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绿色化学的意义

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绿色化学的意义

绿色化学的意义范文第1篇

关键词: 绿色化学 环境 中学教学

1.绿色化学的提出及意义

20世纪以来人类创造了高度的物质文明,但是大量化学品的生产和应用,也给生态环境带来了严重的创伤,人口的急剧增长、资源的巨大消耗等问题使人们不得不重新认识和寻找有利于生存和可持续发展的道路,也使人们开始追求人与自然的和谐,绿色意识就在这中背景下产生和发展起来的,从某种意义上说,绿色意识已成为衡量一个国家文明程度的重要指标。如今“绿色化学” 已成为”人类与自然和谐发展”等可持续发展战略的重要组成部分,其核心原则是预防污染[即4R原则;不用危害品(reject)、减少用量(reduce)、循环使用( recycle)、收回重复( reuse)]简而言之,它是一门从源头上阻止污染的化学它最最终目标是实现零排放。

2.充分利用教材,在课堂上渗透绿色化学知识。

现行的中学化学教材十分重视有关的环境化学知识。如在硫酸工业制法的教学中,在讲二氧化硫尾气的污染时,让学生先看酸雨的危害录像,就可使学生充分意识到回收二氧化硫对保护环境的作用和意义。又如在讲氯气的性质和用途时,在肯定氯气作为漂白剂和消毒剂产生巨大效益的同时,还介绍用氯气作为自来水消毒剂与水中的有机物作用产生有致癌作用的有机衍生物。而欧美发达国家已采用二氧化氯来处理饮用水。在造纸工业中过氧化氢、臭氧等绿色氧化剂将逐渐取代氯气。再如,讲水时与水的污染现状相联系,讲大气与空气相联系,这样,将化学课堂知识与鲜活的社会生活联系起来,不但提高了学生的绿色化学意识,而且增强了他们的环境保护的使命感。介绍社会热点,可促进学生自身生命意识的提高。沙尘暴、酸雨等自然灾害的形成与化学有关,但是化学也能够提供有力资助并解决这些难题。前一阶段出现了劣质奶粉、劣质大米、炒货使用工业食盐等一系列危害国计民生的恶性事件。这都需要有志于化学教育的工作者及有志于绿色化学发展的学生为此作出贡献。此外,教师还应介绍环保知识,并积极践行[4]。

3.在实验教学中贯穿绿色化学观点。

化学是以实验为基础的学科,用绿色化学的新理念对化学实验进行改革,已逐步成为化学工作者的共识。在化学实验中反应物的用量与环境污染的程度往往有着直接的关系,因此在化学实验中要注意节约药品,要以最少量的反应物取得最好的实验效果,这就要求我们在进行课堂演示实验或学生实验时对化学装置的装配、药品用量与反应现象的关系进行研究,寻找出最佳的反应方案,既能满足教学要求,又能节约药品、减少污染。

(1)选择对环境影响尽可能小的反应物,淘汰或改进对健康危害较大的实验。

(2)精心设计,最大限度节约试剂用量,最终实现小量化和微型化。

(3)通过实验试剂和产物的循环使用,努力降低实验的排放量,最终实现零排放。

(4)改进和设计实验“尾处理”装置,对化学实验产物进行无害化处理,最终实现化学实验系列化、系统化。

(5)用密封的成品仪器代替有毒试验避免有害物质的散逸。

4.针对性选择试题,运用绿色观念解决实际问题。

(1)结合原子利用率选择试题对学生进行绿色化学教育。

原子利用率是指化学反应中目标产物的摩尔质量与化学反应式中按计量所得物质的摩尔质量之和的比值。理想的原子利用率是100%,即参加化学反应的所有原子都转化到目标产物中,因为在化学反应中,参加反应的分子所发生的变化,只有原子的重新组合。按照绿色化学的要求,所有化学反应必须是最大限度利用原料,最大限度减少废物排放。所以在教学中,教师应结合有关物质的性质,引导学生尽量通过多种途径去设计合成路线。在制备相同量的目标产物时,选出反应物用量、副产物、步骤都最少,污染又最小的合成路线。这就是原子利用率最高的反应途径。

(2)结合环境因子选择试题,对学生进行绿色化学教育。

环境因子可定义为废物的质量与产品质量的比值。其中废物指产品以外的所有其他物质,而不考虑它是否可以分离后再利用。可以看出,废物越少,其环境因子的值就越小,对环境保护越有利。在化学教学中,教师应有意识地选择与环境因子有关的试题,通过分析解题过程,对学生进行绿色化学教育。

(3)结合日常生活选择试题,对学生进行绿色化学教育。

化学对人类作出了巨大贡献。人类生活的各个方面,从简单的衣、食、住、行的生活必需品到汽车、电视、洗衣机等奢侈品,无不同化学有关。可以说化学改变了人类的生活方式。但使用这些合成化学物质时也对人类健康及生活环境造成了负面影响。因此在化学教学中,教师应该选择这方面的试题,对学生进行绿色化学教育,同时也可提高生活质量。

5.在实践活动中进行绿色化学教育。

(1)建立绿色实验小组。

教学资源较好的学校可组织有兴趣的学生进行微型实验操作,做无害化研究、环保化学试验,进行绿色科技活动,收集有关绿色化学的资料。这样,既可强化学生的绿色化学意识,又可培养学生的动手能力。

(2)化学工作者开设绿色化学实验系列讲座。

教师应使学生了解绿色化学的起源发展以及生活、生产中的绿色化学知识,也可在校园画廊中展出绿色化学科普专辑,举办环保知识竞赛。有条件的学校可开办绿色化学网站,普及绿色化学知识。除此以外,化学老师也可以利用现代化的电化教学手段(投影、幻灯、录像、光盘、网络等),更直观、更形象地体现绿色化学内容,这样易于被学生所接受,可以取得更好的教学效果。

在中学化学教学中进行绿色化学意识渗透是一种必然。教育工作者要根据中学化学教学实际,从课堂教学,实验,实践等方面对学生进行绿色化学知识教育,培养和增强学生的“绿色化学”和“环保”意识,使人类和自然和谐地相处。

参考文献:

[1]邓育红.绿色化学课程――化学教学新理念[J].中学化学教学参考,2002,(2):21.

[2]薛慰灵.绿色化学――对环境更友善的化学[J].化学教育,1997,(9).

[3]王学松.中学化学实验绿色化设计研究 [J].化学教育,1999,(11).

绿色化学的意义范文第2篇

关键词:绿色化学 医用基础化学 多媒体教学 教学改革

绿色化学又称环境无害化学。它的核心内涵是在反应过程和化工生产中,尽量减少或彻底消除使用和产生对人类健康、社区安全、生态环境有害的物质。

化学教育尤其大学化学教育是为经济建设服务的。医学类职业是与人类生死、健康休戚相关的事业,保障人类健康离不开药物,药物合成又离不开化学,而化学工业的发展又在很大程度上直接影响了人类的健康。如何在这三者之间构建和谐,绿色化学是唯一出路。绿色化学不应是一门独立学科,而应是一种指导思想,是人们应该倾力追求的目标[1]。作为大学化学教师,我们首先应该结合实际情况,将绿色化学教育渗透到教学工作中去,通过广泛的宣传教育,让学生树立起绿色化学意识,培养出具有绿色化学意识的一代新人[2]。绿色化学成为医用基础化学教育的一个重要组成部分,给改革课堂教学、培养学生的创新精神和创新能力提供了良好的契机。

1.提高自身实施绿色化学教育的能力和专业水平。

绿色化学是化学科学与物理、生物、材料及信息等科学结合的产物,是化学科学的发展与进步。因此教学人员不但需要具备化学基础知识、理论和技能,还要系统地学习关于绿色化学的理论知识,了解有关绿色化学技术的最新研究成果和发展方向,掌握相关学科的知识。

2.改革实验方式,避免实验污染物产生。

化学实验中总有气体、液体或固体产物的生成,或多或少地会产生有害或有毒的实验废弃物。笔者所在的安徽三联学院医用基础化学课程针对的是文理兼收的医药营销专业学生,他们毕业后从事药物开发、合成的可能性很小,进行化学实验实际意义不大,因此在实际教学中取消了实验操作环节。对于个别必要的实验,借助网络,利用录像、多媒体课件、Flas、计算机虚拟实验等现代教育技术手段进行演示,避免了化学污染物的产生。

3.针对职业需要,整合医用基础化学知识结构,添加绿色化学教学内容,激发学生的学习兴趣。

笔者选用了张法浩主编的《医用基础化学》,该教材包含了无机、分析及有机化学的内容。随着教学改革的深入,根据专业的特点及教育部对高职学生理论知识“够用为度”的原则,我院该课程总学时只有72节,比过去减少了二分之一,这就要求教师在教学思想、教学内容以及教学方法等方面做出调整,以适应新世纪人才培养目标的需要[3]。要更多地将医药营销工作中实际需要的知识融入教学过程,摒弃那些不重要又晦涩难懂的知识,使医用基础化学真正成为理论的基石。现行教材内容与职业缺乏紧密联系,忽视了与实际的联系,学生学习缺乏主动性和积极性。因此,笔者对课程进行了重新整合,删减和压缩了教材中电解质溶液、酸碱滴定法、配位化合物、分光光度分析法、分子轨道理论等章节内容。将压缩的理论和实验课时用以补充绿色化学内容[4][5],多元化、多层次、多角度地向学生揭示、展现绿色化学与基础化学的紧密联系。对晦涩难懂的内容以教师精讲为主;常识性的内容由学生讲解;与生活息息相关相关的内容设计题目,让学生发表见解、分组讨论或辩论,然后由教师进行总结。这样既突出了重点、难点,又培养了学生自学的能力,提高了学习兴趣。

4.学生应用化学知识、原理,结合绿色化学,撰写科技小论文。

作业是课程教学的一个重要环节,是课堂教学的继续和延伸。除了布置教材习题外,为让学生更深入更主动地将绿色化学的理念渗透到传统化学学习中,在课程结束前,笔者布置学生选择与“可持续发展”有关的选题,通过探究和调查,查找相关文献、资料,并对其进行分析、解释、评价、调查、讨论、研究,写出科技小论文。从对连续三届学生提交的论文情况看,由于平时的教学中始终贯穿了“绿色”这个与人类健康密切相关的主题,学生兴趣浓厚、选题广泛、立意明确,从问题的提出到问题的解决,学生始终是决策者、行动者。学生从可持续发展的高度去关心环境及环境问题,更深刻地理解了人与自然、人与社会、人与人之间的相互依存关系,认识到他们的态度、行为和决定将对现在和未来的全球环境、整个社会产生影响,激发了学生的忧患意识和社会责任感。

5.改革教学方式及成绩评定方式。

随着现代教育技术的普及,多媒体教学也得到了越来越广泛的应用。五年的教学中,笔者经历了传统教学――传统教学+多媒体教学――多媒体教学这一教学手段改革过程。实践证明,利用多媒体教学,无论信息量还是教学效果都得到了极大的提升。

完整的教学过程应该包括成绩的评定,考试方法的创新是教学改革不可缺少的环节。从2005级开始,课程成绩的评定项目包括:平时成绩20分,科技论文40分,理论考试40分。前两项是基本体现学生综合素质的考核,占总分60%,比重超过了理论知识的考核,既有利于调动学生提高自身素质的积极性,又促进了教改的不断推进和完善。

笔者经过几年尝试性地将绿色化学融入到医用基础化学的教学探索,逐渐实现了“教师为主导,学生为主体”的教学理念,激发了学生学习的主动性。教学中及时渗透绿色化学方面的知识,适当地加深和思维拓展,使学生在潜移默化中受到绿色化学教育,成为有绿色化学理念的新一代高职大学生,是时代的要求,是素质教育的要求。

参考文献:

[1]马莉,冉呜.绿色化学的提出与发展.成都教育学院学报,2005,9,(6).

[2]何树华,田开江.大学化学专业应加强绿色化学教育.涪陵师范学院学报,2000,18,(5)

[3]乔秀文,杜志坚,李洪玲,曾宪佳.医用基础化学教学改革探讨.农垦医学,2004,II(1):47

绿色化学的意义范文第3篇

[关键词]基础化学实验 绿色化学 环境保护 循环发展 回收利用

[中图分类号] G642.432 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2013)09-0050-02

化学作为一门基础性科学,与人类的生活息息相关。人们的生活离不开化学,而化学的基础是实验,因此,实验在化学教学中占有相当重要的地位。基础化学实验是大学化学实验课的基础,实验内容丰富,项目多,开设实验的学生也多,从而导致实验中使用的化学试剂种类多、耗费量大,部分试剂毒性大,使每个化学实验室几乎都成为一个小型污染源。这种“聚沙成塔”式的污染不容忽视。因此,减少基础化学实验中有毒试剂的用量及实验中“三废”的处理已成为一个亟需解决的问题。加快推进基础化学实验教学绿色化改革是解决此问题的根本途径[1]。

一、基础化学实验绿色化措施

(一)实验操作规范化

基本操作的正确和规范,是进行基础化学实验的前提和基础,也是从源头减少污染物产生的根本保证。实验中,应避免操作错误而造成的重复实验,正确把握试剂的用量、取用方法,避免违规操作而造成的试剂损失;纠正学生对于试剂取用“多多益善”的错误认识,减少试剂的浪费和对环境的污染。因此,规范化的实验操作,良好实验习惯的养成是非常重要的。总之,实验中应使学生做到基本操作正确规范,避免操作错误,减少不必要的浪费,从操作上实现基础化学实验的绿色化。

(二)推进实验设计绿色化

Anastas和Warner曾提出绿色化学12条原则[2],可作为设计绿色化学实验的指导和方针。其中优化实验的内容、方式,以及实验装置的改进为基础化学实验的绿色化设计指明了方向。如SO2和H2S气体反应的实验,改进实验后取饱和Na2SO3溶液与饱和Na2S溶液各3mL于同一试管中,滴加入0.1mol / L的盐酸,有黄色烟雾产生,并在试管壁上有黄色粉末附着,观察到的现象比直接混合气体的现象还明显,同时还减少了SO2和H2S气体的污染[3]。现有的许多基础化学实验装置在实验过程中不但不易控制试剂用量而且不利于观察实验现象。因此,改进实验装置,消除环境污染,真正做到实验绿色化是当今基础化学实验亟待解决的问题。

(三)发展循环实验

所谓循环实验,就是通过重新调整实验顺序,串联合并原来在教材中彼此独立的几个实验,构成一个连续有机的整体,即下一个实验反应所需的反应物使用的是上一个实验的生成产物,它可以是一个大实验中若干个相关实验的组合,也可以是几个不同主题实验的串联。这样,实现了实验有毒物质或废弃物的有效循环利用,既节省了药品,又减少了污染。例如,教材中的铜与浓硝酸的反应,产生有毒气体NO和NO2,对环境污染严重,产生的Cu(NO3)2如不合理利用也会造成浪费。为此,可将其设计成循环反应,将生成的Cu(NO3)2通过强碱溶液溶解、过滤、加热后重新得到铜,将生成的气体通入强碱溶液处理后经酸化得到硝酸溶液。这样,不但解决了污染问题和试剂浪费的问题,而且还对单质及相应化合物的性质进行了巩固和验证[4]。

(四)实施实验产物回收利用

当前的基础化学实验中,往往存在学生观察到有关的数据和现象后,就直接弃置或排放实验产物,造成环境污染的问题。因此,应严格要求学生统一回收反应后的生成物,然后根据回收物的化学特性,统一处理,或再次使用。例如,在做物质的制备实验时,可以将学生制得的产品收集起来经处理后,再度利用于其他实验中。如硫酸亚铁铵的制备,实验产物是硫酸亚铁铵。如果将其废弃,不仅会污染环境,而且还会浪费试剂。实际教学中,应先开设硫酸亚铁铵的制备实验,并将其实验产物回收保存,然后用于其他实验。如在物质氧化还原性质验证的相关实验中,可做Fe2+的来源。银镜反应后用硝酸洗涤试管得到的硝酸银可再用于卤素离子的鉴定及卤化银溶解性的探究实验;用于碘萃取的四氯化碳得到的大量碘―四氯化碳溶液,可以加入硫代硫酸钠使大量的四氯化碳被回收。通过以上方法,尽量做到化学试剂利用的最大化,减少环境污染和试剂浪费。

(五)加强“三废”的处理

多年来, 基础化学实验室的“三废”处理没有一个系统的指导方法。一般的基础化学实验教材只有关于“实验室安全知识”“实验规则”等方面的要求, 仅少量教材中有关于“实验室三废处理”和“实验室废液处理的一般指导原则”。而其他基础化学实验参考文献,对产生的含有毒性的废液,都只是指导性地采取集中收集、碱液处理、定点深埋的原则。而在实际操作中, 由于各种因素的制约,以及基础化学实验室产生的废液的量也不大, 每一次产生的时间短, 因此对废液都是采取用大量自来水冲稀或直接排放的处理方法。而对产生的少量实验室废渣, 都作为普通垃圾来处理[5]。再加上少数师生的环保意识和责任意识不强,对化学废液的识别、分类以及处理方法等相关知识缺乏全面而系统的了解,对实验室废液采取放任自流态度。有部分学生甚至将实验室的废液直接倒入下水道,而这些实验废液大多沿下水道进入城市污水管网或直接排入到江河湖海或渗入地下;另外,对于 固体废弃物则不加以处理随便弃置在垃圾堆里,直接污染着环境,严重损害人体健康。长此以往,污染物的累积必将对环境造成严重污染。因此,实验室废物的处理应优先考虑废物的资源化。

(六)发展多媒体模拟实验

绿色化学作为一门从源头上阻止污染的化学,其目标和任务不是被动地治理环境污染,而是主动地防止化学污染。对于一些高风险、高成本、高毒性、会造成环境严重污染和难控制的实验,可以在计算机上运用仿真模拟技术模拟整个反应过程,实现实验“零排放”“零污染”。 如对基础化学实验中一些元素化合物的性质实验实施模拟,由于这类实验存在实验时间较长,试剂使用种类较多且较大毒性的污染物多,污染物组成比较复杂、对环境污染比较严重,试剂回收后处理困难等问题,不仅对人体健康危害严重,而且对生态环境具有极大的破坏力。如p区、ds区、过渡系元素及化合物的性质检验就用到近100种试剂和药品[6],其中含有重金属离子镉离子、银离子,铅汞盐、砷化合物等剧毒试剂。对于这一系列实验,可有选择性地保留一部分有典型代表性且对环境污染程度较小的进行实际操作。其他毒性较大、污染较严重的,可将实验过程设计成模拟实验,在计算机上实施操作、完成实验。模拟实验大大增强了实验的可见度,使学生很好地掌握了性质实验的基本操作方法,熟悉了元素及化合物的化学性质。同时,模拟实验良好的界面及趣味性的动画、声音,极大地提高了学生的学习兴趣,调动了学生的学习积极性和主动性。

(七)引进现代实验技术

微波作为一种新型的能量形式,属于电磁波的一种,频率范围0.3~30GHz,波长为1m~1mm,具有较强的穿透性和优异的选择性,其在促进化学反应速率方面较常规方法反应速率提高2~3个数量级[7],且具有操作方便、节能、反应条件温和、对环境友好等优点。超声波,由于其空化作用,具有提高物质在载体上的分散性,改善物质的表面形态,提高许多反应的速率等优点。将微波、超声波技术引入基础化学实验中,不仅能节约能源,减少污染,而且还有助于先进科学技术的普及,激发学生的求知欲。同时,这些技术的引入对增强化学实验内容的绿色化有十分重要的作用,也是实现基础化学实验绿色化的一个重要方法。

二、结语

综上所述,利用基础化学实验的专业基础课地位实施基础化学实验的绿色化是非常必要的。绿色化设计不仅有利于解决目前基础化学实验对环境的污染问题,同时还有利于调动学生学习的积极性,提高学生实验技能和培养学生严谨治学的态度。更为重要的是,通过基础化学实验的绿色化的大力实施,可进一步培养学生的绿色化学和环境保护的意识,为全民环保意识的形成奠定基础。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 刘艳,江虹.浅议化学实验教学与绿色化学意识的培养[J].科技资讯,2008,(3):146.

[2] 朱清时.绿色化学与可持续发展[J].中国科学院院刊,1997,(6):415-416.

[3] 李军,王小风,杨淑琼.绿色化学实验教学的研究[J].实验技术与管理,2002,(1):40-42.

[4] 刘艳,卢亮.化学实验的绿色化设计初探[J].中国西部科技,2008,(4):65-66.

[5] 朱万强,陈文兴,勾华等.无机化学实验室“污水、污物”处理方法探讨[J].遵义师范学院学报,2005,7(5):73-76.

绿色化学的意义范文第4篇

[关键词]绿色;化学工艺;应用;发展

中图分类号:TQ02 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)06-0116-01

前言:随着环境污染问题的加重,国家对生态环境保护越来越重视,而绿色化学是实现这一目标的重要理论支撑,绿色化学工艺的应用极为重要。

一、绿色化学的内容概述

绿色化学工艺在化工生产中的引进使得环境污染加剧问题得到了进一步控制,绿色化学的概念正不断的深入人心。对于绿色化学,不管是原材料的应用还是在化学反应中催化剂的添加,都要尽可能做到无毒、无害、零污染。运用绿色化学工艺不仅能减少化工生产中有害物质的排放,还可以减少对环境的污染。首先,工业用材料必须是可再生资源,并且保证原材料无毒无害;其次,发生的化学反应为绿色的,应用的材料容易降解,且有害物排放低或为零;另外,慎重选择化学反应的催化剂,选择没有危害的催化剂;最后,谨慎选择添加溶剂,如果该溶剂有副作用则不能再用。我们需要不断加强对绿色化学技术的研究,在今后的化学工业生产中,尽可能应用可再生的绿色资源,对于不可再生的资源应限制其重复利用。

二、绿色化学工艺研发现状

2.1 “原子化学经济”反应

“原子化学经济”即是在化W反应中,要求对反应物中的原子实现最大程度的利用,并使其参加反应的物质完全转化为生成物,也只有这样才实现了真正意义上的绿色化学工艺。

2.2 原材料的选取

在化工生产中,对于发生化学反应的原材料来说,其性质决定了生产的过程和方法。对于原材料的选取,要想保证反应的彻底、无害,则应优先考虑按绿色化学工艺要求使用的无毒害材料。

2.3 改善催化剂类型

在化学反应中改善催化剂的类型,可以使反应中不稳定的中间体被进一步氧化或还原,使其反应更加彻底、高效。另外,要确保化学反应的可选择性,发生氧化还原反应时会有一些很容易被氧化、还原的中间物质生成,所以要提高催化剂的载氧能力,并根据新型催化剂的反应特性研发相应的化学反应工艺。

2.4 使用清洁工艺

使用清洁工艺可以使整个化学生产过程达到绿色环保的效果,另外,使用再生能源、选用先进的工艺技术,可以从根本上减少或避免因污染物排放带来的环境危害。例如:废弃的秸秆以及稻草等就可以作为化学原料,将糖类植物转化为乙酰丙酸,实现对葡萄糖的提取,这样就避免了反应中废弃物的出现。

三、绿色化学工艺的开发

3.1 采用无毒害的生产原料

企业在生产化工产品的过程中,首先应该做好的就是对生产原料的选择。 生产原料不同,相应的生产方法与流程也会有所不同。绿色化学工艺则要求在生产过程中使用无毒无害的原料,即使在必须要使用化学物质的情况下,也要采取措施将危害降到最低。在根源上消除污染环境的“三废”,在生产过程中绿色化学工艺应采用可再生的原料,如野生植物或农作物等。

3.2 采用无毒害的催化剂

目前的化工品生产过程中,90%以上的化学反应都需要加入催化剂来提高化学反应速率,因此在绿色化学工艺的开发过程中,对无毒害、新型高效绿色催化剂的开发也是一个关键的研究方向和课题。丁烯烷基化与异烯烷基化生产工业中,异辛烷属于“原子经济”反应,但反应的催化剂使用的是对设备具有强烈腐蚀性危害的氢氟酸或硫酸,而且生产后的废液很难进行恰当的处理回收,又会进一步污染环境。当前,国内外的很多高校和机构都在研发新型的烷基催化剂,开发出腐蚀性低、能耗低、污染小的催化剂,也是绿色化学工艺的重要努力方向。

3.3 提高化学反应的选择性

在石油化工行业中有许多强放热类的反应,而且其目的产物一般又是一些不稳定的容易被反应氧化的中间体,因此这类催化剂就成为了催化剂中选择性最低的类型。另外,还有一些产品的组成方式是异构体的,因此为有效的将原材料加工转换成产品,在过程中就需要加入选择性较高的催化剂,对这种催化剂的开发不仅能够降低生产成本、节约资源,更重要的是能减少其对环境造成的不良影响, 绿色化学工艺注重的是不同氧化反应和不同反应特点的催化剂的开发。

四、绿色化学工艺的应用

4.1 生物技术

从广义上来说,生物技术包括了基因、细胞、酶以及微生物技术等。在应用方面,生物技术的主要应用领域为生物化工和化学仿生学方面。生物在某些领域正在逐步代替石油、天然气等不可再生能源。生物技术中所进行的化学反应,大多数都是利用自然界中找到的酶或者是工业生产的酶作为催化剂。这种利用酶作为催化剂取代化学催化剂的方法,具有对环境无化学污染、反应的条件温和以及生产出来的产品性质相对优良等特点。

4.2 清洁技术

清洁环保是绿色化学工艺追求的目标,清洁的生产技术就是无毒、无害、无废弃物。例如清洁煤脱硫、脱碳技术的应用以及太阳能、风能发电技术的应用,都属于清洁的生产技术。较为先进的清洁技术还有等离子技术、绿色催化技术和生物工程技术等。应用清洁生产技术,其生产过程不仅不会对环境造成污染,其产品也属于清洁产品。

4.3 农业生产

氮元素是农作物生长时所必须的元素之一,这样我们就可以通过生物固氮的方法来增加氮元素。外界环境中的氮元素都是以氮气的形式存在,不能够被农作物直接吸收。传统的固定氮元素的方法是通过化学反应生成NH3,化学反应中使用的催化剂以及生成的杂质都会对环境造成污染,而应用绿色化学工艺的生物固氮技术,减少了工业合成氨的生产,消除了生产过程对环境的污染,从而保护了空气质量。

五、绿色化学工艺的发展

5.1 化学工艺发展

在未来的发展中,绿色化学将发展绿色化学工艺的模式,广泛应用各种节能材料,这些都有利于绿色化学工艺的实施以及相关体系的进一步优化。在将化学工艺进行绿色化的处理过程中,运用的比较创新的一个方法就是对化学生产进行在线控制与检测,对生产的每一个具体环节的工艺和过程加以把控,以此做到协调,这样才可以保证参与到化学反应中的物质和反应过程都是安全的,并且要设立相关机制以处理化学反应会出现的一些意外情况。对于社会公众,必须加强环境保护的宣传导向工作,在降低工业污染的同时也要做到减少生活垃圾排放。

5.2 催化剂的发展

5.2.1 仿酶催化

化学反应中,酶催化过程具有专一、效率高等特点,在目前的化学反应中应用的都是天然酶。天然酶是有一定限度的,所以需要我们逐步开发出人工酶来取代天然酶的应用。另外,人工酶的优势在于可以仿制一些人工活性反应结构,使反应中所需的疏水环境以及与多种非共价键反应的原子协同效应,充分发挥作用。

5.2.2 纳米催化剂

纳米催化剂可以对环境起到治理的作用,纳米金属催化剂中主要包含了一些含铂、铑金等成本较高的金属氧化物;还有另一种是较为传统的以氧化铝和氧化硅等金属氧化物为载体,通过一系列反应形成一种负载型纳米催化剂,以此来提高化学反应的速率以及活性。目前纳米催化剂可以实现对汽车尾气排放的处理,达到净化空气的效果。

结语

综上所述,近年来环境污染不断加剧,为了减少污染物排放、节约资源、实现可持续发展目标,绿色化学必将向着新的发展高峰迈进。

参考文献

绿色化学的意义范文第5篇

【摘 要】化学学科是一门实验性学科,与其它学科的实验相比,化学实验往往具有高污染的特点,并且化学污染在持续性、严重性上表现的也非常显著。因此,如何解决化学实验的污染问题,构建绿色的化学课堂是横在每个化学教师面前的难题。在本文中,笔者就结合化学实验中的诸多问题,简单就如何构建化学绿色课堂提了几点建议,希望在环保意识和科学方法的指导下,能够缓解化学实验课堂的污染问题,促进化学实验的可持续发展。

关键词 高中化学;课堂实验;绿色实验;可持续发展

绿色化学是未来化学学科发展的重要方向,是化学学科可持续发展的必然要求。现如今,世界各国都越来越重视对绿色化学理念的研究,作为一名高中化学教师,我们也应当顺应潮流,在开展化学实验课的过程中把绿色理念融入实验教学活动之中,努力培养学生的绿色化学意识和能力,让化学课堂在绿色理念的引领下朝着更加健康环保的方向发展。

一、严格规范实验操作

化学实验是一门高度严谨的科学活动,在实验过程中,任何一个微小的差错,轻则造成污染加大,重则会发生安全事故。因此,说到绿色化学实验的开展,首先要从最基础的实验操作技能入手。在化学实验中,教师要教给学生规范的操作方式,从实验前药品、实验器具的检查,到实验装置的安装、药品的称量、试剂的取用,再到最后的实验废弃物的处理,每一个环节都要严格按照实验操作守则的规定,这样既可以节约不必要的药品、试剂、能源的耗费,又能够在实验过程中减少污染物的排放。例如,在开始前,要认真检查制备气体装置的密闭性是否合格,以避免在实验操作中由于气体泄漏而造成的污染和对人体的危害;在实验过程中,需要闻气体的时候,不能太用力去吸气;选择容器的时候,不能选择敞开的容器口等等。这样,在实验中的每个环节都按规操作,就可以最大限度的减少安全事故的发生,确保把污染可能降到最低。

二、尽量选择对环境污染小的反应物

在发生化学反应的过程中,释放一些污染环境的物质有时不可避免,这个时候,我们只能采取“两害取其轻”的方式,尽量选择一些对环境污染比较小的反应物。例如,氯气的制取实验,按照传统的方式,氯气产生的量很大,即使教师用装置把氯气收集起来,但最终还是会释放出去,难以从根本上解决问题。有没有什么方法能够让污染量尽量减少一些呢?如今,很多教师尝试着用医用高锰酸钾片,也就是我们常说的PP片与浓盐酸发生反应来制取氯气,由于PP片的密度很高,即使浸泡几个小时以后,PP片也不会完全溶解,这样作为固体的PP片与浓盐酸发生反应的接触面要远远小于液体与液体的接触面,从而导致反应的强度要明显减弱,而产生的氯气量也会大大减小,使得实验过程变得相对来说更加环保。由此可见,选择恰当的反应物,是实现绿色实验的有效手段。

三、积极推广微型实验

微型实验在世界上一些发达国家的发展已经比较成熟了,而在我国,微型实验还处于一个起步阶段。所谓微型实验,不仅是在化学实验中简单的减少试剂、药品的用量,而是包括微量药品、微型实验仪器在内的一系列微型化条件下开展的实验活动。在微型条件下,运用远远低于常规用量的药品开展化学实验,不仅可以降低实验成本,同时,反应生成物的量也会大大减小,这样自然提升了实验的绿色性。当然,与常规实验相比,微型实验的反应现象往往不够明显,这就给学生的实验观察带来了一定的难度。为了解决这个问题,教师可以利用投影仪等工具对实验现象进行放大处理,这样就可以解决实验可观性的问题了。

四、努力在实验中做到废物利用

循环利用是环保理念中一个十分重要的方法和理念。在化学实验中,除了想办法减少污染物的排放,努力做到废物的循环利用也是实现绿色课堂的一个重要途径。例如,在银镜反应中生成的银,通过Ag和稀HNO3进行加热反应可以得到AgNO3,这样就可以用于下一次的实验。除此以外,在我们身边,随处可见的一些废旧物品,经过简单的加工改造,也可以变成化学实验器具,例如,我们可以用一次性针筒来替代量筒,也可以用随处可见的塑料吸管来代替移液管等,利用这些废旧物品自制实验仪器,不仅体现了环保思维,同时,这种随处可见、随处可用的自制仪器还可以增加实验的机会和实验的便利性,并且学生在自制仪器的过程中,还能培养一定的动手实践能力,可以说,是一个一举多得的有效之举。

五、妥善处理实验废弃物

化学实验本身的性质就决定了无论采用什么手段,一些实验都会不可避免的产生一定的污染,这时候,如何妥善地处理这些实验废弃物就显得格外重要了。教师在开展实验教学的时候,一定要让学生养成正确处理实验废弃物的习惯和能力。在对实验废液进行处理的时候,一定要让学生按照要求把废液倒入专门的废酸槽或者废碱槽,对于一些不能直接排放的废液,可以采取一定的手段进行处理,如搁置一段时间,或者进行一些化学反应处理,然后再进行排放。对于实验废气,在实验过程中要注意对尾气的收集,在实验结束后再对尾气进行吸收或者回收。

绿色化学是人类与自然和谐相处的化学科学,是未来化学学科乃至人类本身可持续发展的必然要求。因此,努力减少化学实验污染,推进化学实验的绿色化设计是我们每个化学教师都应当重视的问题。作为教师,我们要努力把绿色化学理念自始至终地贯彻于化学实验教学的各个环节,让学生在化学课堂上养成环保意识,形成环保能力。

参考文献

[1]吴茜.小议绿色化学[J].中小学电教(下),2010年11期

[2]李军,黄红,王小凤.绿色化学教育的探讨[J].重庆环境科学,2002年03期