有關(guān)綠色化學(xué)的知識

【專家解說】：按照美國《綠色化學(xué)》(GreenChemistry)雜志的定義,綠色化學(xué)是指:在制造和應(yīng)用化學(xué)產(chǎn)品時(shí)應(yīng)有效利用(最好可再生)原料,消除廢物和避免使用有毒的和危險(xiǎn)的試劑和溶劑。而今天的綠色化學(xué)是指能夠保護(hù)環(huán)境的化學(xué)技術(shù).它可通過使用自然能源,避免給環(huán)境造成負(fù)擔(dān)、避免排放有害物質(zhì).利用太陽能為目的的光觸媒和氫能源的制造和儲藏技術(shù)的開發(fā),并考慮節(jié)能、節(jié)省資源、減少廢棄物排放量。 綠色化學(xué)又稱“環(huán)境無害化學(xué)”、“環(huán)境友好化學(xué)”、“清潔化學(xué)”，綠色化學(xué)是近十年才產(chǎn)生和發(fā)展起來的，是一個(gè) “新化學(xué)嬰兒”。它涉及有機(jī)合成、催化、生物化學(xué)、分析化學(xué)等學(xué)科,內(nèi)容廣泛。綠色化學(xué)的最大特點(diǎn)是在始端就采用預(yù)防污染的科學(xué)手段,因而過程和終端均為零排放或零污染。世界上很多國家已把“化學(xué)的綠色化”作為新世紀(jì)化學(xué)進(jìn)展的主要方向之一。 1.綠色化學(xué)的核心 利用化學(xué)原理從源頭上減少和消除工業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境的污染。 綠色化學(xué)國際雜志(green chemistry)按照綠色化學(xué)的原則、在理想的化工生產(chǎn)方式是： 反應(yīng)物的原子全部轉(zhuǎn)化為期望的最終產(chǎn)物。 2.綠色化學(xué)的主要特點(diǎn) (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(jìn)行反應(yīng)，以減少向環(huán)境排放廢物； (3)提高原子的利用率，力圖使所有作為原料的原子都被產(chǎn)品所消納，實(shí)現(xiàn)“零排放”； (4)生產(chǎn)出有利于環(huán)境保護(hù)、社區(qū)安全和人體健康的環(huán)境友好的產(chǎn)品。 綠色化學(xué)給化學(xué)家提出了一項(xiàng)新的挑戰(zhàn)，國際上對此很重視。1996年，美國設(shè)立了“綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎(jiǎng)”，以表彰那些在綠色化學(xué)領(lǐng)域中做出杰出成就的企業(yè)和科學(xué)家。綠色化學(xué)將使化學(xué)工業(yè)改變面貌，為子孫后代造福。 3.綠色化學(xué)的12條原則 綠色化學(xué)的研究者們總結(jié)出了綠色化學(xué)的12條原則，這些原則可作為實(shí)驗(yàn)化學(xué)家開發(fā)和評估一條合成路線、一個(gè)生產(chǎn)過程、一個(gè)化合物是不是綠色的指導(dǎo)方針和標(biāo)準(zhǔn)。 ●防止污染優(yōu)于污染形成后處理。 ●設(shè)計(jì)合成方法時(shí)應(yīng)最大限度地使所用的全部材料均轉(zhuǎn)化到最終產(chǎn)品中。 ●盡可能使反應(yīng)中使用和生成的物質(zhì)對人類和環(huán)境無毒或毒性很小。 ●設(shè)計(jì)化學(xué)產(chǎn)品時(shí)應(yīng)盡量保持其功效而降低其毒性。 ●盡量不用輔助劑，需要使用時(shí)應(yīng)采用無毒物質(zhì)。 ●能量使用應(yīng)最小，并應(yīng)考慮其對環(huán)境和經(jīng)濟(jì)的影響，合成方法應(yīng)在常溫、常壓下操作。 ●最大限度地使用可更新原料。 ●盡量避免不必要的衍生步驟。 ●催化試劑優(yōu)于化學(xué)計(jì)量試劑。 ●化學(xué)品應(yīng)設(shè)計(jì)成使用后容易降解為無害物質(zhì)的類型。 ●分析方法應(yīng)能真正實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測，在有害物質(zhì)形成前加以控制。 ●化工生產(chǎn)過程中各種物質(zhì)的選擇與使用，應(yīng)使化學(xué)事故的隱患最小。 4.化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化的五條途徑 （1）開發(fā)綠色實(shí)驗(yàn)。如實(shí)驗(yàn)室用H2O2分解制O2代替KClO3分解法，實(shí)現(xiàn)了原料和反應(yīng)過程的綠色化。 （2）防止實(shí)驗(yàn)過程中尾氣、廢物等環(huán)境的污染，實(shí)驗(yàn)中有危害性氣體產(chǎn)生時(shí)要加強(qiáng)尾氣吸收，對實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物盡可能再利用等。 （3）在保證實(shí)驗(yàn)效果的前提下，盡量減少實(shí)驗(yàn)試劑的用量，使實(shí)驗(yàn)小型化、微型化。 （4）對于危險(xiǎn)或反映條件苛刻，污染嚴(yán)重或儀器、試劑價(jià)格昂貴的實(shí)驗(yàn)，可采用計(jì)算機(jī)模擬化學(xué)實(shí)驗(yàn)或觀看實(shí)驗(yàn)錄像等辦法。 （5）妥善處置實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的廢物，防止環(huán)境污染。 5.原子經(jīng)濟(jì)性 最理想的“原子經(jīng)濟(jì)”是指反應(yīng)物的原子全部轉(zhuǎn)化到期望的最終目標(biāo)產(chǎn)物中，達(dá)到原子利用率為100%。 6.符合“綠色化學(xué)”要求的化學(xué)反應(yīng) 7. 5R理論： 1.減量——Reduction 減量是從省資源少污染角度提出的。減少用量、在保護(hù)產(chǎn)量的情況下如何減少用量，有效途徑之一是提高轉(zhuǎn)化率、減少損失率。減少“三廢”排放量。主要是減少廢氣、廢水及廢棄物（副產(chǎn)物）排放量，必須排放標(biāo)準(zhǔn)以下。 2. 重復(fù)使用——Reuse 重復(fù)使用這是降低成本和減廢的需要。諸如化學(xué)工業(yè)過程中的催化劑、載體等，從一開始就應(yīng)考慮有重復(fù)使用的設(shè)計(jì)。 3. 回收——Recycling 回收主要包括：回收未反應(yīng)的原料、副產(chǎn)物、助溶劑、催化劑、穩(wěn)定劑等非反應(yīng)試劑。 4.再生——Regeneration 再生是變廢為寶，節(jié)省資源、能源，減少污染的有效途徑。它要求化工產(chǎn)品生產(chǎn)在工藝設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮到有關(guān)原材料的再生利用。 5.拒用——Rejection 拒絕使用是杜絕污染的最根本辦法，它是指對一些無法替代，又無法回收、再生和重復(fù)使用的毒副作用、污染作用明顯的原料，拒絕在化學(xué)過程中使用。