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綠色化學(xué)化工現(xiàn)狀和發(fā)展論文
1綠色化學(xué)化工的基本原則
國際上對綠色化學(xué)化工有比較統(tǒng)一的原則,主要包括以下幾方面:其一,在生產(chǎn)源頭上防止廢棄物的產(chǎn)生,而不是產(chǎn)生廢棄物后再進(jìn)行凈化處理。其二,進(jìn)行生產(chǎn)原料最大化利用的產(chǎn)品設(shè)計。其三,進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計時,考慮生產(chǎn)效率,并減少生產(chǎn)原料和產(chǎn)品的毒性。其四,對于析出劑和溶劑等輔助產(chǎn)品,要盡量少用或不用,或盡量使用無害產(chǎn)品[2]。其五,盡量降低能量在生產(chǎn)過程中的損耗和其對環(huán)境的影響。其六,在考慮經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的前提下,盡量選擇可回收的加工材料作生產(chǎn)原料。其七,盡量避免在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生不需要的化學(xué)衍生物。其八,選擇更符合化學(xué)計量的催化劑。其九,化學(xué)產(chǎn)品在使用結(jié)束后可以進(jìn)一步分解成為無毒無害的降解產(chǎn)物。其十,研究并發(fā)展化學(xué)化工的生產(chǎn)過程,做到在危險物形成前對其進(jìn)行檢測和控制。
2綠色化學(xué)化工的發(fā)展趨勢
2.1綠色化工產(chǎn)品設(shè)計提高綠色化工設(shè)計的積極性,在綠色化工產(chǎn)品設(shè)計過程中,應(yīng)遵循以下設(shè)計原則,即:全生命周期設(shè)計、降低原料和能量消耗設(shè)計、再循環(huán)和再使用設(shè)計、利用計算機(jī)技術(shù)設(shè)計等。
2.2綠色化原料及新型原料平臺基于本研究所述原材料選擇的原則,一些新型的原料平臺在化工生產(chǎn)中越來越受到矚目,如以石油化學(xué)工業(yè)中的低碳烷烴、甲醇和合成氣、廢舊塑料以及生物質(zhì)等作為原料平臺。此外,對于傳統(tǒng)原料合成中有毒、有害、有刺激的原料的綠色化工藝也得到了廣泛的研究。
2.3新型反應(yīng)技術(shù)開發(fā)傳統(tǒng)有機(jī)合成反應(yīng)中有毒試劑和溶劑的綠色替代物成為新型技術(shù)的發(fā)展方向。另外,反應(yīng)與相關(guān)技術(shù)(如生物技術(shù)、分離技術(shù)、納米技術(shù)等)的結(jié)合為開發(fā)新型反應(yīng)路徑提供了發(fā)展空間。
2.4催化劑制備的綠色化和新型催化技術(shù)目前的研究大多關(guān)注使用新型的催化劑改變原有的化學(xué)反應(yīng)過程,而對催化劑制備時的綠化問題很少關(guān)注。因此,對可回收并能反復(fù)使用的固體催化劑的研究,即如何在分子水平上構(gòu)筑活性和選擇性均能達(dá)到高水平的固體催化劑的研究成為今后發(fā)展的重要課題。此外,酶催化劑和仿生催化劑等的研究也成為未來的發(fā)展方向。
2.5溶劑的綠色化及綠色溶劑利用無毒無害的溶劑來代替揮發(fā)性的有機(jī)化合物溶劑是目前綠色化學(xué)的重要研究方向。此外,目前的研究還關(guān)注溶劑的閉環(huán)循環(huán)、以水做溶劑或無溶劑系統(tǒng)的開發(fā)等方面。
2.6新型分離技術(shù)對于新型的分離技術(shù)普遍關(guān)注超臨界流體萃取、分子蒸餾、生物分子和大分子的分離等方面,如何采用新型的分離技術(shù)同時又降低成本也將是未來的發(fā)展方向。
2.7計算化學(xué)與綠色化學(xué)化工相結(jié)合為了減少實驗次數(shù)及原料消耗,同時又能精準(zhǔn)地選擇底物分子、催化劑、溶劑和反應(yīng)途徑等,可以借助量子化學(xué)計算來實現(xiàn),從而達(dá)到綠色化工工藝和技術(shù)的目標(biāo)。此外,還可借助計算機(jī)技術(shù),模擬研究原料、反應(yīng)器設(shè)計、經(jīng)濟(jì)和商業(yè)模型等,以降低生產(chǎn)成本。本文來自于《黑龍江科學(xué)》雜志。黑龍江科學(xué)雜志簡介詳見
3結(jié)語
在全球經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的今天,生態(tài)環(huán)境的惡化也越來越嚴(yán)重,為了保護(hù)人類賴以生存的家園,世界各國都將開發(fā)新能源和可持續(xù)發(fā)展作為發(fā)展的重點。綠色化學(xué)化工的出現(xiàn)緩解了化工對環(huán)境污染的問題,但是由于綠色化學(xué)化工的發(fā)展歷史還很短,發(fā)展的速度又非�？�,所涉及的范圍也很廣泛,因此,本研究論述的并不全面,綠色化學(xué)化工工作者應(yīng)積極投入到這一學(xué)科中,促進(jìn)學(xué)科的發(fā)展,為保護(hù)生態(tài)環(huán)境做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
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