綠色化學(xué)工藝的開發(fā)與應(yīng)用要點(diǎn)

　　[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、一個生產(chǎn)過程、一個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，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，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，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�；�工業(yè)生產(chǎn)的三廢總和超過了任何一個行業(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。
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