应的化学品。早期所应用的有机化合物原料大部分是直接源自动物和植物,后来才逐渐发展为将煤炭、石油作为原材料使用。在绿色化学工程与工艺中,通常情况下均是应用工业酶或存在于自然界中的酶作为催化剂。将酶与通常应用的化学催化剂进行比较,酶在应用过程中的优点主要表现为无污染、产物性质好、反应条件温和等。例如通常情况下均是应用丙烯腈进行丙烯酰胺制备,当使用酶作为催化剂后,能耗消耗量大大降低,反应具有彻底性,并且在反应过程中无任何副产物产生。

(三)生产环境友好型产品

绿色化学工程与工艺的主要发展目的之一即为为社会生产处环境友好型产品,如清洁汽油、磷洗衣粉等无毒无害产品。通过绿色化学工程可以生产出与社会、自然环境发展相符合的友好型产品。绿色化学工程生产的出现在很大程度上起到了保护环境的作用。在社会生产、生活中,人们的购买的产品均为绿色产品,不仅有效保证了人们身体健康,同时也可促进社会健康、和谐发展。因此,在化工生产过程中,如能够促进绿色化学工程与工艺对的优势得到充分发挥,可有效降低生态环境的染污,促进国家自然环境和社会经济得到可持续发展,对国家的长远发展及社会的进步具有重要意义。

篇(4)

关键词:绿色化学;研究发展;环境保护;应用

1、绿色化学的基本概念

绿色化学是利用化学原理来防止污染的一门学科,也称环境无害化学、环境友好化学、清洁化学,在绿色化学基础上发展起来的技术称为绿色技术、环境友好技术或清洁生产技术。绿色化学的化学反应过程,实现“零”排放,不产生污染。绿色化学对生产过程来说,包括节约原材料和能源、淘汰有毒原料、减降废物的数量和毒性。 绿色化学通过改变化学品或生产过程的内在本质,来减少或消除有害物质的使用或产生,是非常科学的,是化学工业可持续发展的基础。

2、绿色化学的原则

绿色化学经过先驱者10多年的研究与探索,总结出了绿色化学的一些理论和原则,为绿色化学的今后研究工作奠定了墓础。P.T .A nastas和J.C. W aner提出的12条绿色化学的原则目前为国际化学界所公认,它反映了近年来在绿色化学领域中所开展的多方面的研究工作内容,同时也指明了未来发展绿色化学的方向。

3、绿色化学主要研究内容

绿色化学的研究主要是围绕化学反应、原料、催化剂、溶剂和产品的绿色化开展的,具体包括:新合成方法和路线的研究,特别是新型催化剂和催化过程的研究;新化学原料的研究,包括生物质资源的沽净转化和综合利用;新反应条件及过程的研究,包括对超临界流体、环境无害的介质等的研究;绿色产品的设计和研制的研究。

4、绿色化学的主要研究对象

4.1 原料的绿色化

现有的化工生产中,仍有不少产品在生产过程中使用着剧毒原料。为了确保环境安全和人类的健康,寻找无毒、无害的原料来生产人类所需的化工产品,是十分必要的。

4.2 化学反应的绿色化

提高化学反应效率符合化学反应绿色化的要求,化学反应的绿色化包括 (1)原子经济性。即最大限度地利用原料和最大限度地减少废物的排放,减少环境污染。 (2)反应的选择性。化学反应的选择性包括位置选择性、化学选择性和立体选择性。

4.3 产品的绿色化

产品的绿色化是绿色化学的关键部分,其实质就是大力研制并且提供人身更安全的环境友好型化工产品,如新的海洋生物防垢剂、THPS杀菌剂、灭火制冷剂、二酰基肼杀虫剂等。可降解塑料、环境友好农药、绿色燃料、绿色涂料、CFCs替代物等等都是很有发展前景的绿色产品,随着技术的进步,越来越多的产品将会取代原来的对环境有害的产品。

4.4 催化剂的绿色化

目前在许多化学反应和化学工艺中,常采用对设备腐蚀较大,污染环境、危害人体健康和社会安全的化学原材料作为催化剂,目前围绕催化剂的绿色化展开的研究主要有:仿酶催化剂、固体酸催化、水溶性有机金属配合催化剂及多相催化体系。

4.5 溶剂的绿色化

溶剂在化学品生产过程中,广泛的用做反应分离的介质或用做清洗剂。当前广泛使用的溶剂是挥发性有机化合物(VOC),其在使用过程中有的会引起地面臭氧的形成,有的会引起水源污染。

4.6 化学设计的绿色化

化学设计的绿色化是利用计算机进行辅助的绿色化学设计。其做法是:首先建立一个尽可能全的化学反应的资料库,利用计算机进行可能的化学反应的组合;其次确定目标产物和可能采用的原料;第三让计算机找出能生产目标产物的反应及所需原料,第四以上一步的原料为目标产物再做搜寻,找出该目标产物的合成反应原料,直到得出预定的原料;最后比较各条可能的反应路线的经济技术性及环境效应,从中选出最佳途径。

4.7 合成技术的绿色化

合成技术的绿色化是近年来发展起来的,其宗旨是要减少有毒有害物质的使用,该技术采用一些特别的非传统的化学方法,获得多种环境效果,改善产品的选择性,降低单位产品的能耗。其中电化学发是新世纪洁净技术的重要方法,该方法在化学反应中无需使用有毒有害试剂,而且还可以使反应在常温、常压下进行,所以,电化学方法在洁净合成中个有独特的魅力。

5、绿色化学的新技术和新工艺

5.1 催化技术

催化剂,不仅可以加速反应的过程,极大地改善化学反应的选择性和提高转化率,提高产品质量、降低成本,而且能从根本上减少或消除副产物的产生,减少污染,最大限度地利用各种资源,保护生态环境,这是绿色化学研究所追求的目标。

5.2 生物技术

生物技术被认为是21世纪最具有发展潜力的产业之一,是当代科学的高新技术,生物技术在医药、食品、能源、冶金、化工、精细化学品的制造等方面具有广泛的应用。它的最大特点在于能充分利用生物质资源,节约能源,易于实现清洁生产,而且可以实现一般化工技术难以实现的化工过程。生物技术主要包括:基因工程、细胞工程、酶工程和微生物工程。

5.3 超声技术

超声技术,即声化学,它是声学和化学的交叉渗透而产生的一门新兴交叉学科。声化学能改变反应的进程,提高反应的选择性,增加化学反应的速率和产率,降低能耗和较少废物的排放,因此声化学技术作为一种安全无害的“绿色技术”,在合成化学中具有广泛的应用。

篇(5)

    美国在20个世纪90年代将污染防治的问题提出,并在基本国策中添加了防止污染这一项,相继有污染防止法案出台,并在90年代中期国家环境技术战略向公众宣布。在几年之内,根据绿色化学研究性问题,美国化学会成立了专门讨论会等一系列相应的措施,并设立了一系列与绿色化工、环保相关的奖项,如总统绿色化学挑战奖等。显示出了美国对绿色化学的重视程度。国内在国外的绿色环保化学进行得轰轰烈烈时,经过院士的多次讨论,最终确定了“绿色化学与技术”作为最后的议题,中国科学院化学部也授权同意议题。讨论会“工业生产中绿色化学与技术”于1996年首先召开,《绿色化学与技术研讨会学术报告汇编》也在同一时间出版。“环境友好石油化工催化化学与化学反应工程”科研项目,也是中国具有代表性意义的基础项目,通过自然科学基金和中石油化工公司共同资助,于1997年启动。20世纪末在合肥,首次国际绿色化学高级论坛展开活动;并有杂志积极响应大会精神支持大会工作,如《化学进展》。还相继出版了“绿色化学与技术”专题报告等。在21世纪,我国不断的有可持续绿色化工议题被提上日程,这一领域有无数的研究者参加研究,进行交流学习,也取得了骄人的成绩。

    2.绿色化工的技术动态

    简单来说绿色化工技术就是通过对化学原理的应用和使用工程技术来减少甚至消除能够污染环境的物质,实现废物零排放,并建立友好环境。摒弃粗放的化工生产模式是化工企业的全新出路,即绿色化工,用“资源-产品-再生资源”这种全新的循环物质流动过程替换掉过去的“资源-废物”方式排放的流动过程。增加节水措施,提高谁的重复利用率等。通过对先进技术的应用,使环保型产品被研究出来,实现清洁生产,使三废排放量得到最大限度的降低。落后的生产工业要被逐步淘汰;使原材料消耗降低;通过提高化工废水处理设备质量、使设备成套化,来使得到化工环保产业技术和装备水平提高。“化学的绿色化”已被美国化学界列为迈向21世纪化学进展的主要方向之一,绿色化工也在一定程度上涉及到化学方面,例如化学的有机合成、生物化学、分析化学催化等。酿造、制药、造纸、印染等行业在滚动修订“九五”发展规划时,在规划中应逐步补充进绿色化学与技术的内容,我国国家科技部组织应该为此做详细的调研。使“九五”基础研究规划中含有绿色化学与技术研究工作,并在同一时间内将科研工作安排恰当。以国家自然科学基金委员会与中国石化总公司联合支持开展了“环境友好石油化工催化化学与化学反应工程”重大基础研究项目为例,这是一种把导向性基础研究与技术创新相结合较好的组织形式。

    3.绿色化工的研究方向

    对清洁硝化和还原技术展开研究,主要以污染问题严重的重要染料的关键生产过程为主要研究对象,如红色基RG、红色基G等。清洁新工艺研究的开展、开发与工业化应用,使传统硝化与存在于硝基还原工艺中的重污染问题得到减少甚至消除,在技术方面支撑我国染料合成化学工业的可持续发展,向传统硝化和清洁化生产硝基还原工艺作出示范。环境友好性的催化技术,使以化学催化和生物催化在内的环境友好性催化技术为主要内容的研究与开发得到开展,与一些重要性药物关键中间体的生产相结合,使一些重要药物中间体在生产过程中的产生的重污染问题得到减少或消除,使拥有自主知识产权的环境友好手性催化技术得到发展,使手性技术国家工程研究中心得到建立,使我国手性技术的产业化得到不断发展,为以手性药物的发展为代表的我国药物合成工业做出贡献。清洁催化氧化新技术的研发,开展新工艺研究,主要方向为空气、氧气或双氧水为清洁氧化剂,发展新的体系与新的工艺,主要内容为:以空气、氧气或双氧水为氧化剂的清洁催化氧化,使传统工艺中的重污染问题得到解决,使以此为基础的系列精细化学品和药物合成的清洁化生产新工艺的应用得到良好的影响。对绿色化学农药的创制研究,使以绿色新农药创制为主要方向的筛选平台得到建立,使中科院化学口研究所的潜力得到充分的发挥,使具有自主知识产权的农药先导化合物得到开发,大力发展新农药品种的开发,以具有明确应用对象和开发前景的新化合物为优先选择。

篇(6)

关键词:有机化学实验 绿色化学 制药工程

制药工程专业的培养目标是使学生既具有一定的理论水平,又具备较强的专业技能,能够适应社会对高级制药人才的需求。制药工程专业的学生必须掌握化学制药、生物制药、中药制药、药物制剂技术与工程的基本理论和基本知识,必须熟悉国家关于化工与制药生产、设计、研究与开发的基本技能要求,从而使学生获得很强的动手能力。随着社会和经济的发展,世界各国越来越重视环保问题,而有机化学实验过程中产生的污染尤为被关注[1]。因此,在化学实验过程中,人们提出了实验绿色化[2];实验绿色化的核心是从源头上减少并消除污染,遵循5R原则,主要体现在:减量(Reduce),重复使用(Reuse),回收(Recycling), 再生(Regeneration),拒用(Rejection)[3]。本文结合5R原则,并且针对我校学生的特点,通过对实验准备绿色化、合理设计实验、采用微型实验、合理处理三废、采用多媒体辅助教学等措施减少有机化学实验对环境的污染。

1 实验准备绿色化

1.1 有机化学实验室的整体改造

有机合成实验中通常会产生大量有毒有害的气体,对教师和学生的身体以及环境有可能造成严重的影响,因此有机化学实验室的改造对实施绿色化学尤为重要。我校新安装的有机化学通风系统是独立的,每个实验台都配备标准的通风橱,实验过程中产生的有毒有害气体通过通风橱排放,使有害物质扩散到大气中,从而不会对室内环境造成污染[4]。

1.2 仪器设备与试剂的绿色化

包括药品的准备、仪器的准备的数量化和准确化等。在准备环节上,按照实验人数的数量准备设备及药品,尽量做到资源使用的合理性,避免资源浪费及环境的污染,当然同时也得满足学生使用要求。换句话说,实验准备过程中,对使用的药品数量和体积要精确;同时我们要注意实验仪器的新旧老化,以及使用前的校正问题,避免实验仪器因人工误差,造成实验失败。

2 合理设计实验

2.1 选择毒性低的药品及原料

根据实验要求,尽量选用毒性低的替代品,在达到实验目标的同时,尽量减少有害物质的使用,可以降低实验对环境的污染。

2.2 合理优化实验教学大纲,对实验内容加以调整

有效利用实验产物,使实验产物循环利用,可以减少试剂的使用和废物的产生。制药工程专业的有机化学实验,是一门实践性很强的学科,要求学生掌握基本实验技能,通常需要合成、鉴定、分析。因此为了使实验更加合理,我们以组合实验代替单一实验,使上一个实验的合成产物,成为下一个实验的原料;这样可以减少传统实验教学过程中废弃物的大量产生,从而提高试剂的利用效率,达到循环使用的效果。同时,在组合实验各环节中,每个部分既独立又相互联系,由于上一个实验的合成产物或者副产物就是下一个实验的反应物,这样就要求学生必须认真对待每一个实验步骤,细心操作,以保证下一个实验的顺利进行。组合实验既减少环境的污染又培养了学生认真、耐心和细致的实验态度。

3 采用微型实验、降低污染

微型实验即指在现有的实验条件下,满足实验的目的,用最少的试剂,在较小的实验设备中进行的实验[5],特点是实验药品微量化及实验仪器微型化,它能有效减少试剂用量,降低实验费用,降低实验排废量,减少环境污染,缩短实验时间,而且安全可靠。微型实验在绿色化学思想指导下,注重化学污染的预防和注重对常量实验的改革和发展;同时,由于微型实验仪器相对较小,对学生进行实验规范操作提出了更高的要求,这要求学生必须认真、细致地操作,才能顺利开展实验。微型实验可以很好地改变传统灌输式教学模式,使学生更好地了解实验仪器,并能更多地自主进行实验设计;因此,它可以提高学生的观察分析能力,也可以减少试剂的大量使用并降低因学生对设备不熟悉而导致的浪费。

4 合理使用三废

化学实验产生的大量废弃物,如不及时处理随意排放,久而久之会对环境造成污染,特别是有机污染物具有种类多、持续时间长、毒性大等特点,对人体健康产生极大危害。有机化学实验常需要的有机溶剂种类繁多,大多是易产生污染的试剂,虽然排放的污染量不算大,很多高校实验室的污染物直接排放,废气直接排放,废液、废渣大多数随下水道流入江河,一方面造成药品资源的浪费;另一方面造成严重的环境污染;在产生污染物之前应该对后期的处理做好准备,有的废液可以回收利用,有的废渣必须填埋,有的废弃物必须隔离处理,等等。因此,有机化学实验必须重视对实验过程中产生的三废进行处理。如,在1-溴丁烷的制备实验中,我们用水代替碱液作为吸收液,可以利用本实验产生的吸收液与其他实验过程中产生的废碱液反应,从而减少有毒物质的排放又节约了试剂,进而遵循绿色化学理念。

5 多媒体辅助教学

所谓“多媒体”,从字面理解就是“多种媒体的综合”。随着教育改革的不断深入,现代教育技术逐步走进学校,计算机技术是今后每个领域的必需品,多媒体技术具有多维性、集成性和交互性,正不断被广大教师推广应用于课堂教学中,很多学校不遗余力地增添现代教育技术设施设备,以便在教学和管理中广泛运用多媒体进行辅助教学和网络化管理。在教学中,利用多媒体可以设计出多样化学习的情景,可以将传统教学中难以描述、难以突破的实验情景通过生动、形象的Flas展现出来,增强演示实验的可视性、时效性,保障演示实验的安全性,也可加强学生实验操作的规范性、创造性,提高学生实验知识的丰富性。因此,用多媒体辅助教学一方面可以减少有机化学实验带来的污染问题,另一方面也激发了学生的学习兴趣。

6 结束语

综上所述,有机化学实验的绿色化研究是有机化学实验发展的重要方向。在实验教学中,要求教师深入探究,不断发现新方法、新措施,减少化学试剂的使用,从而减少有机化学实验带来的环境污染。经过几年来对我校制药工程专业有机化学实验

绿色化改革,实验中产生的污染大大减少,也节约了实验经费。

参考文献

[1] 王继业,张轩,冯玉玲.己二酸的绿色合成探究―绿色化学实验在基础有机化学实验中的应用[J].中国现代教育装备,2011(11):101-103.

[2] 洪丽雅.漫谈绿色化学实验[J].中国现代教育装备,2007(5):86-87.

[3] 吴云新.化学实验清洁化的实践[J].教学与管理,2009(10):53-54.

篇(7)

关键词:普通化学;绿色化学教育;环境保护;渗透

化学在人类历史发展的长河中起着十分重要而积极的作用。化学让当今人类社会的生活变得丰富多彩的同时,也给人类带来了不容忽视的环境和生态危机。全球的十大环境问题包括大气污染、臭氧层破坏、海洋污染、土地退化和沙漠化、淡水资源紧张和污染、生物多样性减少以及环境公害等都直接与化学和化工产品的化学物质污染有关[1]。化学面临人类可持续发展、环境保护等的巨大挑战,绿色化学正是在这一背景下应运而生的。绿色化学可以诠释为环境友好化学,绿色化学是开发从源头解决污染的一门科学,对环境保护及社会的可持续发展具有重要的意义[3]。

一、开展绿色化学教育的必要性

1.开展绿色化学教育是社会发展的需要。普通化学课程是高等工科院校非化工专业学生的一门必修课,也是唯一的一门化学类课程。由于没有其他化学类后续课程,普通化学课程对学生进行绿色化学教育有着得天独厚的条件,其影响面之大、教学效果之明显远非选修课所能比。绿色化学是按照防止污染的思想发展起来的,是履行防止污染的最首要的和最根本的工具,也是提高人们物资再生产能力的技术的工具,绿色化学倡导采取绿色和环境友善结果的开展模式,从本源上防止污染的发生,可以克制污染在时间上延长和空间上增加,为人们的可继续发展起到调试和限制的维护作用。当今人类早就深刻地认识到,假如不从源头上防止污染的发生,实际地解决化学的污染,这样,就不可以真正地处理环境污染这个全国性的问题。建立绿色化学计划,可以防止化学污染,有助于环保,让人们与环境和平相处。将绿色化学思想渗透到普通化学的教学中,不仅丰富了教学内容,使学生了解和关心生态、环境、能源等方面的问题,而且有利于激发学生的学习兴趣,培养学生的创造力,增强学生的环保意识,使学生树立绿色化学的思想和环境保护的意识,培养社会责任感。

2.开展绿色化学教育是素质教育的需要。素质教育是现代教育所提倡的,素质教育包含知识素质、身体素质、心理素质等,而大学学生的绿色化学教育恰是知识素质的关键内容,同时又是别的素质的全面表现。帮助学生树立绿色意识,形成绿色化学观,促进学生养成良好的科学素养,以回归自然、与自然和谐相处为己任。每一个国家,每一个人假如只想取得而不懂得保护和节省,到最后都会因为隔离绿色化学这个科学的方法而将遭到大自然随意地惩罚,而今威胁人们生存的四大全球性问题——资源短缺与能源危机、环境污染和生态失调。青年一代,尤其是青年大学生作为未来社会的栋梁、未来社会的决策者,其意识、伦理、知识、信念都将从极大程度上决定世界的未来,这就需要从普通化学教育中逐渐侵入到绿色化学的文化中,对学生开展绿色化学教育,让同学们建立绿色化学的思维和环境保护知识。唯有坚定不移地将绿色化学这一个信念深入地浸透到各个同学的大脑中去,我们的环境和能源状况才可以出现改善的曙光。

二、在普通课堂教学渗透绿色化学教育

1.结合教材内容和生活实际。老师也可利用化学课的环境保护学识,采取各种各样的办法解说环境保护情况,逐渐让学生知道污染环境的现状,开拓同学们保护环境的意识,且每时每刻体现美化化学的原则,到处夹杂着美丽的化学教育,从此让学生建立绿色化学的思维。要把绿色化学的理念贯穿到整个化学教育之中,化学教育必须体现绿色化学的新内容。将教学内容涉及的绿色化学知识,较为系统地渗透、融入普通化学课程的教学内容中,并积极跟踪科研成果的新进展、新动向及相关的新信息,不断丰富、深化和改进绿色化学的教学内容。就是在化学的教学的过程中,对教学实质触及的有绿色化学知识的方面,及时地、恰当地加大知识创新及思路开拓。如在第一章“热化学”中,介绍了能源,引出了清洁燃料、绿色能源-风能、太阳能,并介绍了我国燃料电池研究和发展的趋势,并从环保的角度介绍废弃电池不能随意丢弃,应该分类回收。在讲“化学反应速率”一节时介绍原子利用率、绿色催化剂的概念。在教学过程中培养学生的环保意识,使学生懂得科学技术本身就具有生态价值,包含绿色化学在内的绿色科技,将使人类与自然在更高层次上和谐共处。将绿色化学教育融入普通化学教学中,不仅密切了化学和工程的实际联系,改变了以往普通化学课程教学内容单调、陈旧的面貌,而且大大激发了学生的求知欲和学习的热情,极大地提高了普通化学的教学效果。

2.结合多媒体。教学手段现代化是化学教育适应高层次的绿色化学教学需要的必要条件。只有采用现代化教学手段(投影、幻灯、录像、光盘等)和信息教育手段(包括上网、使用多媒体等),才能更直观、更形象地体现绿色化学内容,更易于为学生所接受,取得更好的教学效果。近年来,多媒体技术已广泛应用于各个教学领域,对提高教学质量发挥着重要的作用。例如,在学习第二章“化学反应原理”时,在多媒体的屏幕上出现飞驰的、冒着浓浓尾气的汽车,然后画面出现了雾霾天气,自然而然地引出了空气污染的治理与防范。我们知道汽车尾气中含有大量的NO和CO,这两种气体都是大气污染物,如果在NO和CO在排放到大气前经过化学反应,能够生成N2和CO2,就可以大大降低汽车尾气对环境的污染。那么NO和CO的反应能够发生吗?如果该反应能发生,能否进行得完全?该反应的快慢程度?这样,很自然地把本章所要讲授的知识——化学反应的方向和吉布斯自由能变、化学平衡与平衡的移动以及化学反应速率介绍给学生,激发了学生的学习兴趣。在讲授化学基本知识的同时,把与之相关的绿色化学知识传授给学生,使学生在潜移默化中受到良好的绿色化学教育,增强学生的环保意识,提高学生的综合素质。

三、结语

高等教育的培养目标已不再是单纯的专业技术人才,而是要有高度的社会责任感、优秀的专业技术素质、较高的环境意识、能把工程问题置于社会环境中综合考虑的高素质人才。

这就让我们自觉地要掌握宽广的化学知识和才能,充分地认识绿色化学的必要性,还要笼统地学习绿色化学的思想和崭新的研究成绩,主动参加有关的商讨和教学的实施,把延续绿色环境知识作为自己义无反顾的任务,用客观的知识充实着我们的教学内容,按照范例所涉及的知识点,把绿色化学知识自然、生动地渗透到普通化学教学中。通过我们的教学使学生牢固树立绿色化学和环境保护的意识,让他们成为以后主动保护环境的“绿色化学家”。

参考文献:

[1]朱清时.绿色化学与产业革命[J].现代化工,1998,(1):4.

[2]谢年明.浅论绿色化学教育在化学教学中的渗透[J].化学工程与装备,2011,(8):224.

[3]刘根起,韩玲,张诚,程永清.非化学化工专业开展绿色化学教育的改革实践[J].化工高等教育,2004,(3):24.