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綠色化學化工現(xiàn)狀和發(fā)展論文
1綠色化學化工的基本原則
國際上對綠色化學化工有比較統(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)生廢棄物后再進行凈化處理。其二,進行生產(chǎn)原料最大化利用的產(chǎn)品設計。其三,進行產(chǎn)品設計時,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)濟和技術的前提下,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)生不需要的化學衍生物。其八,選擇更符合化學計量的催化劑。其九,化學產(chǎn)品在使用結束后可以進一步分解成為無毒無害的降解產(chǎn)物。其十,研究并發(fā)展化學化工的生產(chǎn)過程,做到在危險物形成前對其進行檢測和控制。
2綠色化學化工的發(fā)展趨勢
2.1綠色化工產(chǎn)品設計提高綠色化工設計的積極性,在綠色化工產(chǎn)品設計過程中,應遵循以下設計原則,即:全生命周期設計、降低原料和能量消耗設計、再循環(huán)和再使用設計、利用計算機技術設計等。
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,如以石油化學工業(yè)中的低碳烷烴、甲醇和合成氣、廢舊塑料以及生物質等作為原料平臺。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新型反應技術開發(fā)傳統(tǒng)有機合成反應中有毒試劑和溶劑的綠色替代物成為新型技術的發(fā)展方向。另外,反應與相關技術(如生物技術、分離技術、納米技術等)的結合為開發(fā)新型反應路徑提供了發(fā)展空間。
2.4催化劑制備的綠色化和新型催化技術目前的研究大多關注使用新型的催化劑改變原有的化學反應過程,而對催化劑制備時的綠化問題很少關注。因此,對可回收并能反復使用的固體催化劑的研究,即如何在分子水平上構筑活性和選擇性均能達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)性的有機化合物溶劑是目前綠色化學的重要研究方向。此外,目前的研究還關注溶劑的閉環(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新型分離技術對于新型的分離技術普遍關注超臨界流體萃取、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同時又降低成本也將是未來的發(fā)展方向。
2.7計算化學與綠色化學化工相結合為了減少實驗次數(shù)及原料消耗,同時又能精準地選擇底物分子、催化劑、溶劑和反應途徑等,可以借助量子化學計算來實現(xiàn),從而達到綠色化工工藝和技術的目標。此外,還可借助計算機技術,模擬研究原料、反應器設計、經(jīng)濟和商業(yè)模型等,以降低生產(chǎn)成本。本文來自于《黑龍江科學》雜志。黑龍江科學雜志簡介詳見
3結語
在全球經(jīng)濟飛速發(fā)展的今天,生態(tài)環(huán)境的惡化也越來越嚴重,為了保護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,綠色化學化工工作者應積極投入到這一學科中,促進學科的發(fā)展,為保護生態(tài)環(huán)境做出應有的貢獻。
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