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绿色化学反应范文1
一、科学利用替代品促使环境污染率降至最低从而落实绿色实验目的
在高中化学实验中有些反应物具有腐蚀性、复兴以及易燃性,容易对学生以及学生的人身造成伤害,并会对环境带来污染,因此学生可在化学反应过程中探究可以代替污染物的其他物质,从而减少有害物质对环境的污染程度,落实绿色实验学习理念。例如,在化学实验中较常应用到四氯化碳,因该物质具有易挥发特性,会对实验操作者健康带来一定损害,因此可在萃取实验中选取一些对环境以及人身健康影响较小的有机溶剂,不仅可以使学生可以掌握萃取实验方法,而且可以达到绿色实验的目的。
二、启用微型实验学习模式落实绿色实验
所谓“微型实验”学习模式,是指按照科学化学反应实验标准,结合一定比例将化学实验制剂、设备以及相关反应物均降低至最低标准,从而使化学实验在不影响实验成果基础上,落实绿色实验目的。为了使“微型实验”化学学习模式更加高效,可从以下几个方面进行分析:一是学生在落实微型实验前,应反复验证微型实验过程中所使用的化学用品反应质量的科学性,确保好、绿色实验与化学反应正确性不发生冲突;二是学校应结合高中化学学习要求研制并采购一批微型实验用品,将缩小的化学实验用品应用在微型实验中,从而使绿色环保的化学实验反应计量可以得到更好的掌控,避免出现反复实验以及错误操作等消极现象;三是合理控制化学反应时间。由于微型实验采用的反应物数量较小,因此反应时间也应随着缩短,从而保证卡化学反应结果正确性,并使学生观察效率更高。由此可见,在高中化学实验中应用“微型实验”落实绿色实验理念极为可行,因此学生??积极研究相关制度与规范,从而使高中化学实绿色实验理念得以贯彻落实[1]。
三、科学减少化学反应物浓度实现环境保护目的
在进行化学实验过程中反应制剂大多存在一定污染性,作为在化学反应过程中必不可少的原材料,为了使绿色化学实验理念得以落实,在不影响反应结果的前提下,学生可引导学生将实验制剂浓度减低,从而降低化学实验废物排放污染环境的机率,并使绿色化学理念得以贯彻落实。为了使化学反应结果在减少试剂浓度基础上不会发生偏差,学生应反复推算反应结果精准性,并在整个高中阶段化学实验学习领域制定试剂浓度缩减执行标准,从而统一化学实验操作步骤与反应标准,促使学生在系统性的化学实验学习下不会影响学习结果的有效性。例如,高中化学学生在引导学生开展“银镜反应”实验时,应结合客观条件设计科学设计反应步骤与制剂使用量,将通常实验反应中所用到的2%浓度的氨水与银氨溶液降低到1%左右,由于并不会影响实验实验结果,并可以降低氨水与银氨溶液排放对环境的污染程度,因此可采用该方法实现绿色实验目的。再如,石蕊、品红以及酚酞是高中化学中应用较为普遍的指示剂,因具有灵敏的变色反应,所以仅需少量制剂便可达成实验观察目的。基于此,学生可引导学生将反应制剂原有的0.5%--1%计量,缩减到0.1%--0.25%左右,从而达到绿色实验目的,在缩减化学反应溶剂时,不仅可以落实绿色实验目的,而且可以降低学校的化学实验学习投入成本,从而使化学实验学习达到可持续发展目的[2]。
四、高效落实实验步骤且细心观察降低重复实验机率
化学实验学习的目的是为了提高学生对化学的认知与动手实践能力,然而为了落实绿色实验学习理念,并培养学生勤俭节约的精神,我们学生并不能无休止的任由自己反复开展无用实验,应尽量减少反复实验现象,从而在落实学习内容的同时,使学生得以掌握化学实验学习内容,并做到了节约化学实验制剂与设备使用率的目的,从而得以落实绿色化学实验。例如,学生在进行“实验室制取蒸馏水”的掌握时,可先利用“微课”向学生演示化学实验步骤,并借助图片变现形式向学生明确实验过程中应注重的反应重点,从而使学生可以更好的开展化学实验,并在实验过程中有的放矢,达到提高化学实验效率的目的,由于学生动手实践化学实验的过程既高效又顺利,不仅可以提高化学学习质量,而且可以有效落实绿色实验的实验学习理念。此外,学生在微课的引导下,对化学实验自主进行准备、组装、操作以及观察实验结果的过程,还可有效培养学生分析问题、理解问题以及细心观察等能力,有利于培养高中生的综合素质,符合新课改创新学习理念的最终目标[3]。
绿色化学反应范文2
关键词:对比分析;绿色化学;应用研究
对比分析是我们学习和研究的基本方法之一。对比分析教学法是指在教学过程中,将一些有某种联系和区别的教学内容放在一起进行分析比较,找出它们的相同点和不同点,使学员明白一项内容以后很自然地就能联想到另一项内容。通过对比分析可得出结论,易于掌握知识。通过对比分析方法的运用,活跃学员思维,激发学员学习兴趣,使其体悟学习的快乐。现就其具体做法逐一阐述。
1概念对比分析
在绿色化学课程中涉及很多新的概念。通过将学员已经掌握的基本概念与新概念进行对比分析,找出概念的相似和不同,将新旧知识联系起来,能够帮助学员较为迅速地理解和学习掌握。如传统化学与绿色化学、传统发展观与绿色发展观、传统意义GDP与绿色GDP、原子利用率与产率、绿色化学与传统环境保护、非绿色化学品和绿色化学品等对比分析。比较分析的形式可以是多样的,以原子利用率与产率为例,我们通过数学表达式的形式对两者进行比较。原子利用率=(目标产物的质量/各反应物的质量之和)×100%,产率=(目标产物实际产量/目标产物理论产量)×100%。这种比较简洁明了,便于记忆。又如对有的概念我们还可以通过具体的实例进行比较分析,以绿色化学品和非绿色化学品为例,绿色化学品又称环境友好产品,它在使用过程中和使用后不会危害生态环境和人体健康。如ConfirmTM杀虫剂对毛虫有非常好的杀灭作用,而对于各种哺乳动物、水生动物、益虫如蜜蜂、瓢虫、甲虫、蜘蛛等都非常安全。DDT以前曾是应用广泛的杀虫剂。然而,它能在鸟类体内累积,造成蛋壳变薄,使多种鸟类种群显著减少。人们甚至在北极的海豹和南极的企鹅体重也发现了DDT,DDT作为非绿色化学品已被禁止使用。这种通过实例比较分析不仅利于学员准确直观形象地掌握新概念,而且有助于学员树立保护生态意识。
2实施途径对比分析
绿色化学实施途径是多方面的。在绿色化学教学中,对每一种途径都可以分别进行对比分析。例如传统反应原料与可再生资源利用对比分析中己二酸制备,传统反应以不可再生的石化产品苯作为原料反应过程中还用到硝酸;而绿色化学反应用可再生物葡萄糖为原料,不但消除了苯的危害,还避免了由于硝酸使用带来的环境问题。又如传统催化剂与高效无害催化剂分析对比。绿色化学过程应是采用无毒无害的催化剂,它应具有很高的氧化选择性,不产生或很少产生副反应产物,达到尽可能高的原子经济性。其中以异丙苯生产过程为例比较:分别用无水三氯化铝催化剂和分子筛固体酸催化剂的合成工艺反应条件对比分析。在分析过程中,我们采用图表对比分析法,分别从产量、废水、废气、废渣、工艺流程、生产效益等多角度比较。得出分子筛催化剂无毒无腐蚀性、可完全再生,取得显著经济效益和环境效益。
3具体反应路线对比分析
在绿色化学教学中有很多具体合成路线,将这些路线进行对比分析,能够帮助学员迅速学习理解。例如异布洛芬(芬必得主要成分)的合成方法对比:老方法六步,新方法三步。新方法消除了大量的废物,生产能力大得多,在较短的时间和较少的资金投入下,生产效率高得多。在环境效益与低投入获益方面,绿色合成显示出极大的优势。对比分析应用到绿色化学教学反应路线中,提高学员分析解决问题的能力。
4改变反应方式对比分析
在绿色化学教学中,传统反应方式与非传统反应方式之间存在很大的差异。引导学员进行对比分析差异,激发学员创新意识。例如传统付瑞德尔-克拉夫茨反应用苯与卤代烃在无水三氯化铝催化下进行。此反应会产生卤化氢气体、废弃的催化剂固体等。为避免传统付瑞德尔-克拉夫茨反应的副反应产物污染,Kraus等改变反应方式,开发了一种新方法,利用醛和醌的光化学反应合成,消除了污染。光化学反应、电化学反应、微波辐射等非常规方式是借助物理学中光、电、辐射等手段应用于化学反应。对比法应用到绿色化学改变反应方式教学中,能够启发学员移植创新意识。
绿色化学反应范文3
绿色化学即是用化学的技术和方法去减少或消灭那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂和试剂、产物、副产物等的使用和产生。绿色化学的理想在于不再使用有毒、有害的物质,不再产生废物,不再处理废物。它主张在反应过程和化工生产中对环境友好,从根本上也即生产源头上消除污染,符合理想要求的反应就是绿色反应,符合理想要求的化学工业就是绿色化学工业,整个化学就可称之为绿色化学。
一、绿色化学研究的主要内容
绿色化学的研究是围绕化学反应、催化剂、溶剂和产品的绿色化而开展的,如图所示:
原子经济性反应最先由美国Stanford大学的B.M.Trost教授提出,它是绿色化学的核心内容之一。它的特点是:化学反应中所有参加反应的原子都进入产物中,没有“废弃物”。例如:化合反应、加成反应和分子间结构互变或异构化的重排反应都是原子经济性反应。然而,它们毕竟只是众多化学反应中的少数几种,所以在化学反应中纯粹的原子经济性反应是不多见的。(在此需要特别指出的是,在化学实验中,即使是原子经济性反应,也往往会变成非原子经济性反应,因为实验中得到的产物,通常都被当作“废弃物”扔掉。)但是,我们却可以通过“收回重用”的办法,使部分非原子经济性反应变成原子经济性反应。
二、绿色化学的十二条原则
Anastas和Warner两人于1998年提出了“绿色化学的12条原则”,这些原则可作为开发和评估一条合成路线、一个生产过程、一个化合物是不是绿色的标准。
1.防止污染优于污染治理―最好是防止废物的产生而不是产生后再来处理。
2.提高原子经济性―合成方法应设计成能将所有的起始物质嵌并入最终产物中。
3.无害化学合成―反应中使用和生成的物质应对人类健康和环境无毒或毒性很小。
4.设计安全化学品―设计的化学产品应在保持原有功效同时,尽量使其无毒或毒性很小。
5.采用安全的溶剂和助剂―应尽量不使用辅物质(如溶剂、分离试剂等),如果一定要用,也应使用无毒物质。
6.提高能源经济性―能量消耗越小越好,应能为环境和经济方面的考虑所接受。
7.利用可再生资源合成化学品――只要技术上和经济上可行,使用的原材料应是能再生的。
8.减少衍生物―应尽量避免不必要的衍生过程(如基团的保护与去保护,物理与化学过程的临时性修改等)。
9.尽量使用选择性高的催化剂,而不是靠提高反应物的配料比。
10.设计可降解化学品―设计化学产品时,应考虑当该物质完成自己的功能后,不再滞留于环境中,而可降解为无毒的产物。
11.预防污染的现场实时分析―分析方法需要进一步研究开发,使能做到实时、现场监控,以防有害物质的形成。
12.防止生产事故的安全工艺―个化学过程中使用的物质或物质的形态,应考虑尽量减小实验事故的潜在危险,如气体释放、爆炸和着火等。
绿色化学使用化学品的原则是:(1)不用危害品(reject);(2)减少用量(reduce);(3)循环使用(recycle);(4)收回重用(reuse)。简称为4R原则。它的核心是预防污染。
三、绿色化学中重要的概念
以下几个有关的概念,将有助于大家从定性到定量角度更深刻地理解绿色化学。
1.原子经济是由斯坦福大学Barry Trost教授提出来的,它是一个关于有多少反应物转变成最终产物的概念。它的定量表述是:
%原子利用率=期望产物式量×100/(期望产物+废弃产物)式量
由于反应中生成的副产物不易确定,又采用“原子经济百分数”:
%原子经济=被利用的原子总式量×100/使用的所有反应物的总式量
2.绿色化学反应理想的绿色化学反应是参加反应的分子中的原子100%转化成产物,实现“零排放”,充分利用了资源,又不产生污染。
3.绿色产品指产品在使用过程中和使用后不会危害生态环境和人体健康,产品具有合理的使用功能和使用寿命,产品易于回收利用和再生,在自然环境条件下易于降解。
四、绿色化学与环境治理
绿色化学是研究和设计在科研与生产过程中,实现没有或尽可能少的环境负作用,遵循“原子经济性”原则,并在技术上、经济上可行的化学过程。绿色化学与环境治理是属于两个不同层次的概念。环境治理是对已被污染的环境进行治理,使之恢复到被污染前的面目;而绿色化学则是从源头上阻止污染物生成的新策略,即污染预防,如果没有污染物的使用、生成和排放,也就没有环境被污染的问题,所以说防止污染优于污染治理。
绿色化学反应范文4
化学工业推动着人类社会和物质文明的快速发展,也为人类社会作出了重大的贡献,同时伴随而来环境污染问题越来越严重,因此化学工业表现出的“贡献”和“环境污染问题”的两重性对化学工业领域的科研工作者和生产人员提出了挑战。用绿色的化工工艺取代传统的化工工艺是绿色化学工程与工艺所提出的思想,通过在化学工业生产过程中,在无毒、无害的反应条件下去采用无毒、无害的原料来进行反应,同时使整个反应具有高选择性,进而能够最大限度地减少副产物的生成。要达到此目的,必须在化工行业推行清洁生产,实现零排放,把污染消灭在生产过程中。文章针对传统化学工业的发展问题,通过对绿色化学工程与工艺对化学工业节能的促进作用进行探讨,从而在我们国家今后的化学工业生产中环保性和节能性提供参考依据。1绿色化学工业概念绿色化学又称“环境无害化学”“、环境友好化学”“、清洁化学”,绿色化学的最大特点是在始端就采用预防污染的科学手段,因而过程和终端均为零排放或零污染。其研究目的在于寻找充分利用原材料和能源且在各个环节都洁净和无污染的反应途径和工艺。绿色化学工业是把绿色化学的思想引入传统化学工业生产中,并此基础上产生对人类健康、社区安全、生态环境无害的化学工业过程。
2绿色化学工程与工艺的开发
早期人们对化学工业所引起的环境污染常常采用的办法是“末端治理”,开发了多种环境保护手段,如:水处理技术、大气污染防治技术、固体废弃物处理技术和噪声治理技术等,对生态环境的保护作出了重要贡献。但随着人类社会和物质文明的不断发展和进步,环境污染的速度远远快于治理环境污染速度,并且治理环境污染的费用不断增加,而且治标不治本。而绿色化学工程与工艺是用绿色的化工工艺取代传统的化工工艺,采用无毒、无害的原料,在无毒、无害的反应条件下进行,使反应具有高选择性,最大限度地减少副产物的生成。从而在化工行业推行清洁生产,实现零排放,实施绿色化工生产,从污染的源头防止污染的发生。绿色化学工程与工艺在化学工业中具体实施方法主要有以下几种。
2.1原料的绿色化
在化学产品生产中,原料的选择是决定化学生产过程和生产工艺的主要因素之一,绿色化学工程与工艺以无毒无害的原料作为绿色化学工业重点研发目标,选用可再生资源作为绿色化学原料,如生物质资源包括植物、农作物、林产物、海产物(各种海草)和城市废弃物(报纸、天然纤维)采用生物转化法通过一系列的反应转化得到醇、酮、酸类等常见的化工原料,在转化过程中依赖各种微生物在细胞内产生出我们所需要的各种化学品,整个过程清洁无污染,这都是绿色原料应用的典型。
2.2催化剂的绿色化
近几年来,随着化学工业的快速发展,采用合理的化学反应应用在化工生产过程中成为了现代化学工业可持续发展的重要因素之一。在常规的化学反应中都离不开催化剂的使用,正确合理的使用催化剂不仅可以加速反应进程,改善化学反应的选择性和提高转化率,提高产品质量、降低加工成本,而且从根本上减少或消除副产物的产生,减少环境污染,最大限度地利用各种资源,保护生态环境。目前,针对化学反应催化研究已经研发出各种催化剂,例如,在精细化工生产中,已使用安全的固体催化剂分子筛、杂多酸等来替代有害的液体催化剂浓硫酸,从而简化了工艺过程,减少“三废”的排气量。
2.3溶剂和助剂的绿色化
在化学工业生产过程中,无论是化学反应过程,还是化学产品的分离过程,都会使用大量的溶剂或者助剂来克服反应或分离过程中的特殊障碍,但是这些溶剂和助剂都是有毒的,往往会对人类健康和社会环境造成负面影响,所以开发出无毒无害的溶剂和助剂也是绿色化学工业重点研发目标之一。合适的绿色的溶剂和助剂不仅仅能使反应加速进行,也能使反应能耗低、效果更好、选择性更高以及产品更容易分离,更有利于环境保护。例如,现已开发出各种离子液体来应用于化学工业生产过程中的化学反应提供新的反应环境,也应用在化学工业生产过程中的分离过程进行产品与副产物的分离。
2.4能源的绿色化
在化学工业中,从获取的化学原料到发生的化学反应以及反应产物的分离和纯化等各个环节均伴随能量的产生和消耗,而且耗能巨大。然而,在化工生产的化学反应中,若反应是吸热的,则需要在反应开始时加入热量来使反应进行完全;若反应是放热的,则需要冷却以移出热量来控制反应进行。同样在化工过程的分离与纯化中,可通过精馏、萃取、再结晶、超滤等操作来实现,也需要消耗大量能量。所以找到合适的能源也是绿色化学工业重点研发目标。例如,比较清洁的能源有电能、光能、微波以及超声波等能量,其中电能是运用较多的一种,在利用天然、无毒、手性的维生素B12为催化剂的电催化反应中可以实现在温和中性条件下的自由基环氧化。
3绿色化学工程与工艺对化学工业节能减排中的促进作用
近些年来,在国内的化学工业中,绿色化学工程与工艺主要应用在以下几个方面。
3.1清洁生产技术的应用
在化工行业清洁生产包括清洁生产过程、清洁的产品以及清洁的能源等三个方面。而在化学工业节能减排中,主要以清洁生产过程为主。清洁生产过程是指在生产中尽量少用和不用有毒有害的原料,采用少废、无废的新工艺和高效设备,改进常规的产品生产工艺;尽量减少生产过程中的各种危险因素,如高温、高压、易燃、易爆、强噪声、强震动等;采用可靠、简单的生产操作和控制。已有的化学工业中清洁生产技术应用案例为:磷肥工业清洁生产工艺、铬酸酐生产工艺的绿色化改造、环氧丙烷的清洁生产、对苯二甲酸二甲酯氧化尾气的回收利用、二氯苯胺的清洁生产以及苯甲醛的清洁生产工艺等,这些清洁生产技术对化学工业节能减排有促进作用,实现了化学工业的绿色化,对人类健康和生态环境的保护作出了重要的贡献。
3.2与生物技术相结合的应用
在化学工业生产中,绿色化学工程与工艺常常与生物技术相结合,采用生物炼制技术将可再生资源转化化学原料,进而合成出所需要的化学品。通过这种技术得到的化学原料相对于一般的工业原料来讲,反应效果和催化效率较好,反应产生的污染物和废弃物较少,还具有良好的无污染性、高效性、节能性。生物炼制是开拓创新型技术,是生产能源、材料与化工产品的新型工业模式。例如,全作物生物炼制方法以油菜、大豆、甘蔗、玉米等为原料,采用发酵技术,用基因组合方法在有氧条件下生成1,3-丙二醇重要的化工中间体。
3.3环境友好型的化学品的应用
大力发展绿色化学工程与工艺可以使化学工业为我们生产出更符合社会、自然环境可持续发展的环境友好型产品,在生活中有许多具体应用实例。例如,已被联合国列为新一代环保制冷剂含杂原子N、Si的三氟碘甲烷(FIC-1311)来替代传统制冷剂氟利昂,FIC-1311不损耗臭氧层,温室效应可以忽略,对环境破坏作用较小;2005年美国环境保护署已批准的新型熏蒸气体杀虫剂硫酰氟来替代溴甲烷,杀虫效果比溴甲烷好,对坚果和干果气味无影响,同时对臭氧耗损潜能值为零,对大气臭氧层无影响。
4结束语
绿色化学反应范文5
关键词:绿色化学 无机化学 环保
一、论文的研究意义与背景
改革开放以来我国经济社会迅速发展,工业污染也随之加重,大量化学产品的使用既给环境造成了严重的污染,也给人类带来白色垃圾、环境致癌物质、酸雨效应、温室效应等一系列的环境问题。所谓绿色化学,就是指把化学知识以及化学技术和化学方法应用于化学产品以及化学过程中,目的是为了减小或者消除它对人类环境造成的不良影响。首先,笔者认为加强中学生的绿色化学教育是我们国家可持续发展的必要选择。绿色化学概念的提出从源头上预防和消除了环境污染的影响因素,为可持续的发展提供了重要的方法和途径。其次,素质教育的基本要求之一就是要让学生树立绿色化学的意识,培养他们的创新精神和实践能力。最后,绿色化学教育是现代中学化学教学改革的需要,与学生的实际生活密切相连。
二、如何在化学教学中渗透绿色化学教学的理念
1.理论和实验教学内容贯穿绿色化学的概念
如何在化学教学的课堂中贯穿绿色化学的教学方法和理念,是每一个教育者都应该考虑的一个问题。具体来说就是在进行中职化学教学的同时,把绿色化学的知识内容以及相关实验不断地渗透到课堂中去。比如在讲到卤族元素化学性质的同时,以氯气为例,氯气与水反应所产生的次氯酸具有强大的漂白和消毒作用,但是氯气与自来水中的有机物作用会产生一些致癌物质,为了减少有毒化学试剂的使用,美国与日本等发达国家已经用二氧化氯来实现对饮用水的消毒处理。最近几年以来工业废水的随意排放正在污染着人们的身心健康。可以在教学的过程中让学生观察硫酸生产的化学反应以及钢铁熔炼过程中废水是如何产生的,系统地讲解这些工业废水将会对人们的日常生活造成怎样的损害,通过使用哪些绿色化学技术可以降低工业废水的排放。这样将绿色化学教学的理念不断渗透到课堂教学中去。
2.联系生活实际,渗透绿色化学的教学理念
教师要时刻关注国内外有关化学环境污染和环境治理方面的新闻和案例。比如前几年比较流行的“白色污染”,就是使用了大量的聚乙烯塑料袋而产生的。通过这个案例可以让学生首先了解聚乙烯这种物质的危害性,其在燃烧的过程中,会产生大量的黑烟以及会导致温室效应的二氧化碳,另外在这些黑烟里还会有致癌物质二恶英。如果将这些白色垃圾进行掩埋处理,10年时间都不会被分解,反而会对土壤的性能造成严重的损害。为了应对白色污染,2006年国家开始推广可降解的白色聚合物塑料,可向学生具体介绍以淀粉、纤维素等天然可降解的有机聚合物,这些有机聚合物分解以后为二氧化碳和水。另外在讲解废旧电池的处理过程中,为了避免废旧电池所造成的镉污染,可以让学生了解到废旧电池还有大量的金属元素,可以进行回收再利用。
3.重新设计对环境友好的化学反应途径和产品
在化学实验课堂中,对于一些产生有毒化学物质的反应可以采用其他途径的化学反应来实现。比如在制备氧气的化学反应时,次氯酸钾在二氧化锰作为催化剂的条件下会有部分氯气产生,从而造成对环境和人体的污染。我们可以使用一些重金属阳离子与一些单质(木炭、碘粒、铁丝)或者是一些金属氧化物作为催化剂对过氧化氢进行还原,进而产生氧气,而且化学反应的产物对环境并不会造成污染。比如在讲解到一氧化碳还原氧化铜的实验时,由于一氧化碳有剧毒,可以采用氢气来进行氧化铜的还原反应。
随着工业化社会的不断发展,绿色化学的理想就是把传统的污染治理转变成对化学污染的预防,为人类的可持续发展提供一些有益的途径与方法。笔者通过阅读相关参考文献,并结合多年的化学教学实践,对如何在无机化学教学中实现绿色化学教学模式进行了相关研究,在介绍绿色化学概念的基础上,笔者认为可以从以下三个方面实施绿色化学教学:一是,应该把绿色化学的概念贯穿于理论和实验教学中;二是,联系生活实际,渗透绿色化学的教学理念;三是,重新设计对环境友好的化学反应途径和产品。
参考文献:
[1]刘超.谈化学教学中绿色化学教育的渗透[J].泰安师专学报,2002.24(3).
[2]金前英.在化学实验设计和实施中体现绿色化学理念的初步实践[J].化学教学,2003(Z1).
绿色化学反应范文6
超临界流体就是指在某一温度和压力下,处于液体到气体中间状态的流体。它的密度与液体密度相当,而粘度又和气体相似,其扩散的能力在液体和气体之间,大概相当于液体扩散能力的10-100倍。所以它既具有液体的高溶解能力,又能拥有气体的高扩散能力和压缩性。我们就利用超临界流体的这些特性,用于我们的化学生产。像这样的技术我们就把它称为超临界流体技术(SCF)。超临界流体技术一般是控制温度和压力的条件下,或者加入其他物资的情况下改变体系的传质系数、传热系数及化学反应特征的,这能更加高效清洁地进行化学生产,有的在超临界的状态下能节省能耗,所以超临界流体技术也被称为超级绿色化学技术。超临界液体技术(SCF)现在广泛应用到了材料制备中。早在上世纪九十年代该技术就已经开始应用,把二氧化碳制备成超临界的状态,以它为介质来制取特氟龙;还有聚丙烯工艺中也应用了SCF技术,利用丙烷的特点来做稀释剂,该技术也是做PE的升级版。当下,超临界流体技术则更多地应用在了高分子材料,复合材料,不易粉碎的无机物材料,以及提取不太容易溶解在单一超临界液体中的有机物。现在应用的超临界流体技术的方法主要有一下几种:1、快速膨胀法,该方法主要用于固体颗粒状的物质的制备;2、压缩抗溶剂发,主要用于制备微孔、微球类的物质,所以在药物分子及聚合物共沉上应用较多,也较成熟;3、抗溶剂法,通常该方法会应用在制备爆炸性物质和不溶于单一超临界流体的有机物上等。除了以上在制备材料方面的突出贡献,超临界流体技术还在分析化学中大展拳脚。它与色谱技术相结合,能在色谱研究中得到比气象色谱更高效,比液相色谱更精准的超临界流体色谱。更由于它的高效和低成本使得超临界流体技术在石油化工、环境保护还有医药化学等多个领域得到广泛使用。
2绿色化学反应技术的应用
绿色化学指用化学的技术和方法,再结合其他学科的知识来减少或者消除化学对于人类的危害、社会的危害以及环境的危害。从源头的原材料开始,到生产过程中的试剂和介质还有催化剂,到最后的产物及副产物都要求绿色、环保、无毒害,还有就是“原子经济性”的“零排放”。像在绿色无毒原料控制方面,石油化工原料就可以改变成生物原料的。制作尼龙可以不用含苯的石油化工原料,改成生物原料,生物原料的淀粉及纤维素等在酶催化反映下也能形成己二酸,这样一样可以制作尼龙,而且对人体和环境都危害极小。再比如在反应过程中对介质、溶剂等的控制,也要求无毒无害,在有机反应中水就是很好的溶剂,不仅对环境无害还能节省到有机反应中的官能团的保护还有去保护等环节,所以也省工艺省时间了。还有反应中用的绿色催化剂,绿色催化剂能更加正对性,更加高效地参与化学反应,并且得到的副产物少。在有机合成反应中,绿色催化剂的应用显得尤为重要。像不对称合成反应中,催化剂不仅为化学农药和精细化工提供反应需要的中间体,有的还能为反应提供绿色的合成技术。比如酶催化反应、氢酯化反应、还有不对称酮反应等。
3化学工程中的传热研究
化学反应中传热的研究是化学工程的重要内容,因为它严重影响着一个反应的能耗,反应的进程等。在微细尺度传热研究中,由于尺度微细,原有的传热假设及会发生变化,其流动还有传入的规律也会发生变化。目前在纳米、微米、集成电子设备还有微型热管领域中该传热研究交深入,取得了较不错的成果。而我们在改进传热工艺和设备上也做足了研究,为了提高传热效率,我们可以改进设备的性能,使其持续对外传热的能力提高,改变里面的传热材料和工艺的设计来实现传热的效率。然而我们现在投入很多精力的滴状冷凝技术的研究还没能取得很好的成果。由于我们不能在维持物质在滴状的时候冷凝,同时冷凝表面寿命延长,所以目前这个难题还很难突破。还有就是我们在计算沸腾时的传热存在很多弊端,复杂的沸腾状态不适用目前所有的传热计算方式,就研究沸腾传热的计算方法也是一大块难题的,所以就滴状传热技术的研究也将会是我们传热研究领域的一个重要课题,如果该研究获得进展必将改变现在很多的化学生产工艺形式,将会带领化学生产进入一个新的时代。
4结语