绿色化学与技术范文

时间:2023-11-22 17:56:37

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绿色化学与技术

篇1

关键词:化学工程;绿色化工技术;工艺

经济发展带来的环境问题受到全世界人民的关注,各国的专家们都在寻找一条既可以发展经济又不会对环境造成重大污染的道路。化学工程工艺中的绿色化工技术就是在这样的形势下产生发展而来的,绿色化工技术的重点在于绿色二字,其能够充分溶解资源消耗时产生的环境污染问题,对人类的可持续发展有极大的帮助。因此对于这样的绿色化工技术的开发与应用是非常有意义的。

1关于绿色化工技术

绿色化工技术的作用是减少化学工业生产的过程中无形的或有形的给环境造成的污染,通过技术的创新和改造完善化学工业的生产和运作方法。如此一来,化学技术中使用的化学原料以及化学工业生产过程中产生的废弃物对环境的污染就会有所减少。而且在这一方法的应用下,化学工业在生产过程向空气中排放的废气、向河流中排放的废水中的有毒物质就会减少许多。另外绿色化工技术在一定程度上将资源的回收利用程度提高了,减少了资源的浪费,从而对环境问题的解决有极大的益处。

2化学工程工艺中绿色化工技术的开发要点

2.1选用合适的化学原料化学原料的性质决定了整个化学工业的生产运作。化学原料是化学工业发展的基础,而且是污染的来源,因此重视化学原料的选取是重中之重。从源头上控制污染,是快速有效解决环境污染问题的方法。值得注意的是,研发的新型的化工原料尽管是绿色无污染的,但是不可能让化学工业在生产过程中不产生丝毫环境污染的问题。从这一点无法避免的问题出发,现在的技术飞速发展,化学工业生产中已经着手研发更加清洁的原料,尽量选取那些没有任何毒性或者是毒性较少的化学原料进行化学工业生产,逐渐降低化学药剂的使用频率,采用一些天然的植物或者是农作物作为无毒害性材料,是一个不错的选择。2.2选用绿色化学催化剂化学工业的生产过程中经常会用到化学催化剂加速化学反应完成整个化学生产,提高化学工业生产的效率。尽管可以带来一定的经济效益,为社会积累财富,但是很明显这种财富不会长久,因为化学催化剂给环境造成的污染非常大。因此研发出毒性低的化学催化剂降低有毒物质的排放以及排放量,是当前化学工业生产的目标。纵观现在的绿色化工技术行业,其关注点都在研发无毒化学催化剂上,争取研发出的催化剂既可以加快化学反应又可以减少对环境的污染,努力朝着绿色化学催化剂的方向努力。依照现在的研发进度来看,烷基化固相催化剂这一种催化剂的研究成果较为可观,实验表明烷基化固相催化剂是没有毒性的,对环境不会造成污染,可以推广到化学生产工业中,有不错的使用价值。但值得一提的是,烷基化固相催化剂这一类催化剂在研发过程中,研发人员要针对废弃物的排放标准问题准备参考数据,尽量达到生产中产生的废弃物也可以循环利用的效果,进而促进资源的利用率。2.3选择性强化化学反应化学反应的选择性也是绿色化工技术研发的重点,若是研发人员可以完善这一内容,化学生产过程中产生物的提取会更加高效,也会更加便捷。也就是说强化化学反应的选择性不仅可以让化学工业的环境污染降低,还可以降低化学工业所需成本,如此一来还节约了资源。例如在石油开发这一类化学工业中经常会选择烃类选择性氧化物,这一种氧化物会对环境造成严重的破坏,因为这种氧化物可以让化学反应非常容易就出现明显的氧化反应。由此可以知道,为了达到化学工业绿色生产的目的,减少环境污染,一定要选择性强化化学反应。

3化学工程工艺中绿色化工技术的应用要点

3.1应用清洁生产技术清洁生产技术的应用范围有冶金、淡化海水、处理垃圾还有发电等,一般情况下都不会产生毒害性。正因为这种独特的优势,在现代的化学工业中备受推崇。例如在海水淡化时,清洁生产技术可以将海水中盐分分离,甚至可以分离海水中的其他物质,使海水成为人们的生活用水。3.2应用生物技术生物化工中常常应用生物技术,在实际生活中应用的比较广泛的是生物技术中膜化学技术。生物技术一般是通过将可再生的资源有效地转化成可以为生产生活利用的化学品。例如常见的酶成分,这样一种催化剂在化学反应中有非常好的效果,而且最好的一点是不会给环境带来无法消融的废弃物。3.3应用环境友好型产品环境友好型产品强调的是不影响环境和人类的生产生活,杜绝污染强度大的产品的使用。比如增加使用那些绿色汽油、燃料、能源,降低化学工业生产给环境和人类带来的危害,逐渐提高资源合理利用,增加效率。

4结束语

经过对化学工程工艺中绿色化工技术开发与应用的分析可以发现,这种技术可以减少对环境的污染破坏,提高资源再利用效率,以及提升资源溶解的程度,能推动整个行业的发展和进步。

参考文献:

[1]井博勋.浅议绿色化工技术在化学工程工艺中的应用[J].天津化工,2015(3).

篇2

关键词:绿色化学;环境污染治理;治理途径

绿色化学技术的本质就是利用化学科学知识,实现环境污染问题的解决,其在环境污染治理中展现的效能是非常理想的。因此绿色化学也成为很多学者和专家普遍关注的问题。

1绿色化学的内涵和种类

绿色化学是指以不具备环境副作用或者具备小环境副作用为契机,实现对应化学品在众多领域中的应用。从当前技术发展现状来看,其种类可以划分为:其一,生物技术;其二,催化技术;其三,膜技术;其四,高级氧化技术;其五,微波技术;其六,超声波降解技术等。当前在很多领域和行业都应用到上述的技术,由此展现出来的经济效益和生态效益是十分可观的。因此在开展环境污染治理的过程中,我们同样可以采用绿色化学技术来应对。

2绿色化学视角下环境污染治理路径选择

当前绿色化学技术在环境污染治理中的应用比较广泛,在不同环节,不同领域,其治理的目标不同,由此达到的对应的治理效果也是不一样的。但是在确定绿色化学视角下环境污染治理路径的时候,我们需要首先对于当前绿色化学技术的应用现状进行探究。具体来讲,其主要可以归结为以下内容:

2.1绿色化学技术在环境污染治理中的应用

绿色化学技术在环境污染治理中的应用,也有一段历史,其应用环节不同,应用效益的呈现也展现出多元化的特点。下面我们来一一分析一下:其一,在大气污染控制环节的运用。为了解决实际生产生活中二氧化硫污染问题,可以以煤炭生物脱硫技术应用的方式来解决,比如可以使用生物浸出法,也可以使用表面处理浮选法,还可以使用微生物絮凝法,甚至可以以非生物乳化技术和煤炭生物技术融合的方式,实现煤炭的高效脱硫。其二,在水污染控制中的运用。对于城市生产生活中工业废水而言,在处理的过程中可以使用循环冷却零排放技术或者热水锅炉零排污技术,使得再生废盐水,煮炉水等可以得到循环利用,以达到水污染的综合治理效果。其三,在固体废弃物污染治理中的运用。此处我们援引城市垃圾处理的案例,可以使用热分选煤气化技术,也可以使用固体废弃物电力气化技术,还可以使用固体废弃物电离气化技术,不仅无二次污染,还可以处于较低的运行成本。

2.2绿色化学视角下环境污染治理路径选择

当然我们需要看到当前绿色化学技术的发展还存在很多的问题:人们对于绿色化学技术的认识还存在偏见,环境保护责任意识还不是很深厚,在确定环境污染治理方案的时候,看不到绿色化学技术的效能,也就没有在此方面加大投入;当前绿色化学技术环境污染治理的人力资源比较缺乏,实际的市场宣传工作也没有做到位,这也是影响其技术推广的重要因素。如果这样的问题得不到改善和调整,势必会影响到我国环境污染治理工作的效率和效益。因此,绿色化学视角下环境污染治理路径选择的问题,其实就是要求高度重视绿色化学技术在环境污染治理过程中的运用。在实现这个目标的时候,还需要积极做好如下几个方面的工作:其一,高度重视绿色化学技术的研究,结合实际不同污染源的性质,找到其化学属性和运行规律,由此切实找到技术研究的切入点,在此基础上实现绿色化学技术体系的构建,保证为实际环境污染治理工作的开展奠定夯实的理论基础;其二,在制定节能减排政策的同时,将环境污染治理绿色化学实现途径作为重要内容,保证能够在绿色化学技术体系的基础上,切实的做好环境污染治理工作,保证在此方面具备优惠政策,使得更多的治理方案倾向于选择绿色化学技术来进行实际工作;其三,高度重视绿色化学环境污染治理专业团队的构建,强化高校绿色化学专家,国家科研机构,环境污染治理部门之间的沟通和交流,保证绿色化学技术在执行的时候,具备充足的人力资源,进而更好的推动环境污染治理工作的进行;其四,注重绿色化学污染治理的产业化发展,从绿色化学产品到绿色化学环境污染治理方案,鼓励国内成立以绿色化学为主导的环境污染治理服务企业,使得其成为专业的绿色化学环境污染治理推广者;其五,严格依照国家环境保护的规章制度,实现绿色化学技术方案的合理调整和安排,保证实验数据信息的准确性,综合考量实际应用领域的不确定因素,由此更加有针对性的去开展实际的环境污染治理工作,以发挥绿色化学治理方案的生态效能;其六,注重绿色化学技术环境污染治理标准和规范的建立,针对于不同领域不同治理方案,实现对应步骤的科学界定,保证实际绿色化学技术环境污染治理行为朝着标准化和规范化的方向发展和进步。

3结语

综上所述,绿色化学视角下环境污染治理工作的开展,关乎到我国环境保护工作的有效开展,关系到绿色化学科学的生态效益发挥。我们对此应该树立正确的认识观,积极学习绿色化学技术,并且尝试将其运用到实践中去,以保证绿色化学技术方案生态效益的发挥。

参考文献:

[1]蒋达华,任如山.绿色化学技术在环境污染治理中的应用[J].工业安全与环保,2006,01:36-38.

[2]郑明.浅议绿色化学与环境治理[J].甘肃高师学报,2009,05:42-44.

[3]刘斌.绿色化学技术在环境污染治理中的应用[J].广州化工,2009,08:185-187.

篇3

关键词:化学工业;绿色化学工程;节能生产;促进作用

20世纪80年代以来,化学品在社会公众中的形象产生了一些微妙的变化。一些人甚至认为,“化学品有毒、有味、污染环境。国内一些食品、化妆品广告或包装上常有一句“本品不含任何化学添加剂”。“化学”似乎成了“有害”的同义词,殊不知,那些标榜着纯天然的也是化学品。广义地说,任何物质都是有毒的,物质的毒性与物质的“量”有关。分析绿色化学工程及工艺在化学工业生产中的应用,能够降低化学工业污染程度,提高化工节能效果,对化工行业的发展意义重大。

一、绿色化学概述

(一)绿色化学概念。色化学又称环境友好化学,是运用现代科学技术的原理和方法来减少或消除化学产品的设计、生产和应用中有害物质的使用与产生,使所研究开发的化学产品和过程更加对环境友好。从这定义上来看,绿色化学的目的就是在化学转化的全过程中对污染进行预防,把污染末端开始控制变为源头就治理。绿色化学涉及对化学产品及其合成设计与改造。通过提供一个新的方法,既通过改变化学方应与化工过程,从而从根本上减少或消除危害物质的产生,并进而解决环境问题。

(二)绿色化学特点。第一,绿色化学考虑社会可持续发展,促进人与自然的协调。大力开发人类最理想的绿色资源和能源,充分利用生物质,即植物、农作物,以及其他通过光合作用产生的有机物,它们是理想的石油品替代原料。此外,还可利用取之不尽、用之不竭的太阳能及风能、地热能和海洋能等,促进化工生产的持续发展。绿色化学是人类用环境危机的巨大代价换来的新认识、新思维和新科学,是更高层次的化学。第二,绿色化学是研究与环境友好化学反应和技术,特别是新的催化工程技术,在选择原料路线时,尽量使用低污染、无污染的原料,以替代有毒有害的原材料,反应过程中采用对环境友好的媒介和反应技术。如:酶催化反应、膜催化反应、清洁合成技术、生物工程技术等。”这些采用生物技术、酶技术及基因重组工程等高新技术开发新的化学反应与合成新的化合物,能够实现化学反应技术的绿色化。第三,绿色化学是从源头上防止污染的生成。即污染预防环境治理则是对已被污染的环境进行治理,即“末端治理”。时间表明,这种“末端治理”的粗放式经营模式,往往治标不治本,只注重污染的净化和处理,不注意从源头上和生产全过程中预防和杜绝废物的产生和排放,既浪费资源和能源,治理费用投资又比较大,综合效益差,甚至造成二次污染。因此,绿色化学的目的就是把现有的化学工业生产的技术路线从“先污染、后治理”改变为“从源头上消除污染”。

二、G色化学工程与工艺在化学工业节能中的应用

(一)清洁生产技术的应用。清洁生产技术也被称为无害、无毒、无废的绿色化技术,比如先进的脱硝和脱硫技术;城市垃圾的无害化处理技术;生活垃圾制沼气技术;高效清洁的煤气化技术;利用风能、太阳能等自然能发电技术等等,这此都利用了清洁生产的技术。清洁生产技术包括的范围很广,主要有以下几种技术:生物工程技术,这其中有细胞工程、酶工程、基因工程等等;辐射加工技术,如离子束、射线和中子束等在常温常压下就可以引起一些需要在高温高压下才能进行的反应;绿色催化技术,这里有多种催化剂,比如分子筛催化剂、相转移催化剂等;超临界流体技术,这里有超临界H2O和超临界CO2都能阻燃并且无毒。

(二)生产环境友好型产品。发展绿色化学工程与工艺,其目的是生产出环境友好型产品。在生活中有许多实例,比如寻找替代品来替代氟利昂,这样可以保护大气的臭氧层;使用可降解的塑料制品;无磷洗衣粉、清洁汽油等等。因为传统汽油柴油给大气带来了严重污染,近年来国内外流行使用的新汽油、低硫柴油或者是其他无污染燃料,大大减少汽车尾气造成的污染。

三、绿色化学工程与工艺对化学工业节能起到的作用

烃类选择性氧化是一类具有强放热性的反应,石油化工工业中时常发生这种反应,但是,它的生成物不稳定,很容易被进一步氧化,生成H2O和CO2。在各类的催化反应中,此反应一般不会被选择,因为有时生成物中还会存在同分异构提,不利于得到最终产物,所以,为了简化生产,一般都会使用选择性高的试剂。这样不仅可以降低分离产品和纯化产品的难度,还提高了反应的选择性,还能够起到降低成本,节约资源,减少环境污染的作用。所以加强这一方面的研究会有很强的实用性,比如开发载氧能力强、选择性好的新型催化剂,就可以应对不同的烃类氧化反应。

四、结语

总而言之,绿色化学工程与工艺采用无毒的溶剂、原料,选择无污染、低耗、节能的化学工艺过程,应用清洁的生产技术,实现生产与环境相协调,产品和生态友好,开发和应用绿色化学工艺,已成为当代化学工业的发展趋势和前沿技术,是建设环境友好型社会的关键所在。

参考文献:

[1]乔昱.阐述绿色化学工程与工艺对化学工业节能发展的作用[J].山东工业技术,2014(16):147-147.

篇4

关键词:绿色化学;工程工艺;化学工业节能

近年来,随着我国社会的不断发展以及经济水平的逐渐提高,在我国的化学工艺得到了新的发展机遇的同时,人们对于化学工业生产中化学原料的环保性和节能性也提出了更高的要求。本文所提到的绿色化学工程与工艺是能够对我国化学工业生产节能产生促进作用的主要工艺手段,而绿色化学工程在实施的过程中也会涉及到多个环节,其中会对化学工业生产过程中需要运用到的原料以环保的方式进行处理,继而从根本上使我国化学工业领域在生成过程中因化学材料而导致的环境污染问题得到解决。

1绿色化学工程与工艺

1.1绿色化学工程与工艺的概述

绿色化学工程与工艺指的就是在进行化学生产的过程中所应用到的工艺不涉及到能够对环境产生污染的化学物质,并且在将其投入到使用当中的时候,其的工艺环节可以对普通的化学生产反应进行调节和治理[1]。由此可以看出,绿色化学工程与工艺在投入到化学生产的过程中具有两种特性,其一是化学领域污染的加重推动了我国绿色化学工程的发展,绿色化学的发展拉近了人与自然的和谐发展;另一点便是绿色化学工程和工艺可以有效降低化工业在进行生产过程中的废弃物处理以及对环境污染物的规制。

1.2绿色化学工程与工艺的应用

通过调查可以发现,我国传统的化工业在生产过程中所产生的废弃物以及生产工艺都会对我国的环境以及能源造成大量的污染和消耗,而且想要对其进行处理和加工有是十分不容易的一件事。而从整体上来看,化工生产之所以会对环境造成影响,其中的主要因素在于其在生产过程中对于化学原材料的选择。绿色化学工程及工艺在投入到实际应用过程中所遵循的原理便是以及绿色生产、清洁生产为基本原则来进行,而该种生产方式对防治化学生产所带来的环境污染和能源消耗问题都有着十分明显的成效[2]。绿色化学工程和工艺在投入到化学工业生产的过程中基本采用的都是不具有危害性的化学原料作为其产品的生产主要原料,也就是说,绿色化学工程和工艺是在化学工业的生产之初便对环境污染问题进行了相应的预防。

2绿色化学工程与工艺对化学工业节能的促进作用

当前,绿色化学工程和工艺在我国各类化学工业的生产过程中应用的都十分广泛,并且对我国化学工业生产的节能减排起到了良好的促进作用,这些作用主要体现在以下两个方面。首先,绿色化学工程及工艺中涉及到的生物技术对我国化学工业生产中所涉及到的废弃物排放起到了一定的净化作用。这里所提到的生物化工技术指的是在生物的体内存在一种具有高效催化功能的生物酶,这种生物酶又可以称之为催化酶。这种从生物体内提取出的催化酶具有非常好的催化功能,将其应用于生物的催化过程中,其不但可以利用自身具有的超强的专一性来促进生物酶反应的总体效率,与此通知其还可以提升总体的反应质量[3]。与此同时,绿色化学工程及工艺还将这种生物技术引入到了化学工程的生产过程中,其通过将自然界中的可再生资源用生物技术转化成化学原料的方式来进行最终的化学生产,这样的做法不但使自然能源的消耗得到了减少,同时还使化学工业生产中的能源反应效率得到了相应的提高,继而从根本上减少了化学工业生产中废弃物以及污染物的排放数量。其次,绿色化学工程及工艺中还会涉及到清洁生产技术的应用,该项技术可以说是一个绝对的绿色生产技术,其可以对化学工业生产中所需要用到的化学原料进行绿色处理(无毒、无害、无废弃),故其在能够增加化学院材料使用效率的同时,还从根本上提高了化学工业生产的总体质量。与此同时,其还可以将化学生产中所排放出的污染物和废弃物进行处理,使其变成有机物质或能够供人们生活的沼气资源,继而使化学工业生产的绿色生产得以实现。

3结语

综上所述,本文通过研究可以发现,当前我国所提出并实施的绿色化学工程与工艺在投入到化学工业生产的过程中主要采用的是无毒无害的经过加工以后的化学物品。而且其中所涉及到的节能减排绿色生产工艺在投入到生产的过程中,使用的也都是以清洁生产为最终目的科学生产技术。故其不但能够使化学工业生产在实际的生产过程中排出的污染物对于环境的破坏性得到大幅度减少,还可以使其生产出的产品与自然环境的生长形成互补,继而保证了我国社会环境的可持续发展。

参考文献:

[1]王艳丽,乔昱.阐述绿色化学工程与工艺对化学工业节能发展的作用[J].山东工业技术,2014,16(02):147-154.

[2]孟祥芳,唐家龙,夏来保.我国化学工业节能减排与清洁生产技术发展战略研究[J].科技进步与对策,2011,17(21):67-71.

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[关键词]微型化学实验 绿色化学 素质教育

[中图分类号]G4 [文献标识码]A [文章编号]1009-5349(2013)09-0230-01

一、微型化学实验

(一)定义

在微型化的装置中进行的化学实验,试验药品用量比常规实验尽可能的少,但依然能获取所需要的化学信息的实验。它具有多、快、好、省、少等优点,即学生动手机会多,实验时间短,实验效果好,节约药品,节省开支,大大减少环境污染。

(二)发展历史

1925年,埃及E.C.Grey出版了《化学实验的微型方法》,这是较早的微型化学实验教材。

1979年,马祖圣教授编著了《化学中的微型实验操作》,对微型化学实验的开展有很大的影响。1982年,美国的Mayo和Piko等以mmol级的试剂用量开展有机化学实验,取得了成功,之后微型化学实验便风起云涌,应用范围学扩展到无机化学、分析化学实验中。

我国在1989年将“微型化学实验研究”列入高等学校化学教育研究中心的科研规划。

二、绿色化学

绿色化学即用化学的方法和技术,并结合其他各种学科的知识去消灭或减少那些对人类健康、社会安全、生态环境有害的原材料、催化剂、溶剂、试剂、生成物、副产品等的生产与使用。

绿色化学从源头上消除污染,不使用有毒、有害的原材料,不生产有毒、有害的产品,不产生废物。

绿色化学的12条原则,并为国际化学界所公认,其内容如下:1.防止废物产生比其生成后再处理或清除更好;2.设计的合成方法应使工艺过程中使用的所有物质最大限度地转化到最终产品之中;3.设计合成方法时,应使使用的和生成的物质对人类和环境无毒或毒性很小;4.设计安全化学品;5.安全的溶剂和助剂;6.使化学过程所需的能量消耗越小越好,并应考虑其对环境和经济的影响,如有可能,合成方法最好在常温、常压条件下;7.使用可再生原材料只要技术上和经济上可行,应当使用可再生原材料;8.减少衍生物(reduce derivatives);9.应尽量使用无毒并且选择性高的催化剂;10.应考虑所需产物在完成使用功能后,可降解为无毒的物质还原于环境之中;11.需要进一步开发在有毒物质生成之前的快速、在线监测与控制的分析方法;12.本身安全、能防止意外事故的化学(inherently safer chemistry for accident prevention)。

三、微型化学实验与绿色化学

微型化学实验符合绿色化学十二条原则中第六条和第十二条,即能量消耗越少越好,并考虑其对环境和经济的影响;化学过程中使用的原材料、溶剂、助剂、催化剂等应考虑到尽量减少事故的潜在危险。

(一)微型化学实验有助于培养绿色化学的意识

可持续发展是人类正在探索的既能保持经济持续增长和社会持续发展,又能达到生态环境持续良好和自然资源持续利用的全新发展战略,人类将从工业文明的发展模式转向生态式的发展模式,而绿色化学正是在这一历史背景下产生并成为实现人类社会可持续发展的重要技术手段。

微型化学实验把消除、预防化学污染的思想贯穿于化学教育的过程之中,有利于对学生进行环保教育,良好的观念与习惯的养成为后续绿色化学的开展打下了一定的基础。

(二)通过微型化学实验,坚定绿色化学信心

微型化学实验是在绿色化学理念指导下用消除污染的思想、方法、技术对常规实验进行改革和发展的结果,但微型化学实验离绿色化学的核心理念还有一定距离。绿色化学是利用化学原理和新化工技术,从源头上预防污染的化学,它使环境的治理从治标转向治本,尽可能采用无毒无害的原料,革新工艺过程,开发绿色合成技术和清洁生产工艺,减少污染物,实现“零排放”,生产环境友好产品。

绿色化学具有“原子经济性”,就是在化学反应过程中充分利用分子中的每个原子来重新组合形成新的分子,不浪费一个原子。因此,它既能充分利用资源,又能够实现防止污染,因为没有废物产生。它是一种理念,一种理想,是人们应该倾力追求的目标,它是21世纪的科学。

绿色化学是集化学、物理、生物、材料、信息等科学的最新理论成果和技术于一身的新兴边缘学科,它一经提出,就带有强烈的应用技术性及工程性。因此,不仅要求有深厚的化学功底,更要有广博的其他相关学科的知识才能去实现它,要有勇于探索的精神,要有接受失败考验的承受力,要有具大的信心,因为我们要实现的是一项伟大、艰难、有利于人类可持续发展的工程。

篇6

=摘 要:绿色化学是一门从源头上阻止污染的化学.随着人类控制和支配自然界能力的不断增强,化学科学及其生产技术的迅猛发展和其他学科一起为人类创造了巨大的物质财富。化学教育工作者在教育过程中将绿色化学观念灌输给学生,成为化学教学新的方向。本文则主要阐述绿色化学的现代内涵以及教学意义。

关键词:绿色化学;现代内涵;教学理念;可持续发展

一.绿色化学

(一)含义

绿色化学又称环境无害化学(Environmentally Benign Chemistry)、环境友好化学(Environmentally Friendly Chemistry)、清洁化学(Clean Chemistry)。绿色化学即是用化学的技术和方法去消灭或减少那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂和试剂在生产过程中的使用,同时也要在生产过程中不产生有毒有害的副产物、废物和产品。绿色化学的理想在于不再使用有毒、有害的物质,不再产生废物,不再处理废物。从科学观点看,绿色化学是化学科学基础内容的更新;从环境观点看,它是从源头上消除污染;从经济观点看,它合理利用资源和能源,降低生产成本,符合经济可持续发展的要求。

按照美国《绿色化学》杂志的定义,绿色化学是指:在制造和应用化学产品时应有效利用(最好可再生)原料,消除废物和避免使用有毒的和危险的试剂和溶剂。而今天的绿色化学是指能够保护环境的化学技术.它可通过使用自然能源,避免给环境造成负担、避免排放有害物质.利用太阳能为目的的光触媒和氢能源的制造和储藏技术的开发,并考虑节能、节省资源、减少废弃物排放量。世界上很多国家已把“化学的绿色化”作为新世纪化学进展的主要方向之一。

(二)主要特点

绿色化学又称环境友好化学,它的主要特点是:

1.充分利用资源和能源,采用无毒、无害的原料;

2.在无毒、无害的条件下进行反应,以减少废物向环境排放;

3.提高原子的利用率,力图使所有作为原料的原子都被产品所消纳,实现“零排放”;

4.生产出有利于环境保护、社区安全和人体健康的环境友好的产品。

二、绿色化学的现代内涵

绿色化学(Green Chemistry)概念从一提出来,就明确了它的目标,是研究和寻找能充分利用的无毒害原材料,最大程度地节约能源,在各环节都实现净化和无污染的反应途径。它的过程为零排放和零污染,具体内涵体现在五个方面上。

(1)重复使用

重复使用不仅是降低成本的需要,也是减废的需要。诸如化学工业过程中的催化剂、载体等,从一开始就应考虑有重复使用的设计。

(2)回收利用

回收利用可以有效实现“省资源、少污染、减成本”的要求,回收包括:回收未反应的原料,回收副产物(含“三废”),回收助溶剂、催化剂、稳定剂等非反应试剂。化学工业产生中的循环操作程序就是一种常见的回收方式。

(3)再生

再生是变废为宝、节省资源能源、减少污染的有效途径。它要求化工产品生产在它设计的开始,就应考虑到有关原材料的再生利用,特别高分子材料的再生显得尤为重要。

(4)拒绝使用

拒绝使用是杜绝污染的最根本办法,它是指对一些无法替代,又无法回收、再生和重复使用的药品原料,拒绝在化学反应过程中使用。特别是中学化学教育教学,面对的是接受启蒙化学教育的中学生,贯彻绿色化学内涵,推广绿色化学成果显得尤为重要。

三.绿色化学观点在教育中的应用

学生是否了解绿色化学知识,掌握绿色化学的基本原则,是否可以运用绿色化学的思维方式指导生产实践,解决生产中产生的环境污染或者将要产生的环境污染。化学教育工作者在教育过程中将绿色化学观念灌输给学生,成为化学教学新的方向起着至关重要的作用。

在素质教育中体现绿色化学思想素质教育是全面的教育,中学化学教育也应是围绕全民族素质的提高进行的教育。在素质教育中体现绿色化学思想,既是传播绿色化学观点的需要,也是培养学生对社会、对将来的责任感的需要,更是培养创新精神的需要。

在实施环境教育过程中,一方面要向学生阐明绿色化学的观点、要求,使他们树立起防治污染、保证人类生存质量的责任感;另一方面,结合绿色化学要求,教给学生防治污染的重要方法――减量、减废、回收、再生和拒用等。

绿色化学与创造性教育培养学生创新精神是素质教育的灵魂,绿色化学对化工生产,化学实验提出的新要求,无疑对学生进行创造性教育将起到积极的作用,培养学生创造性思维。

参考文献:

[1] 王佛松等编《展望21世纪的化学》化学工业出版社2000年版;90-93,158-160

[2] 顾国维主编《绿色技术及其应用》同济大学出版社1999-5;80-81

[3] 刘静玲主编《绿色生活与未来》化学工业出版社2001-5;36-37

[5] 王恩举.漫谈绿色化学.大学化学,2002,(4)

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关键词:绿色化工化学;发展;生态文明建设

中图分类号:TQ0-4 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2017)10-0026-01

生态文明建设是中国特色社会主义事业“五位一体”总体布局的重要组成部分。建设美丽中国,实现中华民族永续发展,必须树立尊重自然、顺应自然、保护自然的生态文明理念,把生态文明建设融入生产生活的各方面和全过程。化工化学是科学研究和国民经济的重要组成部分,以可持续发展为主旨,加快发展绿色化工化学,形成节约资源和保护环境的理念和科学技术,是建设生态文明的重要内容和途径。

1 绿色化工化学的含义

绿色化学化工是具有重大社会需求和明确科学内涵的新兴交叉学科,是人类及全球环境安全的保证,是当今国际化学与化工的前沿[1]。绿色化工化学属于跨学科交叉性的研究领域,是随着经济和科技发展而产生的新概念。在我国,绿色化工化学研究工作的产生和发展最早可以追溯到上个世纪八十年代后期,同行业研究领域中的部分专家学者也习惯将绿色化工化学称为环境友好化学[2]。与中国传统的化学生产工业相比,现代化的绿色化工化学有着较为显著的区别。

2 绿色化工化学的发展优势

2.1 有利于节约生态资源

将社会经济收益水平的提升放在化学化工研发工作开展的首要地位,是传统化学化工工程研究工作的核心管理理念,而对于生态环境的保护则处于次要地位。与传统化学生产工业相比,现代绿色化工化学工业的研究和生产秉持绿色发展理念,通过采用更加科学的生产技术、应用污染力度较低的化学原材料,来有效降低生产给环境带来的伤害。同时,由于企业根本上还是受制于成本效益的约束,因此相关技术作业生产人员在生产和研究绿色化工化学时,要努力实现相关化学原材料自身使用价值的最大化发展[3]。因此,绿色化学化工无论是在生产理念的革新还是生产技术的应用方面,都得到了全面的改善和提升,更加符合可持续发展的要求。

2.2 有利于实现化学工业资源的合理利用

从生产研发的原料、化学溶剂一直到化学化工研发生产所必需的化学催化剂,均采用无添加无污染的绿色环保原料,使相应化学工业资源能够在合理利用的基础上,实现自身原料应用价值的最大化提升。在这一过程中,不仅不会对客观生态环境发生污染的损害,一些绿色化工化学原材料的科学循环利用还能够在保护生态环境方面发挥重要的作用。绿色化工化学工业对化学工业资源的合理利用,一方面降低了化学企业的生产成本,另一方面从化工研发生产的源头降低了其对客观发展环境造成污染的可能性,有助于科学可持续社会发展终极目标的实现。

2.3 有利于减少化学工业废物的排放量

工业废物特别是有毒的工业废物排放是环境污染的主要来源,如何减少排放或降低排放的不利影响是工业生产要面对的重要课题。我国传统的化学工业在研发以及生产过程中,由于绿色环保研发的技术水平较低,经常出现大量化学污染物排泄在外的消极生产现象。这些被化工业大量排放的化学反应废物,对我们赖以生存的生产生活环境造成了巨大危害。现代绿色化工化学则针对这一现象,对相应化学反应合理利用的工作流程进行了优化管理,使其能够在化学物质产生化学反应的开始,就对相应化学物质的组成Y构进行分解以及重新组建。在不改变化学原料基本属性的前提条件下,全面修缮其中容易产生环境污染的有害组成部分,经历过化学重组的绿色化工化学生产原料相比传统带有污染成分的化学原料,往往具有更高效的利用率。这样,经过一系列绿色研发与生产的工作流程以后,被排泄在外的化学原料数量就会大量减少。

3 进一步发展绿色化工化学的建议

3.1 完善体制机制,营造良好发展生态

把绿色化工化学纳入新兴产业发展规划,持续深化重点领域和关键环节改革,全面营造有利于绿色化工化学发展壮大的生态环境。推进简政放权、放管结合、优化服务改革,进一步完善审批方式,最大限度减少对相关企业的事前准入限制。落实相关法律法规政策,落实绿色化工化学科技成果转化有关改革措施,提高科研人员成果转化收益分享比例。强化知识产权保护维权,依法严厉打击侵犯知识产权犯罪行为,保护绿色化工化学领域的知识和技术创新热情。

3.2 保障投资供给,建设研发基地

稳定的投资是产业发展的源头和保障。特别是对于还在初创期的绿色化工化学产业来说,由于技术还处在不断探索之中,因此面临着许多不可预知、难以确定的风险。从一定程度上来说,技术创新是全社会的公共产品,所以政府应该承担一定的责任。政府应加大对绿色化工化学的经济政策扶持力度,发挥财政资金引导作用,创新方式吸引社会投资,加大对绿色化工化学产业的财税支持。应加大金融和税收支持,大力发展创业投资和天使投资,积极支持符合条件的绿色化工化学企业通过多种方式融资,完善鼓励初创期绿色化工化学科技型企业的税收支持政策。应加大科技支持,积极构建企业主导、政产学研用相结合的绿色化工化学产业技术创新联盟,支持建设关键技术研发平台,采取新机制建立一批产业创新中心。

3.3 加快培养专业人才,提供强大智力支撑

在科技日益激烈的今天,人才已成为一个行业、产业及至整个国家和地区的第一资源和核心竞争力。国家应鼓励高校加大绿色化工化学方面的学科和专业建设,根据产业发展情况合理扩大相关专业招生比例,及时调整教学内容和课程设置,加大教学改革力度,加强相关课程的师资队伍建设,为绿色化工化学发展储备高素质人才,特别是培养一大批高层次急需紧缺人才和骨干专业技术人才。引导和支持事业单位科研人员到企业开展创新工作或创办企业,鼓励绿色化工化学人才向企业流动。在绿色化工化学企业设立一批博士后科研工作站,加大产业关键核心技术研发力度。在充分发挥国内人才作用的基础上,还要充分利用全球人才,完善相关政策,加快引进和培养一批高端人才、领军人才。

3.4 加强宣传引导,形成思想共识

理念是行为的先导,绿色化工化学的发展,离不开可持续发展思想的指导,因此必须推动全社会广泛树立绿色发展、循环发展、低碳发展的理念。要看到,绿色化工化学虽然在我国已经有了三十多年的发展历程,但社会对于绿色化工化学的相关理念还知之甚少,很多人从未听说过这一名词,不知道绿色化工化学为何物,形成系统化理论化的知识观念的就更少。为改变这一局面,政府、企业和科研院所应该认真担负起宣传教育的责任。专家学者和化工企业的高层管理人员应充分发挥自己的专业特长,通过编印材料、出版专著、专题讲解等多种方式,通俗易懂地向社区、学校以及大中小型企业等广泛宣传绿色化工化学的核心生产研发理念,让现代化的资源利用一体化的发展模式深入人心,提高全社会的环保意识和能力。

4 结语

总之,在社会经济发展备受资源、能源和环境约束的今天,绿色化工化学凭借其高度节约的生产理念和减少废弃物排放的现代化生产方式,受到了前所未有的关注。当前,我国正处在全面建成小康社会的关键时期,经济发展进入新常态,发展绿色化工化学是转变发展方式、认识适应引领经济发展新常态的重要举措,是实现经济社会可持续发展的必然选择。方向已经明确,探索已经展开,但在未来的发展进程中,仍存在着许多值得深思的问题,需要系统研究解决。

参考文献

[1]王静康.绿色化学化工发展前景与人才培养[J].中国大学教学,2013(1):9-13.

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关键词:绿色化学 工艺生产 化学工艺

中图分类号:TQ021 文献标识码:A 文章编号:1003-9082(2017)05-0219-02

引言

化学工业生产是我国经济发展过程中的重点内容,近年来我国的经济水平不断提升,但是在传统发展过程中采用粗放型策略,对环境污染比较严重。当前我国的环境现状已经不容乐观,很多大城市都笼罩在雾霾之中,对人们的日常出行以及交通车辆通行都带来了很严重的影响。化学生产过程中各种废弃物的排放,是导致环境污染的一个主要原因,例如废气直接排放到空气中,导致空气变质,废水直接排放到河流中,导致鱼类死亡。化学工业生产是我国工业行业中的一个重要组成部分,对我国经济发展有一定促进作用,在经济建设过程中不容忽视,但是在经济建设过程中也应该要注重环境保护,对化学工业生产中的一些对环境造成严重污染的工艺和技术进行淘汰,从而不断提高化学工业生产的安全性,促进经济社会与环境的和谐发展。

一、绿色化学工艺的研究内容

绿色化学是对传统化学的挑战,也是对传统化学思维方式的创新,绿色化学工艺是一个全新理念,是结合绿色、节能社会产生的一个全新视角,从化学反应原料、化学反应条件、化学转化方法、开发绿色产品等角度出发对绿色化学工艺进行研究,使得传统的化学反应中对环境造成污染的问题可以得到解决,从而设计更多对环境友好的化学反应。其主要的内容包括以下几个方面:第一,使用无毒无害的化学原材料;第二,利用可再生资源;第三,加强对新型催化剂的开发研究;第四,对不同反应介质进行研究;第五,寻找新的化学转化方法;第六,设计对人类健康和环境安全的化学产品。

从上世纪起在国际社会上就提出“绿色科技”概念,这个概念的研究目的是要对环境污染进行控制,从环境污染源头上进行处理,减少化学污染。这种处理包括两个方面,第一,从源头上对污染物的排放进行控制和减少,第二,采用化学工艺技术对环境污染进行治理。在当前的时代背景下,最佳的绿色化学工艺就是利用各种无毒无害的物质进行反应,追求原子经济,在化学反应的过程中不会出现额外的废弃物,使得化学反应的材料能够充分利用。

1.研制“原子经济”反应

从上世纪九十年代开始,关于原子经济的研究就已经开始,原子经济指的是在化学反应中将一切原子都变成生产物,从而对反应物中的原子进行百分百地利用。其实原子经济与化学反应的类别有很大关系,一些化学反应是不会产生杂物的,例如加成反应,一切反应物都可以被利用,原子经济是绿色化学工艺首要研发的反应类型,为了实现原子经济研究,则必须要对其中的催化剂进行改善,确保高效、节能。

2.确保反应的选择性

在化学工业生产过程中经常会选用烃类选择性氧化反应,在这个反应过程中会产生一些不定的中间体,这些中间体很容易被进一步氧化,这类反应不需要催化剂。当前关于化学工艺的研究要集中在两个方面,一方面,要根据各种烃类氧化反应类型提取性能高、载氧能力好的新型催化剂;另一方面,要依照催化剂的反映特征,研发出对应的反应工艺。例如苯乙烯是化工生产过程中的主要物质,在苯乙烯生产过程中使用最广泛的工艺是乙苯脱氢,为了提高生产效率,当前有的化工企业在生产过程中研发了以丁二烯作为原料的苯乙烯工艺,对传统的乙苯工艺进行替代,以丁二烯作为原料的苯乙烯工艺生产过程中产生的中间产物转化率大约为90%,另外还有一种工艺是甲苯歧化,这种工艺也是对硅改性催化剂进行利用的工艺,其选择性达到了98%以上。

3.利用无毒害的原料

绿色化工生产过程中原材料的质量也是影响化学工艺水平的重要因素,在化学反应中首先应该要选择绿色原材料,无毒无害的材料是绿色化工生产的基础。例如有企业研制二乙醇胺,将其作为化工生产的原料,在催化脱氢的作用下,这种物质可以生成氨基二乙酸钠,这一最新工艺不进改善了传统的生产工艺,还减少了传统原料中的毒害。要想从根本上解决化工生产对环境带来的危害和影响,还可以加强对一些自然原材料的利用,例如野生植物、农业废物等,也可以作为化学原料。如秸秆、稻草等物质,经过相应的化学反应可以成为酸、醇等化学物质,还可以通过生产工艺将糖类植物转化为乙酰丙酸,对谷物进行开发获得葡萄糖,这些原材料都是无毒无害的。

4.利用清洁工艺

绿色化学工艺研发的目的是为了实现环保,要对化学工艺流程进行改进,从而提高化学工艺水平的同时降低对环境的污染。因此在化学工艺生产过程中应该要加强对清洁工艺的研发,优先设计出对环境保护有利的化学反应途径,形成物质与能量的循环体系。不仅要对各种无毒无害的原材料进行利用,还要加强对各种高端、先进、消耗较低的工艺流程进行研究,从而减少废弃物的产生与排放。

5.使用无毒无害的催化剂

催化剂是化学反应中的主要物质,很多化学反应都必须要在催化剂环境下完成,催化剂的质量也会造成对环境的影响,要实现绿色化工生产,则必须要选择绿色、无毒无害的催化剂。以邻苯二酚生产方法为例,在新的生产工艺中采用酶E.Coli作催化剂,这种催化剂可以是葡萄糖活化,而且能够将其定向地转化为邻苯二酚,这种新工艺避免了传统生产过程中产生废弃物和副产品的危害,在反应过程中使用的催化剂也不是传统的催化剂类别,分子氧气化催化剂和新型分子筛催化剂是化学反应中的绿色催化剂,可以减少反应过程中的副产物的产生。

二、绿色化学工艺的应用

1.要生物技术融合

生物技术与化学工业技术不相同,生物技术是与基因、微生物等有关的技术,为了提高化工生产水平和绿化效果,近年来关于生物技术与化学工业生产之间融合的研究越来越多,生物技术在化工生产过程中的应用越来越广泛。尤其是生物酶,具有高效、选择性好的优势特征,在化工生产中具有十分广泛的应用前景。另外,生物技术在环境污染的治理过程中也发挥了十分重要的作用,例如一些细菌可以对被重金属、油等污染的水体进行净化,由此可见,生物技术与化工生产之间的关系十分紧密。

2.绿色生产技术的应用

绿色技术的主要特征是清洁生产,其特点是没有毒害作用,不会有废物产生,常见的绿色生产技术有煤气化技术、脱硫、脱碳技术、城市垃圾无害处理技术、太阳能技术、沼气技术等。常见的绿色节能技术有生物工程技术、辐射加工技术等。

3.生产绿色产品

绿色化学工艺研究发展的最终目的是要生产一些对环境有利的产品,例如生产取代氟氯昂的化学产品,从而减少对臭氧层的破坏,生产不含磷的洗涤用品和不含铅的化妆品,利用二甲醚来代替汽油从而减少汽车尾气排放,各个化工企业在生产过程中都要加强对技术和工艺的研究与应用,尽量减少对环境污染严重的产品,生产一些对环境发展有利的绿色产品,改善人们的生活质量。

结语

综上所述,随着经济水平不断提升,环境污染问题也越来越严重,化工生产是环境污染的主要原因,在未来的发展过程中应该要加强对化工生产危害的控制,加强对各种绿色原材料、催化剂的选择,并且对化工生产工艺进行创新,产生更多绿色无污染产品,促进经济社会与自然环境的协调发展。

参考文献

[1]程晓龙.绿色化学工艺的未来发展分析[J].化工管理,2016(20)

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关键词:绿色化学;化学实验;教学理念

中图分类号:G642.0文献标志码:A文章编号:1674-9324(2016)02-0238-02

作者简介:王满刚(1977-),男(汉族),甘肃会宁人,博士,副教授,主要从事有机合成及过渡金属催化的相关反应研究

化学工业的高速发展同时也带来了严重的环境污染问题,导致全球性生态环境恶化、气候变暖、资源匮乏。进入21世纪,随着社会公众的环保意识的增强,人们将低碳环保、节能减排和可持续发展这些具有深远意义的概念赋予了一个象征生命和希望的名词———“绿色”,实现社会经济的“可持续”、“绿色”发展已是全人类的共同心愿。同时,人们开始致力于从源头上治理污染,探索采用化学的原理来预防污染的方法。绿色化学倡导环境保护,主张不使用有毒、有害物质,不产生废弃物,最终实现零排放和零污染,被誉为是更高层次上的、可持续发展的化学,其也是一门能够保护环境的化学技术。将绿色化学理念贯穿于化学教学的各环节中,培养学生的绿色化学思维,提高学生的绿色化学实践能力是绿色化学教育的重要途径,也是国内外化学课程教学改革的重要目标之一。

一、培养绿色化学理念,增强学生的环保意识

教学理念是人们对教学活动的思维方式和持有的基本态度与观点,也是人们从事教育教学活动的基本信仰,即人们对教育教学活动内在规律认识的集中思想表现。学校的教学工作以教育和学习为基本活动形式,它必须在教学理念的指导下进行。绿色化学不仅仅是一门预防污染的化学技术,还是一种新的思维方式,培养学生的绿色化学理念是实现化学实验绿色化的最基本保障。只有将绿色化学的理念融入实验教学的各环节中,学习绿色化学知识,增强环境保护意识,形成绿色化学的思维方式,才能提高学生的绿色化学实践能力。有机化学实验教学是向学生传授环保知识的最佳场所,其不仅要使学生掌握各种实验技能和观察、动手、分析、解决有机化学问题的能力,更要强化学生的环保意识,强化学生对社会高度负责的主人翁精神。化学教师应充分利用绿色化学的原理、特点和相关知识,通过设计特定实验教学过程使学生逐渐产生绿色化学理念,形成绿色化学的思维方式。教师在实验教学中适时讲述全球环境问题与化学污染的关系,灌输绿色化学思想,让学生清醒地认识到现阶段环境保护的重要性、必要性和紧迫性,在获取化学知识的同时受到良好的绿色化学教育,从而提高学生的环境保护意识,只有具备了绿色化学意识才会产生积极的行为效果,在一定程度上培养学生的社会责任感。

二、优化、改革实验教学内容

1.化学实验的绿色化。随着绿色化学成为现代化学可持续发展的方向,化学实验的绿色化成为化学研究的重要内容,化学实验绿色化包括:化学试剂、溶剂和催化剂等的绿色化。环境友好的“洁净”反应介质是绿色化学研究的重要原则之一,在实验过程中要尽量使用无毒无害的试剂和溶剂,合理设计实验过程从而实现实验的绿色化,尤其是水介质中的有机化学反应因具有分离简单、产率高、选择性好、污染少且无毒、价廉等优点,是最有希望实现工业化的绿色合成方法之一。例如,水介质中的各种缩合反应、亲核加成反应、环加成反应和多组分反应等已经取得较大进展。此外,用水作为分散剂的水溶性涂料的制备已成为全世界涂料工业的新方向,用超临界二氧化碳代替有机溶剂作为油漆涂料的喷雾剂和泡沫塑料的发泡剂也已经取得较大进展。催化剂的使用也应首选无毒害、无腐蚀的物质,同时改革重组现行实验教学内容,改变原有实验项目,在达到既定教学目标的前提下,淘汰对环境危害较大的实验,改进实验方法,进行大规模的筛选和比对,尽量减少有毒、有害试剂的使用,选择更符合绿色化学理念的实验体系。将各制备实验尽可能串联起来,实现实验项目的连续化,即把前一个实验制备得到的产物作为后一个实验的主要原料连续使用,既能科学、直观地达到实验所要求的教学目标,又始终注意将化学试剂对环境的影响降到最低,体现绿色化学的教学理念与思想。

2.微型实验和常规实验相结合,倡导绿色化学。微型化学实验是指在微型化的仪器、装置中用尽可能少的化学试剂来获取所需化学信息的实验原理和方法,具有实验成本低、反应时间短和绿色环保的特点。微型化学实验不但能满足实验的基本要求,还能减少试剂对人体和环境的伤害。在实验时,其试剂用量是常规实验的数十分之一甚至千分之一,因此,采用微型化学实验代替常规实验能够大大减少化学实验室各种废物的排放,有效改善实验室环境,减少对周边环境的危害。微型化学实验的开设对药品试剂消耗量大、化学毒性高、污染严重、实验操作过程复杂的化学实验尤为必要。因此,在有机化学实验教学过程中我们根据实验的内容、目的、现象和定量要求将常规实验和微型实验有机结合,取长补短,以提高学生的绿色化学实践能力。然而,微型实验不是对常规实验的简单减量和机械微缩,它是在绿色化学理念和微型化学思想指导下对常规实验进行改革而形成的实验新思想、新方法和新技术。“用尽可能少剂量的试剂来做尽可能小的实验”是微型化学实验的核心,也是微型化学实验教育的思维方向。为预防化学污染,推动化学实验由常量化向微量化发展,是化学实验绿色化改革和发展的动力之一。

3.课堂教学和多媒体教学相结合,减少对环境的污染。随着计算机技术的发展,把现代教育技术手段与化学实验相结合,必能增加实验的功能,优化实验教学设计,提高实验教学质量,让学生在理论与实践的融合中更好地提升自身的素能。尤其是多媒体、计算机网络、远程通讯等先进信息技术作为一种动态、高效、大容量的现代化教学辅助手段,不仅能直观地表现化学世界的奥秘,吸引学生的注意力,而且可以极大地减少日常化学试剂的用量,降低实验成本的同时,实现了从根源上减轻对环境污染的绿色化学原则。例如,有机化合物的定性鉴定实验不仅需要的试剂种类繁多,而且所用到的绝大部分药品都毒性大,对人体健康和环境污染危害大。对有机化合物性质鉴定实验的全过程采用摄像、剪辑和多媒体加工技术进行加工处理,既能突出重要的实验现象,又不失演示实验的真实性,大大增强演示实验的时效性。因此,对于基础性实验或验证实验,尽量采用多媒体及化学虚拟仿真技术等辅助手段,在得到基本化学信息的前提下,能大大减少化学试剂对环境的污染。

三、加强实验过程管理

1.规范实验操作,减少“三废”的产生。在实际教学中,一方面我们可以严格规定取用药品的量,这样既规范了实验操作,节约了药品,又减少了对环境的污染,同时也培养了学生严谨的实验态度和科学的实验方法;另一方面我们也可以将定性实验中的药品定量化,例如在烃的性质实验中,实验室制备乙炔气体时,可以根据学生的组数粗略的计算所需乙炔的用量,根据计算的结果来取用电石的质量。这样做不仅能培养学生科学严谨的工作作风,提高实验的科学性、规范性,同时也为减少环境污染奠定基础。

2.妥善处理实验室的“三废”。注重环境保护,加强实验过程管理,应加强完善有机化学实验室制度化、规范化建设,禁止实验室尾气任意排放,废液、废弃物随意倾倒。对每次实验产生的实验室废液、废气和废渣进行科学安全处理,确保将化学实验室的污染程度降到最低,以减少废物向周边环境的排放。将化学实验使用过的酸、碱、重金属盐等各种废物进行分类收集、集中安全存放、定期统一处理。能产生大量有害和腐蚀性气体的实验必须在通风橱内完成,并将有害尾气采用吸收、中和等方法进行净化处理。通过对有机化学实验产生的“三废”进行无毒无害化处理,最大限度地减少实验对环境的污染,培养学生高度负责的科学态度。

四、完善实验考核体系,凸显绿色化学理念

实验教学的考核评价体系对学生的创新学习有重要的导向和鼓励作用,实验教学效果考核评价应以整个实验过程为基础,凸显绿色化学理念。现行有机化学实验评价体系应从评价方式、评价内容、评价主体等方面进行完善改革。评价方式应强调对实验全过程的整体、动态评价,给学生更多的自,让其开放思维,大胆探索。评价内容应重点考虑实验方案的设计是否能提高反应中各原子的利用率,反应条件是否无毒无害,反应过程是否能减少废物向环境的排放,实验过程中学生对实验室“三废”的处理方式是否恰当等等,重点突出绿色化学的理念和思想。

五、结语

培养、提高学生的绿色化学理念和环境保护意识是实现化学教学绿色化的最基本保障,也是提高学生化学研究和绿色实践能力的前提;优化、改革实验教学内容,改进实验教学手段和方法,规范实验操作,改进化学实验教学评价方式,加强实验过程管理是提高学生绿色化学实践能力的重要途径。总之,化学实验绿色化已成为国内外化学课程改革和可持续发展的方向,提高学生的绿色化学研究能力是本世纪国内外高等学校人才培养的重要目标之一。

参考文献:

[1]冉秀芝,王敏,李军,许俊强,林勇,尚宏利.大学化学实验教学中构建绿色化学思维的探索与实践[J].化学教育,2013,(9):59-61.

篇10

1.绿色化学理念与发展

绿色化学又被称之为环境友好化学,通过名称定义就可以发现,绿色化学是为了环境改善而存在的,它在思想上反思了传统化学实验教学的缺失,同时也吸收了多种新型技术,如生物技术、材料技术以及信息理论等,由此可以看出,绿色化学是新兴但却综合交叉的学科理念。从本意上分析,绿色化学的核心是从资源重复利用角度对传统化学工艺的改革,从而实现环境资源的可持续发展,在众多绿色化学理念之中,原子利用率与绿色化学十二原则被认为是化学最核心本质的思想,首先原子利用率,也被称之为原子经济性,以倡导原子控制为依据,进而减少化学反应中目标产物质量与废弃物质量,从而保障反应物质原料最大限度的进入到生产物原料之中,极大地提高原子的经济性。其次,绿色化学十二原则,在此项原则之中,以预防化学废弃物产生为主,通过合理的化学实验方法,使化学反应生产物更加安全无害,同时在实验过程中,提倡使用催化剂,进而通过加快化学反应速率,来减少实验过程的危害性。

2.绿色化分析化学实验教学研究

(1)更新实验教学理念,注重绿色环保教育

若想从本质上实现绿色化学实验教学,首先,教师要从自身的观念入手,实现实验教学理念的更新。在传统的高职化学实验教学中,主要是以化学试剂为原料,以验证化学实验理论为教学内容,从而提升学生的操作技能,加深化学知识认知,由此可以看出在以往的教学中,并没有关注绿色化学这一概念,只是以知识传授为主要目的。为此随着教学改革的不断深入,提出了学生双基能力的培养以及以人为本的教学理念,为此教师也应该从教学改革创导出发,在实验教学中以学生为主,减少实验过程中有毒有害物质对学生身体的伤害,将绿色化学理念与以人为本的教学理念应用在实验教学之中,进而培养学生的创新能力,构建绿色化学实验教学课堂。其次,在教学过程中,绿色化学理念不只是要落实在实验教学之中,还应该注重对学生的绿色教育,强化学生环保意识,具体而言,笔者认为可以从以下三个方面做起,首先,在教学过程中,注重环保知识的渗透,将生态平衡、臭氧空洞、温室效应以及三废污染等和一些著名的环境破坏事件,以图片或者媒体课件的形式展示给学生,让学生从心理认可绿色化学,树立环境保护意识,将绿色化学概念融入到实验学习中。其次,在实验教学过程中,教师要注重寻找一些有毒试剂的代替品,并且引导学生研究无污染实验装置以及实验设计,在提升学生环保意识的同时,培养学生的创新能力。最后,高职院校内,可以开设相关的化工环境保护概论选修课程,让学生在业余时间中可以进一步学习绿色化学理念,强化学生的绿色化学意识,进而让学生将这种绿色化学意识带入到今后的工作以及化工生产过程中,无论是对于学生自身,还是我国的工业建设发展都是具有重要意义。

(2)做好三废处理,减少环境污染

在化学实验中试剂完全反应结束后,会生产一定的废气、废水、废渣,这些实验残留的物质将成为破坏环境主要的污染源,被称之为实验“三废”。在绿色化学理念下,做好三废处理十分重要。首先,实验废气就是指在实验过程中产生的有害气体,这些气体人吸入会造成一定的危害,因此在进行试验研究时,主要是以“扇闻”的方式进行观察,如氨气就是一种典型的废气,但在实验结束后,这些气体仍然会有部分残留,并且还会弥散在空气之中,从而对人身体造成危害,因此必须要进行严格的废气处理。其次,废水就是指在实验过程中,产生的有机溶剂、废酸溶液以及废碱溶液等,在实验结束后,教师应该引导学生对这些溶液分开收集,并有针对性的进行处理。以废酸溶液和废碱溶液为例,在进行处理时,可以采用酸碱中和的方式,通过溶液之间的调和,将废液PH值控制在6.5~8.5之间,然后在进行排放,这样就不会对下水管道以及水源造成危害。最后,废渣就是指在化学实验过程中产生的一些固体有害物质,对于这些废渣最好的处理方式就是回收并进行二次利用。在这里笔者以“硬水软化”实验为例,在实验过程中会产生树脂废渣,但若是将这种废渣浸泡在浓度为1mol/L的HCl溶液中,废渣就可以二次利用成为日后实验中的原料,而这无疑是符合绿色化学实验概念的。除了以上的处理措施外,针对三废环境污染,最本质的一种方法,就是实现实验过程污染物零排放,而这也是绿色化学理念的核心。具体来说,在实验过程中,应做好相应的实验污染主控点,通过实验设置优化,对实验材料、实验装置、实验试剂以及实验方法进行控制选择,从而实现零污染、零排放的目的。为此在进行实验时,教师可以从地方能源开发以及学生的创新能力培养出发,在实验过程中为学生渗透绿色化学理念,从而改变以往的教学模式,注重实验教学内容与资源开发利用之间的结合。在教学过程中筛选出两个独立的教学板块,第一的板块以网络技术与仿真实验技术为主,第二板块以综合性实验为主。在教学过程中,所选用的实验材料都是无毒或者低毒的材料,然后将一些毒性大、污染强的实验汇集成合成实验,如指示剂合成实验,减少采用笨、溴、氨磺酸等有害试剂使用。同时注重新型绿色化学实验教学研究,如绿原酸超声提取分离、白云石制备超细碳酸钙、单宁酸沉淀法提取烟碱以及相色谱等,通过这些同等教学目的绿色化学实验模式实施,代替原有有害有毒实验操作,不但可以从本质上减少三废污染实验产生,还可以培养学生的创新意识与绿色化学意识,对于学生日后的工作发展都具有重要促进作用。

(3)减少试验试剂用量,开展化学微型实验

在高职化学实验教学中,实验教学开展的目的就是让学生通过实验现象的观察,从而认识化学原理本质。因此,在实验过程中只要能够起到观察效果即可,与实验试剂的用量无关。同时,在实验过程中,很多实验试剂具有一定的致癌性和腐蚀性,大量的实验试剂反而会对人的身体造成一定的损害,因此在实验设计过程中,减少实验试剂用量,开展微型化学实验十分重要。微型化学实验被誉为二十世纪末期的化学实验革命,也是现下绿色化学实验中的重要组成部分。其以减少实验试剂用量为主要目的,但却可以获取同样的化学信息,在这个过程中,由于投入的化学试剂用量减少了,因此产生三废的可能就会降低,这样就可以实现控制环境污染,节约材料成本的目的。通常情况下,采用微型实验,实验耗材和实验经费可以降低成本费用一半以上,同时在具体实验时间中,也可以缩短原有实验时间的30%~40%左右。另外,微型实验充分的利用了实验资源,并且结果表征都是采用精密的仪器进行操作,这可以使观察效果更加突出。例如在进行“乙二酸制备”以及“乙酰苯胺制备”过程中,都可以采用微型实验,且在实验过程中使用的试剂用量仅为原有实验试剂用量的10%~20%左右,这无疑也是绿色化学理念的一种体现。(4)改善实验教学环境,实施网络虚拟仿真实验随着近些年网络技术的不断发展,在进行高职化学实验教学时,运用网络模拟与仿真实验代替原有的实验操作,可以从本质上减少环境污染问题,进而实现绿色化学实验教学。运用网络虚拟仿真实验具有以下三点好处,首先,可以降低实验成本,减少实验设备投入。在进行网络虚拟仿真实验时,是不需要使用任何实验试剂与实验器材的,对于教师而言,减少实验准备劳动强度,同时也降低了实验成本,尤其是在现下的高职化学实验教学中,课堂教学以大课为主,实验开展困难,网络虚拟仿真实验为教学创造了便利性,同时也降低了实验污染物的产生。其次,实施网络虚拟仿真实验为教学时间提供了充足的保障。在现下的高职院校之中,总学时通常情况为400个学时左右,但在教学中具体的实验项目有90个左右,而这些实验项目包括基础操作实验、化学性质实验等,在教学过程中呈现出了严重的学时不足现象,这就影响了正常教学,网络虚拟仿真实验为课堂节约了更多的时间,有助于教学效率提升。最后,网络虚拟仿真实验有助于提升学生学习兴趣。网络虚拟仿真实验是利用计算机网络技术,将实验知识点以及操作要点,编制在相应的计算机软件之中,通过人机对话的方式进行播放,并且可以反复的进行练习操作,实验现象千变万化,并且自带一定的游戏性和趣味性,这样既减少了化学实验污染的危害性,又提升了学生的实验学习兴趣,为此在教学中,教师应注重对网络虚拟仿真实验的实施应用,而这也是对绿色化学概念的一种倡导。

3.总结

综上所述,高职化学实验教学可以有效的培养学生的动手能力和观察能力,继而加深学生的化学原理认知,而将绿色化学理念应用在实验教学过程中,不仅可以提升学生的化学素质,还可以让学生将这种绿色思想带入到工作中。因此,未来的教学中教师要注重对绿色化分析化学实验教学研究。

作者:白都 单位:白银矿冶职业技术学院

参考文献:

[1]朱鹏涛,周青.美国高中化学教材中实验安全教育的特点与启示[J].化学教学,2016(08).

[2]陈静,石晓波.在化学教学中渗透绿色化学理念[J].湛江师范学院学报,2015(03).

[3]杨秀清.绿色化学实验教学的实践与探索[J].新乡师范高等专科学校学报,2015(02).