綠色化學(xué)的核心是什么？

【專家解說】：其核心是要利用化學(xué)原理從源頭消除污染 化學(xué)工業(yè)能否潔凈地生產(chǎn)化學(xué)品?綠色化學(xué)也就是面對這樣的問題下產(chǎn)生的。其核心是要利用化學(xué)原理從源頭消除污染。綠色化學(xué)是指化學(xué)反應(yīng)和過程以“原子經(jīng)濟(jì)性”為基本原則，即在獲取新物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)中充分利用參與反應(yīng)的每個(gè)原料原子，實(shí)現(xiàn)“零排放”。不僅充分利用資源，而且不產(chǎn)生污染；并采用無毒、無害的溶劑、助劑和催化劑，生產(chǎn)有利于環(huán)境保護(hù)、社區(qū)安全和人身健康的環(huán)境友好產(chǎn)品。綠色化學(xué)化工的目標(biāo)是尋找充分利用原材料和能源，且在各個(gè)環(huán)節(jié)都潔凈和元污染的反應(yīng)途徑和工藝。對生產(chǎn)過程來說，綠色化學(xué)包括：節(jié)約原材料和能源，淘汰有毒原材料，在生產(chǎn)過程排放廢物之前減降廢物的數(shù)量和毒性；對產(chǎn)品來說，綠色化學(xué)旨在減少從原料的加工到產(chǎn)品的最終處置的全周期的不利影響。綠色化學(xué)不僅將為傳統(tǒng)化學(xué)工業(yè)帶來革命性的變化，而且必將推進(jìn)綠色能源工業(yè)及綠色農(nóng)業(yè)的建立與發(fā)展。因此綠色化學(xué)是更高層次的化學(xué)，化學(xué)家不僅要研究化學(xué)品生產(chǎn)的可行性和現(xiàn)實(shí)用途，還要考慮和設(shè)計(jì)符合綠色化學(xué)要求、不產(chǎn)生或減少污染的化學(xué)過程。這是一個(gè)難題，也是化學(xué)家面臨的一項(xiàng)新挑戰(zhàn)。國際上對此很重視，1996年美國設(shè)立了“總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎(jiǎng)”，并首次授予Monsanto公司(變更合成路線獎(jiǎng))，Dow化學(xué)公司(改變?nèi)軇?反應(yīng)條件獎(jiǎng))，Rohm＆Haas公司(設(shè)計(jì)更安全化學(xué)品獎(jiǎng))，Donlar公司(小企業(yè)獎(jiǎng))和Taxas A＆M大學(xué)的M．Holtapple教授(學(xué)術(shù)獎(jiǎng))，以表彰他們在綠色化學(xué)領(lǐng)域中的杰出成就。綠色化學(xué)將使化學(xué)工業(yè)改變面貌，這一趨勢將在21世紀(jì)更加強(qiáng)勁，并將出現(xiàn)嶄新的局面。 我國的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，特別是化工、染料、造紙、皮革等污染較嚴(yán)重的工廠應(yīng)從環(huán)境保護(hù)大局出發(fā)，一方面研究和改革工藝流程，采用符合綠色化學(xué)要求的化學(xué)過程，減少和消除污染；另一面要重視現(xiàn)有的廢物處理，要嚴(yán)格控制排放標(biāo)準(zhǔn)，解決三廢治理問題。做好環(huán)境保護(hù)，為子孫后代造福。這是對人類負(fù)責(zé)和關(guān)心的態(tài)度。 2．綠色化學(xué)的發(fā)展方向 從綠色化學(xué)的目標(biāo)來看有兩方面必須重視：一是開發(fā)以“原子經(jīng)濟(jì)性”為基本原則的新化學(xué)反應(yīng)過程，另一個(gè)是改進(jìn)現(xiàn)有化學(xué)上業(yè)，減少和消除污染。 (1)新的化學(xué)反應(yīng)過程研究 在原子經(jīng)濟(jì)性和可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)上研究合成化學(xué)和催化的基礎(chǔ)問題，即綠色合成和綠色催化問題。如美國Monsanto公司不用劇毒的氫氰酸和氨、甲醛為原料，從無毒無害的二乙醇胺出發(fā)，開發(fā)了催化脫氫安全生產(chǎn)氨基二乙酸鈉的技術(shù)，從而獲得了1996美國總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎(jiǎng)中的變更合成路線獎(jiǎng)。美國Dow化學(xué)公司用CO2代替對生態(tài)環(huán)境有害的氟氯烴作苯乙烯泡沫塑料的發(fā)泡劑，因而得到美國總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎(jiǎng)中的改變?nèi)軇?反應(yīng)條件獎(jiǎng)。在有機(jī)化學(xué)品的生產(chǎn)中，有許多新的化學(xué)流程正在研究開發(fā)。如以新型肽硅分子篩為催化劑，開發(fā)烴類氧化反應(yīng)；用過氧化氫氧化丙烯制環(huán)氧丙烷；用過氧化氫氨氧化環(huán)己酮合成環(huán)己酮肟；用催化劑的晶格氧作烴類選擇性氧化反應(yīng)，如用晶格氧氧化丁烷制順酐，用晶格氧氧化鄰二甲苯制苯酐等，這些新流程的開發(fā)是綠色化學(xué)領(lǐng)域中的新進(jìn)展。 （2）傳統(tǒng)化學(xué)過程的綠色化學(xué)改造 這是一個(gè)很大的開發(fā)領(lǐng)域。如在烯烴的烷基化反應(yīng)生產(chǎn)乙苯和異丙苯生產(chǎn)過程中需要用酸催化反應(yīng)，過去用液體酸HF催化劑，而現(xiàn)在可以用固體酸——分子篩催化合成，井配合固定床烷基化工藝，解決了環(huán)境污染問題。在異氰酸酯的生產(chǎn)過程，過去一直是用劇毒的光氣作為合成原料，而現(xiàn)可用CO2和胺催化合成異氰酸酯，成為環(huán)境友好的化學(xué)工藝。 （3）能源中的綠色化學(xué)問題和潔凈煤化學(xué)技術(shù) 我國現(xiàn)今能源結(jié)構(gòu)中．煤是主要能源。由于煤含流量高和燃燒不完全，造成S02和大量煙塵排出，使大氣污染。我國每年由燃煤排放的SO2達(dá)1600萬t，煙塵達(dá)1300萬t。由SO2而產(chǎn)生的酸雨對生態(tài)環(huán)境的破壞十分嚴(yán)重。因此研究和開發(fā)潔凈煤化學(xué)技術(shù)是當(dāng)務(wù)之急，這方面要重視研究催化燃燒技術(shù)，等離子除硫除塵，生物化學(xué)除硫等新技術(shù)。嚴(yán)格控制排放標(biāo)準(zhǔn)和監(jiān)察大氣的質(zhì)量，這是大氣凈化中的首要任務(wù)。 (4)資源再生和循環(huán)使用技術(shù)研究 自然界的資源有限，因此人類生產(chǎn)的各種化學(xué)品能否回收、再生和循環(huán)使用也是綠色化學(xué)研究的一個(gè)重要領(lǐng)域。世界塑料的年產(chǎn)量已達(dá)l億t，大部分是由石油裂解成乙烯、丙烯，經(jīng)催化聚合而成的。而這l億t中約有5％經(jīng)使用后當(dāng)年就作為廢棄物排放，如包裝袋、地膜、飯盒、汽車?yán)?。我國推廣地膜覆蓋面積達(dá)7000萬畝，塑料用量高達(dá)30萬t?！鞍咨廴尽焙褪唾Y源浪費(fèi)十分嚴(yán)重。西歐各國提出三R原則：首先是降低(reduce)塑料制品的用量，第二是提高塑料的穩(wěn)定性，倡導(dǎo)推行塑料制品特別是塑料包裝袋的再利用(reuse)，第三是重視塑料的再資源化(recycle)。回收廢棄塑料，再生或再生產(chǎn)其他化學(xué)品、燃料油或焚燒發(fā)電供氣等。同時(shí)在礦物資源方面亦有三R原則的問題。開礦提煉和制造金屬材料亦是大量消耗能源和勞動力的工業(yè)，如鋁材現(xiàn)已廣泛用于建材、飛機(jī)和日用品等方面，而純鋁要電解法制備，是一個(gè)大量耗電的工業(yè)，應(yīng)該做好鋁廢棄物的回收和再生技術(shù)研究。 （5）綜合利用的綠色生化工程 如用現(xiàn)代生物技術(shù)進(jìn)行煤的脫硫、微生物造紙以及生物質(zhì)能源等的研究。 綜上所述，綠色化學(xué)是近年來才被人們認(rèn)識和開展研究的一門新興學(xué)科，是實(shí)用背景強(qiáng)、國計(jì)民生急需解決的熱點(diǎn)研究領(lǐng)域。在21世紀(jì)中它必將大展宏圖，為人類可持續(xù)發(fā)展作出貢獻(xiàn)。