目前主要造成温室效应的气体是二氧化碳,从工业革命以前人们开始应用含碳类的能源物质开始,无论是科技生产还是工业生产,知道现代的科技,即便是已经开始了全球化的大生产,每年都会由于生产而产生数十万吨的CO2,这些气体被爱芳到大气中,就是造成温室效应禅城的最根本的原因。而过去并未有相应的法律法规对此类问题进行规范,因此很长的一个时期,工厂对大气的这种破坏是无需承担任何责任的。
目前针对这一问题,很多化工企业都开始积极的开展新的技术,通过利用新技术以改善高CO2气体排放的现状,随着投入的加大,这种现象得到了有效的控制。甚至目前已经在某些生产环节可以达到利用二氧化碳作为原料进行生产,以此降低其排放量。比如,尿素的生产过程中,化工企业就可以再生产中将CO2进行收集通过一些反应进行利用。这一工艺每年就可以减排数十万吨的二氧化碳。
2海水淡化预处理中绿色科技的应用
水是生命源泉,无论是生活还是生产,最基础的生存都离不开水。水作为社会发展的基础资源,本身有具有着有限性,尤其是淡水资源。而随着社会以及经济的发展,淡水资源曾经的利用毫无章法和度,因此世界开始面临了淡水危机这又一环境问题。中国虽然地大物博,但是相对于整个世界而言,是淡水资源最缺乏的国家之一,因此就需要寻找到可以解决这一难题的有效途径,海水的淡化技术的产生和应用不得不说是成为了解决这一问题的有效途径。海水淡化技术在初期研发阶段的应用成本较高,只有少数发达国家才有技术以及资金使用,称得上是奢侈技术,但是随着科技的发展,海水淡化的应用成本随之降低,其开始作为一种普通技术为一些发展中国家引用并应用。
淡化海水本质上就是通过一些物理方法或者是化学方法将海水中的盐分以及水分进行相互分离的过程。在对海水进行淡化的过程中不会对环境造成任何不良的影响,并且获取海水对生态也没有造成结构上的破坏,这一点和目前我国提出的可持续发展的思想十分吻合,即满足了自身的需要,同时也给后代留下了能够发展的资源以及环境。这一点就符合了绿色科技的基础理念,所以海水的淡化中的一个重要环节就是绿色化学工艺的应用。而将这种绿色科学的理念同化工相互联系的过程实则就是现代化工发展的重要方向之一。氢氧化镁在海水的预处理淡化中产生,这种物质不但环保可靠,并且成本较为低廉,具有简单的操作工艺,同时不会造成换进的二次污染,在海水的淡化效果上又十分的明显,因此应用前景十分广阔。
3传统香精香料生产中的绿色化工的应用
香精香料不仅仅是我国日常添加剂之一,同时在国际市场上也是我国进行进出口的贸易组成主要内容。作为日常化学产品之一,香精香料也受到了经济危机的影响,由于这种影响的逐步加深,经济萧条的状况开始蔓延整个世界,因此,随着这一影响的加深,我国在香料香精的出动中,由于订单的减少,受到了一定程度的打击。
在深入地调查我国香精香料产品出口订单锐减现象的原因之后,不难发现,产品中有害杂质含量超标,是其真正并且主要的原因。造成有害杂质含量超标的原因则在于生产工艺方面的缺陷。例如提取原料的成分在产品中有残留以及包装材料的使用不当等原因。其中,提取原料的成分在产品中的残留的问题,可以通过研究和开发新的提取技术来改变。包装材料使用不当的问题,则应通过加强企业和工厂的监管力度,督促生产商家和企业反复试验,选取符合有害杂质含量标准的外包装物等方法来改善。还要牢牢掌握我国香精香料产品的优势方面,不断加强新技术的研究和其在实际生产中的应用,才能够满足生产出高质量、低能耗的香精香料产品的要求。
4绿色化学使可持续发展战略任务逐步向前推进
传统的化工生产,给我们的生活创造了非常丰富的物质基础和能源。其在对人类历史的发展进步的工程中所做的贡献是不不忽略的。但是呢,又由于化工产品生产的原材料和生产过后的残余物中,存在着大量的有毒有害物质,这些物质又造成了很多环境污染问题以及生态平衡的失调。这样,就又阻碍了社会经济的继续发展。新世纪,面对严峻的环境污染所提出的挑战,可持续发展战略这种道路的选择,成为了历史的必然。
【关键词】绿色化学工艺;开发;应用
最近一段时间以来,很多大城市都笼罩在雾霾的世界里,空气质量严重下降,能见度差,甚至对人们的日常出行与交通车辆的正常通行都带来了不同程度的影响,造成这种现象的一个重要原因就是化工企业的废气排放,面对这样的形势,绿色化学成为各大企业正在研究的项目,通过发展与优化化学工艺,改善化学反应过程的内在属性来控制其产生的危害,实现对人类健康,社会安定的维护是化工发展的大势所趋,绿色化学工艺已经成为众多企业研发的对象。
1.绿色化学工艺的研发
自从上个世纪,国际组织就已经提出了“绿色科技”的概念,其内涵表现为:要对环境污染进行控制,在源头上免除生产带来的污染,传统化学工艺无法从根本上改善污染,污染仍然处于一个惨痛的境地。然而,绿色化学工艺体现为绿色生产、无废物排放,这才是控制化工污染的最根本的方法。最佳的绿色化学工艺就是使用无毒害作用的反映材料与催化剂,追求原子经济,也就是说在反应过程中不会出现额外的废物产品,达到反应原料的充分利用。
第一,研制“原子经济”反应。这一反应最早起于20世纪90年代,主要内容为:化学反应中的一切原子都变化成生产物,达到反应物中原子的百分百利用,其实,原子经济与反应类别有关系,一些反应就没有杂物的产生,例如:加成反应。一切反应物质都会被利用。原子经济反应是绿色化学工艺首要研发的反应类型,要改善反应中的催化剂,这样才能确保反应的节能、高效。
第二,确保反应的选择性。在石化产业中会经常选用烃类选择性氧化反应,会产生一些不稳定的中间体,他们容易被进一步氧化,所以,这一类反应不会用作催化剂,最新的研究表明:不仅要依照各种烃类氧化反应类型来选取性能高,载氧能力好的新型催化剂,还要依照催化剂的反映特征,研发出对应的反应工艺。
例如:苯乙烯最广泛用的工艺为:乙苯脱氢,一些企业已经研发了丁二烯作为原料的苯乙烯工艺来替代乙苯工艺,其内部的中间产物的转化率为90%,采用的催化剂能够把内部的体验转化为苯乙烯单位的选择性大于92%,另有一些海外企业所研制甲苯歧化工艺,也是利用了最新的硅改性催化剂,其中的选择性也达到了98%以上。
第三,利用无毒害的原料。在化学反应中首要的选取原料,原料的性质就在一定程度上决定了生产过程与方法。绿色化学工艺的一个要求就是杜绝使用毒害的原料,而是选择化学物质充当原料,国际知名企业研制了用二乙醇胺做原料,在催化脱氢的作用下生成氨基二乙酸钠,这一最新工艺大大改善了曾经的利用甲醛、盐酸—作为原料的二步合成工艺,减少了毒害。
要想从根本上免除环境污染,可以利用能够再生的自然材料例如:野生植物作为化学原料,以及一些农业废物,如:秸秆、稻草等进行反应成为酸、醇等化学物质。将糖类植物转化为乙酰丙酸,对谷物进行开发获得葡萄糖。
例如:以往的乙二酸是用苯作为原料生产的,苯对人体的伤害极大,改为葡萄糖后,在通过微生物进行转化,极大地提高了反应的绿化效果,减少了毒害物质的出现。
第四,利用清洁工艺。化学工艺的研发要想达到绿色环保的效果,就需要选择情节工艺,要优先设计出能够有利于环境的化学反应途径,形成物质与能量的循环体系,在具体的生产中,不但要利用无毒害、无污染的原料,而且还要尽量利用高端、先进、低消耗的工艺流程,而且也要尽量避免废弃物的出现。
2.绿色化学工艺的应用
2.1生物技术的应用
与化学工业不同,生物技术中涵盖了基因、微生物等方面的科学技术,为了提高化工生产的绿化效果,近年来,生物技术被大量利用在化工生产中,因为生物酶作为催化剂具有高效、选择性好的优势特征。将生物技术利用在化学合成中,可以说是绿色化学工艺发展的一大趋势。
早期的化工合成都的利用生物自然资源,经过发展煤、石油等矿物成为了化学生产的原料,但是这些矿物资源是不可再生的,要想有效节省能源,达到环保的效果就要减少对这些矿物资源的利用,而是要回归到酶时代,继续利用酶来作为催化剂。
2.2绿色生产技术的应用
绿色技术主要体现为清洁生产,它的特点是没有毒害作用,没有废物的产生,常见的绿色生产技术体现为:煤气化技术、脱硫或者脱碳技术,城市垃圾无害处理等技术,以及太阳能技术、沼气等绿色节能技术。
常见的绿色节能生产技术主要有:生物工程技术,其中的细胞、基因工程等工程技术。辐射加工技术,例如:离子束—他们的特征就是在一定的温度与压力下能够引起化学反应,无需高温与高压的苛刻条件。
2.3生产绿色产品
绿色化学工艺利用的终极目标为:制造一些对环境有利的产品,其中的典型代表为:能够取代氟氯昂的化学产品,减少对臭氧层的破坏,不含有磷的洗涤用品,不含铅的化妆品,燃油代替品能够控制对汽车对污染气体的排放,可以利用价格低廉、质量较好的二甲醚来代替汽油,来减少城市汽车污染物的排放,各个化工企业要尽量生产那些能够达到国家环保标准的产品,来保护生态系统。
当今世界上,已经生产出来了一系列的环境产品,其中已经包括:高分子、有机以及精细化工等多种产品,例如:生物生产干扰素、费事催化技术合成醛、醇等产品都取得了良好的环保效果。
3.总结
要想有效降低化工污染对环境的破坏,达到没有公害的绿色生产的目的,就要尽量选取一些节约资源,耗能低的化工工艺,以及一些无毒害作用的原材料,利用绿色环保的生产技术,不断提高生产工艺。
【参考文献】
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[4]国家发改委外事司.巴西南非替代能源发展之路[J].中国经贸导刊,2006,(19):49.
关键词:绿色化学;高中化学;教学;应用
一、绿色化学的概念
绿色化学的概念是随着我们所在的环境被越来越严重的遭到污染与破坏而逐渐引起人们重视的。所谓绿色化学是指采用现代化的科技手段去消除很多不良的、对环境造成破坏与影响的化学工艺及流程,同时,尽量杜绝对生态环境及人类健康有害的物质的产生,这是一场为生态环境打起的保卫战,同时,也是为了让人类能够有一个更安全健康的生存环境。我国的绿色化学工艺还在起步阶段,对于绿色化学的研究与试验也在不断进行中。高中阶段的化学教学学生们已经具备了很多相应的化学理论知识,在这个时期如果能够很好的向他们渗透绿色化学的理念,让环境保护意识在他们心里留存,这不仅对于化学课程的教学过程,甚至对于我们的生态环境的保护都能够起到积极的作用。
二、课堂中引入绿色化学思想的教学难题
在课堂中引入绿色化学的思想一直在实践过程中,然而,它也存在着一定的困难。首先面临的一个难题就是目前学生们的环保意识不够强,很多学生对于绿色化学都不太在意也不太看重,实验过程中仍然会有很多不规范操作会带来更多的环境污染物质。其次,想要深入绿色化学理念的教育工作是需要一定的教育资源及教学设备做支撑的,例如在实验过程中,想要让实验更为环保安全,可能会用到很多其他的装置或者试剂,但是很多学校在这部分教学资源上还较为贫乏,无法很有效的为绿色化学思想的深入做支撑。此外,高中阶段的学生面对着繁重的课业负担和即将来临的高考压力,不仅是学生,很多时候教师都会较为急功近利,教学过程中首先关注的就是学生的成绩,绿色化学的思想并没有得到足够的重视,在这样的前提下这种理念想要在高中化学教学中得以渗透将会更为艰难。
三、绿色化学思想在化学课堂教学中实践的方法
1.在课堂教学中渗透绿色化学教育
课堂是渗透绿色化学教育的最直接途径,在平时的理论知识教学中,教师可以针对很多教学要点向学生灌输绿色化学理念,并且让学生理解更多的绿色化学知识。在“原电池”的学习中应当让学生明白电池可能对于环境造成的污染,因此,回收电池是很有必要的。在“氮的固定”的教学过程中,对于传统的最普遍的三种固氮方式:人工化学固氮、雷雨闪电固氮及豆科植物的生物固氮,可以逐一和学生分析各种方法的原理及特性,让学生明白人工固氮及雷雨固氮都会一定程度对环境造成污染,生物固氮不仅不用外界提供能源,而且整个过程对于环境无任何污染,因此,这种固氮方法才是首选。课堂中很多教学内容中都涵盖着很多有价值的绿色化学理念,教师应当抓住这些教学点,让绿色化学理念在学生心里更深入。
2.用绿色化学思想设计与改进传统化学实验
化学是一门以实验为基础的学科,化学学习进入高中阶段,有太多的知识点的教学涉及到实验过程,很多化学原理都需要实验来向学生验证。在传统的化学实验中无论是实验过程还是实验产物上都可能一定程度对于环境构成影响,绿色化学理念下的高中化学教学应当对于这一点不断进行改进与革新,用绿色化学思想设计与改进传统化学实验。
1)推广微型实验
很多时候实验试剂及实验后的产物会对环境构成污染,在进行这类实验时可以减少试剂的用量,这也能减少其带来的有污染的实验产物。例如在进行硫的燃烧实验时,传统实验中通常会取0.5g硫粉进行燃烧,可以将这个用量降低,改为0.1g,这将会很大程度减少产生的二氧化硫的量,从而降低其对于环境构成的影响。
2)对实验进行改进
在很多传统实验的设计中存在一些不太合理的地方,对于有的明显会对环境构成影响的实验方案可以在不影响实验结果及观察效果的前提下适当的进行改进。例如,通常在还原CuO的实验中都会用到CO作为还原剂,考虑到CO具有的毒性可以在整个实验装置上加设尾气处理装置,这能够很大程度减少CO带来的污染与危害。类似的这样的情况还有很多,教师不仅要设计更为科学合理的实验过程,更重要的是要让绿色化学理念在学生脑海里得到渗透。
3)加大废弃物的回收利用
化学实验过程必然会产生很多实验产物,对于很多废弃物可以将它们放入统一的回收装置中,通过中和、吸收、回收循环等方式来进行处理,这将很大程度避免它们对于环境构成的污染。很多实验过程都会用到有机溶剂,很多时候有机溶剂是可以通过合理的方式进行回收利用的。可以利用活性炭对于有机溶剂进行吸附处理,通过合理的比例能够很大程度让有机溶剂得到提纯,这样,有机溶剂就被很好的回收并且可以再利用。与有机溶剂相比活性炭的价格要低廉的多,因此,这个操作简便的提纯回收再利用过程很大程度节约了实验成本,是绿色化学的一个典范。
3.开展形式多样的教学活动
除了在课堂教学和平时的实验过程中能够很好的为学生传达绿色化学的理念,很多教学活动中也能够让这个理念得到进一步渗透。学校或年级组可以定期举办关于绿色化学的专题讲座,向学生们阐明绿色化学的原理及实现绿色化学的方法与途径,不断向他们进行有效的宣传教育。此外,也可以让学生开展相应的社会实践,让他们到环境污染严重的地方去进行实地考察,让他们切身体会到环境污染对于社会及人体健康构成的危害,这将会进一步加强他们心里的环保意识,绿色化学理念也会在他们心里更为深入。
四、结语
绿色化学是近年来逐渐走进高中化学课堂的一个很好的理念,想要让这种理念在课堂教学中得以深入,首先要帮学生们树立绿色化学的观念,让他们意识到绿色化学的价值与意义。其次,可以在课堂实验中让绿色化学思想不断得以渗透,此外,开展各类教学活动也是很有必要的。只有从多方面共同努力,绿色化学思想才能够在高中化学教学过程中得到更好的应用。
参考文献:
[1]魏洪刚;高中化学教学引入“绿色”话题的研究[J];华章;2012年14期.