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        綠色化學(xué)工藝的開發(fā)與應(yīng)用要點(diǎn)

        發(fā)布時(shí)間:2018-07-02 來源: 感恩親情 點(diǎn)擊:


          [摘 要]20世紀(jì),世界上大多數(shù)國家已經(jīng)進(jìn)入工業(yè)時(shí)代,隨著21世紀(jì)的到來能源問題、環(huán)境問題已經(jīng)十分嚴(yán)重。近年來,世界人口數(shù)量持續(xù)增加,使得人們對能源的需求量進(jìn)一步增加。如今各種生活垃圾、工廠排放廢棄物破壞了我們賴以生存的生活環(huán)境,人與自然之間的矛盾也在不斷的升級,各種自然災(zāi)害持續(xù)發(fā)生。所以人類必須改變現(xiàn)有的工業(yè)生產(chǎn)方式,將化學(xué)工程技術(shù)引入到工業(yè)生產(chǎn)中,不僅可以減少有害化學(xué)物質(zhì)的排放,減少對大自然的危害、保證人類的身體健康,還能減少部分能源的使用,可以說,研究綠色化學(xué)工程技術(shù),對人類生存有著重大的意義。
          [關(guān)鍵詞]綠色化學(xué)工藝;開發(fā);應(yīng)用
          中圖分類號:S365 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1009-914X(2018)24-0286-01
          1 綠色化學(xué)的概念及原則
          1.1 概念
          綠色化學(xué)有多種名稱,如“環(huán)境無害化學(xué)”“環(huán)境友好化學(xué)”“清潔化學(xué)”。這些名稱可以體現(xiàn)出綠色化學(xué)的基本原則為“原子經(jīng)濟(jì)性”,即在化學(xué)反應(yīng)過程以及結(jié)果中沒有有毒物質(zhì)的產(chǎn)生。比較客觀的概念為:在獲得新物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)中每個(gè)參與反應(yīng)的原子都要使用上,實(shí)現(xiàn)“零排放”的目的,使得在整個(gè)化學(xué)反應(yīng)前后都沒有毒害物質(zhì)的參與和產(chǎn)生,達(dá)到真正理想上的綠色無污染。綠色化學(xué)不再是最開始的先污染后治理的思路,而是真正從根本上、從源頭處減少污染的發(fā)生,最大程度的利用了有限的資源,無論從環(huán)境角度還是從經(jīng)濟(jì)角度都符合可持續(xù)發(fā)展的基本要求。
          1.2 綠色化學(xué)的原則
          為了正確評估一條合成路線、一個(gè)生產(chǎn)過程、一個(gè)化合物是不是綠色的,P.T.Anastas和J.C.Waner提出了綠色化學(xué)的原則作為評估的指導(dǎo)方針和標(biāo)準(zhǔn),它反映了目前綠色化學(xué)的研究內(nèi)容,也指明了未來綠色化學(xué)的研究方向,其主要內(nèi)容是:(1)預(yù)防環(huán)境污染;(2)原子經(jīng)濟(jì)性;(3)無害化學(xué)合成;(4)提高能源經(jīng)濟(jì)性;(5)使用可再生原料;(6)減少衍生物;(7)新型催化劑的開發(fā);(8)降解設(shè)計(jì);(9)預(yù)防污染中的實(shí)時(shí)分析;(10)防止意外事故發(fā)生的安全工藝。
          2 綠色化學(xué)工藝的開發(fā)
          2.1 核心化學(xué)開發(fā)
          綠色化學(xué)工藝開發(fā)的直接目的是提升資源利用率,降低化工生產(chǎn)帶來的資源損耗。綠色化學(xué)工藝核心開發(fā)是在傳統(tǒng)化學(xué)產(chǎn)品加工的基礎(chǔ)上,實(shí)行化學(xué)工業(yè)資源的綜合性轉(zhuǎn)換,實(shí)現(xiàn)化學(xué)產(chǎn)品加工零排放。舉例分析,某化學(xué)產(chǎn)品中含有大量的甲烷、乙炔等化學(xué)物品。核心化學(xué)開發(fā)應(yīng)用于化學(xué)產(chǎn)品加工處理過程中,運(yùn)用甲酵碳化制醋酸、乙炔氧化環(huán)氧作為化學(xué)原子中和的主要輔助品,將甲烷乙炔等化學(xué)物品轉(zhuǎn)換為三苯基氧產(chǎn)物,降低甲烷、乙炔中含有的成本元素,實(shí)現(xiàn)化學(xué)產(chǎn)品降解的處理效果。
          2.2 反應(yīng)性化學(xué)開發(fā)
          綠色化學(xué)工藝的開發(fā)也運(yùn)用化學(xué)藥劑基礎(chǔ)反應(yīng)的特征,實(shí)行化學(xué)污染的分解。這一化學(xué)反應(yīng)狀態(tài)能夠降低化學(xué)產(chǎn)品加工處理的實(shí)施難度。例如,氧化制苯時(shí),氧化制苯的容量越大,附著在容器表層的清除難度越大,后期氧化中苯的提取濃度就會也低。為了解決這一問題,提高氧化苯制作過程中純苯分離的效果,可以運(yùn)行烴類化學(xué)物質(zhì)作為氧化物的輔助部分,順利的將化學(xué)生產(chǎn)附著的碳復(fù)合類物質(zhì)集中性分離,實(shí)現(xiàn)有效處理化工產(chǎn)品中遺留化學(xué)元素的問題,從而達(dá)到了綠色化學(xué)產(chǎn)品的高效應(yīng)用。
          2.3 化學(xué)添加物的開發(fā)
          綠色化學(xué)工藝在生活中的開發(fā),在于社會資源開發(fā)時(shí),能夠充分利用化工產(chǎn)品研究新的產(chǎn)品,為社會化學(xué)資源的利用提供了來源保障,當(dāng)前綠色化學(xué)工藝開發(fā)的主要代表包括催化劑和溶劑兩種。(1)綠色化學(xué)開發(fā)的催化劑用于果蔬產(chǎn)品成熟中,實(shí)行綠色化學(xué)產(chǎn)品運(yùn)用,將多重化學(xué)物品突破在果蔬產(chǎn)品上,能夠起到食品輔助成熟的作用。例如:酸堿催化劑,沸石催化劑,酶化合物催化劑等就是綠色化學(xué)催化劑的代表,綠色化學(xué)催化劑往往運(yùn)用化學(xué)中和反應(yīng)原理,在產(chǎn)品發(fā)展的過程中起到助推性作用。同時(shí),這種化學(xué)添加輔助,隨著輔助催化劑應(yīng)用實(shí)踐不斷延長,催化劑的化學(xué)作用也就自然而然的消失了。(2)溶劑性綠色化學(xué)產(chǎn)品的運(yùn)用,主要借助二氧化碳作為其催化的過渡氣體,實(shí)施化學(xué)成分結(jié)合二氧化碳后生成水,使化學(xué)產(chǎn)品損耗后的環(huán)境污染比例效果大大降低。
          3 綠色化學(xué)工藝的應(yīng)用
          對于綠色化學(xué)的推動發(fā)展應(yīng)該從工業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)入手,而其它輔助技術(shù)的推廣也會幫助到綠色化學(xué)工業(yè)的運(yùn)用。
          3.1 生物技術(shù)
          作為現(xiàn)代發(fā)展中高新技術(shù)之一,也被引用到化學(xué)工業(yè)的發(fā)展中來,運(yùn)用細(xì)胞、酶以及微生物技術(shù)可以對新型催化劑的研究起到很大的幫助。自然界中,最高效的催化劑莫過于酶,然而酶又受限于生物活性,無法在惡劣的條件下使用,但是對于生物化學(xué)來講,仍然具有極高的發(fā)展前景。由于是生物質(zhì)作為原料,在生產(chǎn)中對環(huán)境的污染幾乎可以降至零。目前,生物技術(shù)應(yīng)用于綠色化學(xué)工業(yè)也是一個(gè)重要的發(fā)展方向。
          3.2 清潔的生產(chǎn)技術(shù)
          這方面的技術(shù)要求主要是能源生產(chǎn)類型,比如煤的脫硫,和煤的氣化;沼氣的生產(chǎn)和沼氣廢料的再次利用;對于太陽能,風(fēng)能,地?zé)崮,潮汐能的利用,這類型的生產(chǎn)幾乎都是使用清潔的生產(chǎn)技術(shù),對于環(huán)境的污染降至到了最低。
          3.3 處理工業(yè)三廢
          綠色化學(xué)是合理處理工業(yè)三廢的唯一途徑,對于廢氣、廢水、廢渣的直接處理方式都是難以令人滿意的,只有從源頭解決問題,才能實(shí)現(xiàn)真正的一勞永逸。化工業(yè)生產(chǎn)的三廢總和超過了任何一個(gè)行業(yè),如此大量的廢物如果只能在產(chǎn)生后再解決根本得不到想要的結(jié)果,使用綠色化學(xué)工藝從源頭解決三廢的生產(chǎn)才是關(guān)鍵,實(shí)現(xiàn)零排放。
          4 綠色化學(xué)工藝的未來發(fā)展
          綠色化學(xué)工藝有著廣闊的發(fā)展前景,但是當(dāng)前想要說出一個(gè)詳細(xì)的指標(biāo)還是存在著一定的難度。當(dāng)前,人們已經(jīng)注意到綠色化學(xué)工藝,因?yàn)橹挥凶龊镁G色化學(xué)工藝人類資源緊缺的問題才能夠得到有效的解決,人類賴以生存的地球環(huán)境才能變好。可以確定的是在未來的發(fā)展中會有更多無毒無害、高效率的催化劑運(yùn)用到綠色化學(xué)中。并且始終以改善人類生存的環(huán)境為目標(biāo)。在綠色化學(xué)的未來發(fā)展中人們會對相關(guān)的綠色化學(xué)工藝進(jìn)行優(yōu)化升級,并在之后的綠化處理中,采用創(chuàng)新的方式加強(qiáng)對綠色化學(xué)生產(chǎn)的在線檢測與把控。具體落實(shí)到工藝生產(chǎn)的每一個(gè)流程,相互協(xié)調(diào),從而確保進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的材料都是無毒無害,安全的。同時(shí)針對化學(xué)反應(yīng)中可能會出現(xiàn)的一些意外要建立相應(yīng)的處理機(jī)制,并強(qiáng)化對公眾環(huán)境保護(hù)意識的教育。從而在有效的減少工業(yè)污染的同時(shí)也極大的降低了生活垃圾的排放量。綠色化學(xué)工藝的應(yīng)用中主要涉及到以下兩個(gè)方面,分別是化學(xué)清潔技術(shù)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面技術(shù)的應(yīng)用。其中化學(xué)清潔技術(shù)方面主要涉及到一些清潔能源的應(yīng)用,比如說風(fēng)能、清潔煤以及太陽能。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面的應(yīng)用主要是農(nóng)作物在生長的過程中需要通過生物固氮的方式來增加農(nóng)作物生長所需的氮元素。由于氮元素在農(nóng)作物的外部環(huán)境中是以氮?dú)獾男问酱嬖,因此農(nóng)作物沒有辦法直接吸收。傳統(tǒng)上,人們使氮元素固定的方式主要是才通過NH3的形式進(jìn)行生產(chǎn)。在生產(chǎn)的過程中會用到催化劑進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)生成,在這過程中會有雜質(zhì)的生成,從而對環(huán)境的質(zhì)量產(chǎn)生負(fù)面影響。而采用生物固氮的方式卻可以實(shí)現(xiàn)對環(huán)境的保護(hù)作用。
          5 結(jié)語
          綜上可知,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,我國的綠色化學(xué)工藝水平也得到了極大的提高,在一定程度上能夠有效的降低環(huán)境污染的現(xiàn)象。但是想要徹底的實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn),還需要在生產(chǎn)的過程中采用無毒無害的原料以及提高對催化劑使用的重視,從而促進(jìn)綠色化學(xué)工藝的未來朝著更好的方向發(fā)展。
          參考文獻(xiàn)
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