文献检索课程作业

绿色化学

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（XX大学化学化工学院应用化学）

摘要：人类进入21世纪，随着生产和生活结构的改变一个对传统环境的认识和保护的理念——绿色化学应运而生。本文对绿色化学兴起的原因，时下环境存在的问题及绿色化学的应用和发展趋势做出进一步的诠释。绿色化学也将是21世纪的主旋律！

关键词：环境保护；绿色化学；技术；发展趋势

引言

80年代初期,由联合国授权成立的世界环境与发展委员会提出了可持续发展的理论.今天,可持续发展思想已在全世界范围内得到共识,标志着人类文明进入了一个新的阶段,即从工业文明时代向新的环境文明时代的过渡.

今天在化学领域出现了新名词,如环境友好化学、清洁生产、绿色化学、原子经济性等.1995年,美国化学会组织召开了相关学术会议,会议文集以“绿色化学”为书名正式出版[1].

在可持续发展战略指导下,21世纪的化学如何发展,是给化学工作者的一个新课题.渥太华未来观察国际顾问西蒙兹曾说: “ (21)

世纪将很可能是化学的世纪……”绿色化学是化学学科发展的必然选择,是适应人类的需求而逐步形成的,是化学发展的高级阶段.

1 绿色化学的涵义

绿色化学是一门属于国际前沿的新兴交叉学科,它吸收了当代物理、生物、材料、信息等学科的最新理论和技术.

绿色化学以绿色意识为指导,把化学知识、化学技术和化学方法应用于所有的化学品与化学过程,以减少直到消除对人类健康和对环境有害的反应原料的使用、反应过程的利用、反应产物的生产和使用、反应溶剂的使用,尽可能不生成副产物,更加充分地利用资源,以适应可持续发展的需要.它是一门从源头上、根本上减少或消除对环境污染的学科.绿色化学的目标是研究和寻找能充分利用的无毒无害原材料,最大限度地节约能源,在各环节都实现净化和无污染的反应途径的工艺.

因此,从环保角度看,绿色化学的着眼点在于不再使用有毒有害原料,不再产生废物,从源头上消除污染,不再需要废物处理技术;从经济观点看,绿色化学要求合理利用资源,尽量节约能源,降低生产成本,实现可持续发展;从科学观点看,绿色化学是对传统化学的挑战,是传统化学思维方式的更新和发展.

2 绿色化学的起源与发展概况

2. 1 国外绿色化学的起源与发展概况

1984年美国环保局(EPA)提出“废物最小化”,基本思想是通过减少产生废物收利用废物以达到废物最少,这是绿色化学的最初思想。但废物最小化有一定的局限性,因为它主要是一个与有害废物有关的术语,包括废物的回收利用,而未能将注意力集中在生产过程上。

因而, 1989年美国环保局又提出了“污染预防”的概念,污染预防是指最大限度地减少生产场地产生的废物,它包括减少使用有害物质和更有效地利用资源,并以此来保护自然资源。至此,绿色化学的思想初步形成。1990年美联邦政府通过了“防止污染行动”的法令,将污染的防止确立为国策,该法案条文中第一次出现了“绿色化学”一词,其定义为采用最少的资源和能源消耗,并产生最小排放的工艺过程。1992年美国环保局又发布了“污染预防战略”。这些活动推动了绿色化学在美国的迅速兴起和发展,并引起全世界的极大关注。在这一年,在巴西里约热内卢召开了联合国环境与发展大会(UNCED),后被称为“绿色国际会议”。大会通过了《21世纪议程》,正式奠定了全球发展的最新战略——可持续发展。从此,人类将从工业文明的发展模式转向生态文明的发展模式。绿色化学也在这一大背景下产生并逐渐成为可持续发展理论的重要内容[2]。

2. 2 国内绿色化学的起源与发展概况

面对国际上兴起的绿色化学与清洁生产技术浪潮,我国有关部门和机构也开展了相应的行动。1995年中国科学院化学部组织的“绿色化学与技术——推进化工生产可持续发展的途径”院士咨询活动,结合国内情况,提出了发展绿色化学与技术、消灭和减少环境污染源的7条建议。1997年由国家自然科学基金委和中国石油化工总公司联合资助的“九五”重大基础研究项目“环境友好石油化工催化化学与化学反应工程”正式启动,同年,为迎接新世纪挑战的需要而制定的《国家重点基础研究发展规划》,亦将绿色化学的基础研究项目作为支持的重要方向之一。中国科技大学和四川联合大学先后建立了绿色

化学与技术的研究中心,并相继于1998年和1999年分别在我国合肥、成都举办了国际绿色化学高级研讨会。此外,我国已成立了两家专门致力于绿色化学与技术的研究中心,召开了5次专题研讨会,许多高校开设了绿色化学课程,《绿色化学与化工》和《绿色化学导论》已经出版。这些活动推动了我国绿色化学的迅速发展[2]。

3 绿色化学技术

绿色化学是对传统化学进行创新性改革,是站在环境的高度,联系环境系统物流运动的闭路循环结构,提出了环境友好化学。在绿色化学基础上发展起来的绿色化学技术主要有以下几个方面。

3.1 生物技术

生物技术主要包括基因工程、细胞工程、酶工程和微生物工程,它的最大特点在于能充分利用生物质资源,节约能源,易于实现清洁生产,而且可以实现一般化工技术难以实现的化工过程[3]。

3.2 催化技术

催化剂是化学工艺的基础,是使许多化学反应实现工业应用的关键,目前大多数化工产品的生产均采用了催化反应技术。如酶催化与纳米催化技术就是其中1例。酶催化效率比一般的化学催化剂高106~1013倍;酶反应条件温和,控制容易,副反应少,环境污染小。由于纳米材料具有不同常规的性能,因而纳米催化剂的催化活性和选择性都大大优于常规催化剂。光催化氧化法设备简单,操作条件易控制,氧化能力强,无二次污染,在各种生物难降解有机废水、综合废水的处理等方面有广泛的应用前景[4,5]。

3.3 膜技术

膜技术通常包括膜分离技术和膜催化技术。膜分离技术包含微滤(MF)、超滤(UF)、渗析(D)、电渗析(ED)、纳滤(NF)和反渗透(RO)、渗透蒸发(PV)、液膜(LM)等。其中,RO、NF技术尤为引人注目。膜分离技术具有成本低、能耗少、效率高、无污染、可回收有用物质等优点;膜催化反应可以“超平衡”地进行,提高反应的选择性和原料的转化率,节省资源,减少污染[6]。

3.4 高级氧化技术(AOPs)

AOPs主要包括O3/UV(紫外线)法、UV固相催化剂法、H2O2/Fe2+法、O3/H2O2法等。其原理是反应中产生氧化能力极强的·OH,·OH 能够无选择性地氧化水中的有机污染物,使之完全矿化为CO2和H2O[7]。

3.5 等离子体技术

等离子体由最清洁的高能粒子组成,不会造成环境污染,对生态系统无不良影响,加上等离子体反应迅速,反应完全,使原料的转化率大大提高,有可能实现原子经济反应,因此,副反应很少,可实现零排放,做到清洁生产。

4 绿色化学的发展趋势

4.1 新的化学反应

绿色化学总结起来,可以归到一点,也就是要发展新的反应。从化学的发展史可以看到,过去新的反应的出现,较多地是由化学家在实验室中偶然发现的。但随着对化学反应本质的理解,尤其分子识别概念的引入,也即进一步综合考虑反应分子的各种作用力所起到的作用,