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关键词:化学工艺;化学物品;绿色化技术;绿色化学
在现代社会不断发展的过程中,绿色化学基础也在这一过程中得到了极大的提升,并且逐渐发展成为了一门专业化的学科,这项技术自身属于系统性的施工方式或者说施工工艺。而目前所广泛推广的绿色化学就是化学在进行生产的过程中,通过切实有效的科学技术,来将其完全清楚的一种有效方式,而利用这一方式,能够达到对空气进行净化的目的,这也称之为经济性化学。我国当前坚定的认为国民经济的唯一发展途径便是可持续化发展,利用绿色化学经济发展模式能够使得我国产业结构得到极大的优化,最终达到对社会、经济、环境进行统一的目的。下文主要针对传统化学工艺的绿色化技术进行了全面详细的探讨。
1 传统化学工艺的特点
在我国社会经济社会飞速发展的过程中,其化学工业在整个生产行业中起到了极其重要的作用,这对于国民经济的提升来说,具有着极大的促进意义模式,一方面它对于社会发展带来了促进作用,而另外一方面,它也对社会的稳定带来了不稳定的因素,这是现代社会的挑战,也是现代社会的机遇。就当前的实际情况来看,化学工业在整个社会中进行发展的过程中,占有了极大的比例,而其自身所具有的发展速度极其迅速。但是在不断对化学工业进行发展加快的过程中,其对于环境所可能带来的隐患也越来越大,既有可能对于生产所需的生态系统带来危害。这主要是由于化学工业在实际生产的过程中,会进行大量污染物的排放,其污染气体不仅仅会对于周边的生产环境带来危害,还会对于化学工业自身的发展、进步进行了阻碍。即便在这样的情况之下,其化学工业还是无法完全脱离化学原料,所以,在进行化学原料生产的时候,务必要采用更加先进的生产技术,来减少生产所所带来的污染,从而达到减缓排放,解决环境问题的目的。
在社会发展的过程中,不管是什么产品在生产过程中都会对环境产生一定的影响,因此我们在对化学产品加工的同时,必须要不断探索与创新,采用先进的管理措施来管理化学生产技术与手段。一直以来,我国对环境问题都非常重视,也在不断研究与探索,以此来管理或者改善传统的化学施工工艺,从而采用先进的技术手段来进行生产,达到绿色环保的效果。
环境问题一直是我们最关注的问题之一,尤其是在化学工业生产与发展过程中,更需要我们采用有效的措施来对环境进行治理,根据总结,对环境的治理可以分为三个阶段:第一阶段也就是20 世纪70~80 年代,由于这一阶段的管理水平比较低,所以在环境治理的过程中,在很大程度上增加了工作的难度;第二阶段也就是20 世纪80年代,在这一阶段工作人员已经采取了管段处理方式来对化学工艺进行管理,这一处理方式的目的也就是为了避免在生产过程中出现跑、冒、滴、漏等现象。第三阶段也就是在20 世纪90 年代,在该阶段,环境问题越来越受到人们的关注,人们对于环保意识越来越高,因此在化学工业生产与发展过程中,为了保证社会实现可持续发展,采用了一种绿色化工艺来提高原材料的利用价值,并且有效的防止了对环境的污染,实现了社会、经济、环境的和谐统一发展。
2 绿色化学的含义与优点
自从二十世纪90年代以来,我国的绿色化学就通过对于交叉学科的工业应用进行发展。这一状态,不仅是社会和人们意识所产生的快速提升,也是自然发展。所以,我们可以直接哈绿色化学直接认为是现代化学工业发展过程中坚实基础。也就是说,现代化学工业的发展,只有良好的应用了绿色化学技术,才能够避免环境中大量有害物质的存在。通过相应的技术来减少环境中的有害物质,从而有效的稳定生态系统。绿色化学的口号最早产生于化学工业非常发达的美国。
绿色化学的核心是:利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染。在当前社会发展的过程中,其在发展和应用的过程中, 其应用技术措施和管理方法不断的提高, 按照绿色化学的原则、在理想的化工生产方式是:其在反应的过程中,反应方式和反应管理技术措施是当前管理的主要手段和最终产物,绿色化学的主要特点是:
2.1 充分利用资源和能源,采用无毒、无害的原料;
2.2 在无毒、无害的条件下进行反应,以减少向环境排放废物;
2.3 提高原子的利用率,力图使所有作为原料的原子都被产品所消纳,实现“零排放”;
2.4 生产出有利于环境保护、社区安全和人体健康的环境友好的产品。
3 绿色化学技术
绿色化学给化学家提出了一项新的挑战, 在当前国际上有着重
大的领域作用,随着当前环境问题的不断严峻,在社会发展过程中,对环境要求逐步的提高,这就需要在当前化学生产中对环境保护要求不断的提高和增加。国际上对其各种需求也日益的增加,国际上对此很重视,因此在当前社会发展的过程中不断的通过各种技术手段和方式对其进行相关的改进,提高其在控制的过程中各种制度和规章。1996 年,美国设立了“绿色化学挑战奖”,以表彰那些在绿色化学领域各个做出杰出贡献的科学家,对其在绿色化学中所造出的各种贡献给予确认。
大量的与化学品制造相关的污染问题不仅来源于原料和产品,面且源自在其制造过程中使用的物质,最常见的是在反应介质、分离和配方中所用的溶剂,当前广泛使用的溶剂是挥发性有机化合物(voc),其在使用过程中有的会引起地面臭氧的形成,有的会引起水源污染,因此,需要限制这类溶剂的使用。采用无毒无害的溶剂代替挥发性有机化合物作溶剂已成为绿色化学的重要研究方向。在无毒无害溶剂的研究中,最活跃的研究项目是开发超临界流体(SCF),特别是超临界二氧化碳作溶剂,超临界二氧化碳是指温度和压力均在其临界点(31tC、7477.79kPa)以上的二氧化碳流体,它通常具有液体的密度,因而有常规液态溶剂的溶解度:在相同条件下,它又具有气体的粘度,因而又具有很高的传质速度。绿色化学是设计没有或只有尽可能小的对环境产生负面影响的,并在技术上、经济上可行的化学品和化学过程的科学。
4 结语
综上所述,现代社会在飞速发展的过程中,虽然说化学为现代社会的发展起到了极其重要的作用,但是化学危机也同样对人类的生存带来了极大的影响。再加上目前化学理论中所存在的不成熟方面,这对于社会的运转来说,成为了一个极大的安全隐患。所以,保证做到绿色化学,是当前极其重要的研究内容,同时也是现代社会发展过程中的一个关键内容。■
参考文献
[1] 张来新.化学工业中的新课题———绿色化学[J].贵州化工.2000(S1)
论文关键词:绿色化学 化学教育 绿色化学教育
论文摘要:文章从多个角度阐释了绿色化学这一理念在化学教学中如何渗透,怎样渗透的各个方面,旨在培养具有绿色意识和环保能力的高素质人才,从而达到对环境的保护,并由此得出:在中学阶段进行绿色化学理念教育,是解决环境问题的主要途径。
“绿色化学”是当今社会提出的一个新概念。在“绿色化学工艺”中,理想状态是反应物中原子全部转化为欲制得的产物,即原子利用率为100%(原子经济性)。原子的利用率越高,意味着生产过程中废物的排放量越少,对环境的影响也越小。“绿色化学”是指从技术、经济上设计出可行的化学反应,尽可能减少对环境的负作用。20世纪90年代初,国际上提出了“预防污染”这一新概念。绿色化学是“预防污染”的根本手段,它的目标是研究和寻找能充分利用的无毒害原材料,最大限度地节约能源,在化工生产各环节都实现净化和无污染的反应途径。绿色化学是“预防污染”的根本手段,而对污染物的处理,最根本的方法就是杜绝污染源。
把绿色化学融合于中学课程教材改革和课堂教学改革之中,便绿色化学成为中学化学教育的一个重要的组成部分,这是中学化学教育的崭新课题。如何去渗透这种绿色观,便成了化学教学中的重中之重。既然如此,我们不妨去尝试以下几点:
1、立足课堂,渗透绿色知识
化学课堂是教学的主阵地,也是向学生传授环保知识的好场所。绿色化学要求与环境教育宗旨是高度一致的。在实施环境教育过程中,要向学生阐明绿色化学的观点、要求使他们树立起防治污染、保证人类生存质量的责任感。化学教师要充分挖掘和利用教材中的环保知识内容,采取渗透的方式,在介绍某种物质或操作方法时自然地引入相关的环保知识,让学生增长环保知识。如讲二氧化硫时,我就向学生说明它是一种主要的大气污染物,它和氮氧化合物都是形成酸雨的主要物质,空气中二氧化硫70%来源于工业燃料,12%来源于工业燃油,其余则来源于生活燃煤等。它既直接危害人的身体健康,又可以导致水质酸化,水生动物减少或绝迹,树木、庄稼枯死,还能腐蚀建筑物和文物。通过介绍使学生充分认识到二氧化硫是污染大气的有害气体之一。最后让学生讨论:如何防止和减少SO2的污染。这样既增强了学生的环保意识,又调动了学生学习的积极性。
2、立足实验,培养绿色习惯
化学实验教学不仅可以使学生观察到用语言难以表达清楚的清晰的实验现象,增强直观的感性认识,而且能培养学生观察、描述、分析问题和解决问题的能力。但实验必定会涉及到有害、有毒的物质,从某种意义上讲学校中环境污染主要来源于化学实验。实验教学与绿色化学联系最为紧密,最为直接,在实验教学贯彻绿色化学思想是非常必要的。
(1)药品的贮存的规范化。如易挥发的液溴、浓硝酸、浓盐酸等用钟罩封闭贮存;对大多数有机物如苯、甲苯、丙酮、甲醛等用专柜避光保存;对剧如汞、白磷等用专柜上锁保存,定期检查贮存情况。
(2)演示实验中尾气的吸收处理。如在制取硫化氢、二氧化硫、氯气、氯化氢、一氧化氮、二氧化氮、氨气、一氧化碳等气体时一定要通过演示实验讲情吸收的原因(有害气体不允许直接排放到大气中),强调尾气吸收的重要性,使学生深深认识到只要涉及气体的制备问题就应考虑尾气处理。
(3)规范实验操作。化学实验中,师生都要接触有害物质和无害物质,在实验中也会闻到有害和无害气体。因此,必须指导学生要严格按照实验操作的程序,有条不紊地进行各种实验。正确地闻气体、取药品、取有毒性原料,甚至如何盖瓶盖、放置试剂、取药品的各种工具的选用、取用药品量的多少都要向学生交代清楚;改进实验方法,设计合理的实验装置。尽量采用封闭措施,减少师生被动接受有毒有害气体的污染。实验结束后,处理化学废物和实验中产生的废气。把仪器洗涤干净放回原处,擦洗干净实验桌面,这些都要认真细致指导,使实验活动从始至终成为对学生进行环境教育的课堂。 (4)实验微型化。目前在常规实验中,药品用量较多不仅造成浪费,还污染环境。因此,在实验中用玻璃管制成各种可加热仪器的替代实验仪器、用点滴板等进行微型系列实验。这种方法药品用量少、反应产物少、操作安全,实验不会造成危险,对环境的污染程度较轻。同时也达到了实验的目的。如硝酸银溶液和稀盐酸的反应,要求学生不用试管做实验,而是改用点滴板,实验时只需取一滴稀盐酸在孔穴处,在取一滴硝酸银溶液滴在孔穴处,立即可见白色沉淀生成,然后取一滴稀硝酸滴入沉淀中,沉淀不溶解。通过实验学生很容易得出结论:稀盐酸与硝酸银反应生成不溶于稀硝酸得白色沉淀。操作中不仅收到良好的实验效果,而且把化学实验与环境教育有机结合、渗透,进一步增强学生的绿色习惯。
3、立足课外,提高绿色素质
课堂教学是对学生进行绿色教育的主阵地,但课外活动形式多种多样,内容丰富多彩,是课堂教育的很好补充。为了全面提高每个学生的绿色素质,组织学生积极参与课外社会实践活动。
(1)专题讲座。对教材中讲的少而对环保具有重大意义的内容,可以专题讲座的形式向学生介绍,如针对有的学生认为环境污染主要是由于工业生产造成的,与自身没有太大的关系。可举办家庭生活与环境污染讲座,时期了解环境保护不只是国家、环保部门的事,每个人都应从家庭污染出发保护环境,使学生感到自身在制造污染破坏环境,是多么可怕又多么可悲,要从自身做起,节约用水、少使用一次性餐具、少用化学用品,以减少污染,为保护环境而改变生活习惯。
(2)课外实验。积极利用课外实验配合课堂教学,开展环保教育。“河水、雨水酸碱性的检测”、“模拟水体受硝酸汞、硫酸铜等污染的检测及危害”、“干电池的收回河利用”等,让学生在实验过程中既锻炼动手能力又强化了绿色意识。
(3)实地参观社会调查。组织学生参观本地邻近的自来水厂、污水处理站、化工厂并进行实地调查。如空气污染调查、水污染及对策调查等调查报告,并进行交流。这样不仅能培养学生理论联系实际、实事求是的科学态度,而且能使他们感知环境污染的危害性及环境保护的迫切性。
随着世界经济的发展,一场绿色变革浪潮正席卷全球。绿色化教育有利于保护人类赖以生存的环境,实现人类社会可持续发展,中学化学必须体现绿色化学教育,要让绿色化学的思想和内容贯穿于整个教育活动之中,真正做到绿色无所不在,只有这样我们的教育才能够充满生机,绿意盎然。
参考文献
关键词:化学工程;工艺;绿色化工技术;应用
在我国经济飞速发展的条件下,环境问题呈现出了可怕的形势,环境污染问题已慢慢的浸透到人们的日常生产生活中,而化学工业中的污染对环境造成的危害十分突出,是需要迫切解决的问题,因此,化学工程工艺中绿色化工技术的应用价值更为显著,具有长远的影响,不仅对环境污染问题进行改善,更对化学工业健康持续发展起着不可估量的作用。
1绿色化工技术阐述
绿色化工技术在化学工业生产过程中充当的角色十分突出,绿色化工技术应用的主要目的是控制化学工业生产对环境所产生的污染,期望通过对化学工业生产方法的革新和改良,来控制化学技术中化学原料和废弃物给环境所带来的污染和潜在的危害,因此,一定要减少排放有毒的废弃物,将废弃物资源回收利用做好,使资源利用率得到充分高效的提高,对污染物的排放实行有效的限制,把绿色化学工业的健康持续发展作为前进的方向。
2化学工程工艺中绿色化工技术的开拓
(1)化学原料选取化学原料作为绿色化工技术开拓中的基础,能从根源上使污染源得到很好的控制,进而缓解环境污染问题。对于绿色无污染化工原料并不是最佳的原料选取,其依然存在着缺陷,在生产的过程中依旧会产生污染物,给环境造成污染。因此,在生产中最好选用无毒的或是毒害相对少的原材料,不添加化学药剂的,比如,天然植物、天然农作物都是较好的材料选择。随着化学工业的兴盛,应该舍弃有毒害的材料,而选用无污染、无毒害的原材料,这样,才能在达到环境保护标准的条件下,使原材料成本减少,材料来源得到充分扩展。(2)化学催化剂选取化学工业在具体的生产过程中,往往会习惯性地运用化学催化剂加速化学反应,对化学工业生产效率的提升具有明显的效果,但是,同时也会有大量的有毒废弃物排放出来,给周围环境造成潜在的危害。因此,在面对具体的绿色化工技术开发时,应将焦点聚集在无毒无害化学催化剂研发上,以此为核心,使有毒废弃物排放量得到有效控制。另外,需要重视化学催化剂的选取要点,把无毒害或是毒害甚小的化学催化剂作为首选,从而接近工业绿色发展。在现阶段的化学工业中,众多研究人员在对无毒害催化剂研发方面的成绩令人们醒目,对烷基化固相催化剂倾向关注,它是一种无毒害,甚至不会对环境造成污染的化学催化剂,非常适合大力扩展应用。在此,需要强调说明的是,关于无毒害化学催化剂的研发,必须控制废弃物排放量严格符合规定要求,重视排放的废弃物循环使用这一点,使资源利用率有良好的改观。(3)化学反应选择性深化绿色化工技术具体钻研过程中,需要偏重深化化学反应选择性,进而达到加倍有效地实现化学生成物的提取,在确保符合减少环境污染标准要求的情况下,还可以使化学工业生产成本得到有效降低,更进一步改进资源利用效率。比如,在石油化学工业中,通常会运用烃类选择性氧化物,因为其化学反应极其易于发生氧化,在生成物产生方面存在着严峻的损坏与浸染。对此,针对化学反应选择性深化这一点,必须把防止产生损坏生成物的反应作为重点关注,进而使化学工业沿着绿色生产发展,消除对环境污染的潜在危害。
3化学工程工艺中的绿色化工技术应用
(1)清洁生产技术应用清洁生产技术的优点非常独到,不仅在冶金、海水淡化、废弃物处理等范畴被普遍的应用,而且也不会出现任何毒害反应,更不会产生任何的污染物。比如,在海水淡化中,通过清洁生产技术针对海水实行淡化处理,把海水里面的盐分和其他物质提炼出来,转化为日常生产生活中需要的水资源,所有环节中应用的清洁生产技术对环境不会造成污染,不会存在潜在的危害。(2)生物技术的应用生物技术通常在生物化工中比较充分的展示其优势,在实际操作应用中膜化学技术应用比较普遍,其效果最佳。通过生物技术把很多可再生资源转化成有价值的化学品,比如,酶成分,是一种比较普遍存在与环境中的化学催化剂,在化学反应过程能够充分发挥其作用,加快反应速度,而且不会出现污染废弃物,其反应特点相对温和,在化学行业中使用意义相当深远。而在以前的化学生产过程中,通常是把动植物内部的有机原料作为原料,以后改用自然环境条件下的石油和煤炭。(3)环境友好型产品应用环境与人们的日常生活紧密相关,拥有良好的环境十分的重要,因此,对环境的要求越来越严格,对环境的注重程度也越来越高,而环境友好型产品是针对控制环境污染问题而研发的一种摒除以往污染严重的产品。传统汽油,在日常生活中使用相当普遍,传统汽油燃烧,不仅给大气带来严重的污染,更会对人们身体健康造成危害,对此,需要开发新型产品取代这种情况,环保型汽油和新型燃料和能源等迅速出现,人们的环保意识在不断的增强。比如,酒精的生产,其原料以天然甘蔗为主,以新型乙醇汽油代替原来的汽油,在实际中应用非常普遍。环境友好型绿色产品,在具体的实际应用中对减缓环境污染起着至关重要作用。
4结语
总而言之,在化工生产过程中产生的有害物质给环境造成了危害,导致污染问题日趋严重,使社会健康和谐持续发展受到了严重的限制。因此,发展绿色化工,将绿色化工技术恰到好处的应用到化学工程工艺中,不仅能高效控制环境污染,更能对资源的合理利用起到关键作用,进而促使化工行业朝着健康和谐的方向发展。
作者:赖锦杰 单位:广东新华粤石化股份有限公司
【关键词】绿色化学工艺;开发;应用
最近一段时间以来,很多大城市都笼罩在雾霾的世界里,空气质量严重下降,能见度差,甚至对人们的日常出行与交通车辆的正常通行都带来了不同程度的影响,造成这种现象的一个重要原因就是化工企业的废气排放,面对这样的形势,绿色化学成为各大企业正在研究的项目,通过发展与优化化学工艺,改善化学反应过程的内在属性来控制其产生的危害,实现对人类健康,社会安定的维护是化工发展的大势所趋,绿色化学工艺已经成为众多企业研发的对象。
1.绿色化学工艺的研发
自从上个世纪,国际组织就已经提出了“绿色科技”的概念,其内涵表现为:要对环境污染进行控制,在源头上免除生产带来的污染,传统化学工艺无法从根本上改善污染,污染仍然处于一个惨痛的境地。然而,绿色化学工艺体现为绿色生产、无废物排放,这才是控制化工污染的最根本的方法。最佳的绿色化学工艺就是使用无毒害作用的反映材料与催化剂,追求原子经济,也就是说在反应过程中不会出现额外的废物产品,达到反应原料的充分利用。
第一,研制“原子经济”反应。这一反应最早起于20世纪90年代,主要内容为:化学反应中的一切原子都变化成生产物,达到反应物中原子的百分百利用,其实,原子经济与反应类别有关系,一些反应就没有杂物的产生,例如:加成反应。一切反应物质都会被利用。原子经济反应是绿色化学工艺首要研发的反应类型,要改善反应中的催化剂,这样才能确保反应的节能、高效。
第二,确保反应的选择性。在石化产业中会经常选用烃类选择性氧化反应,会产生一些不稳定的中间体,他们容易被进一步氧化,所以,这一类反应不会用作催化剂,最新的研究表明:不仅要依照各种烃类氧化反应类型来选取性能高,载氧能力好的新型催化剂,还要依照催化剂的反映特征,研发出对应的反应工艺。
例如:苯乙烯最广泛用的工艺为:乙苯脱氢,一些企业已经研发了丁二烯作为原料的苯乙烯工艺来替代乙苯工艺,其内部的中间产物的转化率为90%,采用的催化剂能够把内部的体验转化为苯乙烯单位的选择性大于92%,另有一些海外企业所研制甲苯歧化工艺,也是利用了最新的硅改性催化剂,其中的选择性也达到了98%以上。
第三,利用无毒害的原料。在化学反应中首要的选取原料,原料的性质就在一定程度上决定了生产过程与方法。绿色化学工艺的一个要求就是杜绝使用毒害的原料,而是选择化学物质充当原料,国际知名企业研制了用二乙醇胺做原料,在催化脱氢的作用下生成氨基二乙酸钠,这一最新工艺大大改善了曾经的利用甲醛、盐酸—作为原料的二步合成工艺,减少了毒害。
要想从根本上免除环境污染,可以利用能够再生的自然材料例如:野生植物作为化学原料,以及一些农业废物,如:秸秆、稻草等进行反应成为酸、醇等化学物质。将糖类植物转化为乙酰丙酸,对谷物进行开发获得葡萄糖。
例如:以往的乙二酸是用苯作为原料生产的,苯对人体的伤害极大,改为葡萄糖后,在通过微生物进行转化,极大地提高了反应的绿化效果,减少了毒害物质的出现。
第四,利用清洁工艺。化学工艺的研发要想达到绿色环保的效果,就需要选择情节工艺,要优先设计出能够有利于环境的化学反应途径,形成物质与能量的循环体系,在具体的生产中,不但要利用无毒害、无污染的原料,而且还要尽量利用高端、先进、低消耗的工艺流程,而且也要尽量避免废弃物的出现。
2.绿色化学工艺的应用
2.1生物技术的应用
与化学工业不同,生物技术中涵盖了基因、微生物等方面的科学技术,为了提高化工生产的绿化效果,近年来,生物技术被大量利用在化工生产中,因为生物酶作为催化剂具有高效、选择性好的优势特征。将生物技术利用在化学合成中,可以说是绿色化学工艺发展的一大趋势。
早期的化工合成都的利用生物自然资源,经过发展煤、石油等矿物成为了化学生产的原料,但是这些矿物资源是不可再生的,要想有效节省能源,达到环保的效果就要减少对这些矿物资源的利用,而是要回归到酶时代,继续利用酶来作为催化剂。
2.2绿色生产技术的应用
绿色技术主要体现为清洁生产,它的特点是没有毒害作用,没有废物的产生,常见的绿色生产技术体现为:煤气化技术、脱硫或者脱碳技术,城市垃圾无害处理等技术,以及太阳能技术、沼气等绿色节能技术。
常见的绿色节能生产技术主要有:生物工程技术,其中的细胞、基因工程等工程技术。辐射加工技术,例如:离子束—他们的特征就是在一定的温度与压力下能够引起化学反应,无需高温与高压的苛刻条件。
2.3生产绿色产品
绿色化学工艺利用的终极目标为:制造一些对环境有利的产品,其中的典型代表为:能够取代氟氯昂的化学产品,减少对臭氧层的破坏,不含有磷的洗涤用品,不含铅的化妆品,燃油代替品能够控制对汽车对污染气体的排放,可以利用价格低廉、质量较好的二甲醚来代替汽油,来减少城市汽车污染物的排放,各个化工企业要尽量生产那些能够达到国家环保标准的产品,来保护生态系统。
当今世界上,已经生产出来了一系列的环境产品,其中已经包括:高分子、有机以及精细化工等多种产品,例如:生物生产干扰素、费事催化技术合成醛、醇等产品都取得了良好的环保效果。
3.总结
要想有效降低化工污染对环境的破坏,达到没有公害的绿色生产的目的,就要尽量选取一些节约资源,耗能低的化工工艺,以及一些无毒害作用的原材料,利用绿色环保的生产技术,不断提高生产工艺。
【参考文献】
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[4]国家发改委外事司.巴西南非替代能源发展之路[J].中国经贸导刊,2006,(19):49.
前言
进入21世纪,人类正面临着越来越严重的环境危机,最突出的是人口剧增、能源日渐减少、资源濒临枯竭、生活废弃物和工农业污染物正迅速恶化生态环境,使得人与自然的矛盾不断激化。
绿色化学的设想是在化学生产过程中,不再使用有毒、有害的物质,不再产生废物,不再处理废物。相应的,绿色化学工程与工艺是通过改进化学的技术和方法,减少甚至完全消除对人类健康、生态环境有危害作用的化工产物,同时促进化学工业节能目标的实现。
一、绿色化学工程与工艺的开发
我国传统的化学工程与工艺对有害污染物是滞后的被动治理,即不能根除污,并且成本很高,治标不治本。如利用烟气除尘、脱硫,虽然达到了净化气体的目的,但是污染物却转移为废渣、废水。绿色化学工程与工艺的开发,则本着零排放、清洁生产的原则,从化学反应的始端着手,进而有效防止和控制污染的产生。
1.选择、采用无毒害化学原料
原料的选择生产化学品的源头,同时,还决定着不同的化学生产流程和工艺。绿色化学工程与工艺的开发首要目标是不使用有毒有害的原料。为了从源头上防止化学污染,绿色化学工程与工艺开发的原则是尽量选用可再生的自然物质作原料,如野生植物、农作物等生物质。将诸如芦苇、木屑、树枝等野生纤维植物以及诸如蔗渣、麦秸、稻草等农副产品的废弃物作为原料加工为糠醛以及醇、酮、酸类化学品,用生物质气化产生氢气等,都是绿色原料应用的典型例子。
2.提高化学反应的选择性
烃类选择性氧化是一类具有强放热性的反应,石油化工中经常会有这种反应,其目的产物不稳定,容易进一步氧化成H2O和CO2.在各类的催化反应中,此反应的选择性最低,有时有些产品还具有异构体形式,为了得到更多的终产物,需要使用那些选择性高的试剂。为了降低分离产品和纯化产品的难度,需要提高反应的选择性,这样可以降低成本,节约资源,减少环境污染。在这一方面已经有不少的科研成果,比如开发载氧能力强、选择性好的新型催化剂,来应对不同的烃类氧化反应。
3.采用无毒无害的化学催化剂
目前,约 90 %以上的化学反应要实现工业化生产必须采用,催化剂提高其反应速率。开发新型高效、无毒无害的催化剂是绿色化学工艺的方向之一。国内外都在研发新的烷基化固相催化剂。另外,分子筛催化剂也得到了很好的开发和应用。
二、绿色化学工程与工艺在化学工业节能中的应用
绿色化学工程与工艺开始与使用,很大程度上促进了化学工业节能的实现。具体来讲,目前在国内主要有以下几方面的应用。
1.清洁生产技术的应用
清洁生产技术也被称为无害、无毒、无废的绿色化技术,比如先进的脱硝和脱硫技术;城市垃圾的无害化处理技术;生活垃圾制沼气技术;高效清洁的煤气化技术;利用风能、太阳能等自然能发电技术等等,这些都利用了清洁生产的技术。清洁生产技术包括的范围很广,主要有以下几种技术:生物工程技术,这其中有细胞工程、酶工程、基因工程等等;辐射加工技术,如离子束、射线和中子束等在常温常压下就可以引起一些需要在高温高压下才能进行的反应;绿色催化技术,这里有多种催化剂,比如分子筛催化剂、相转移催化剂等;超临界流体技术,这里有超临界H2O和超临界 CO2,都能阻燃并且无毒。清洁生产技术具有许多优点,其产品清洁无毒,不管是对环境还是对人体都是安全的。
2. 结合生物技术的应用
生物技术领域包括有细胞、基因、微生物和酶等的技术范畴。它在化工领域的应用主要包括两个方面,化学仿生学和生物化工。生物酶在生物体内作为一种催化剂具有高效性和专一性,广泛参与到生物合成的各个过程。而在化学仿生学中主要是膜化学这一领域使用到生物技术。
绿色化学工程与工艺部分采用了生物技术,使可再生资源合成化学品。早期的有机化合物原料多数直接来源于动植物,之后才发展到利用石油和煤炭作为原料。在绿色化学工程与工艺中,催化剂一般用的都是自然界中存在的酶或者是工业酶。酶与一般的化学催化剂相比,具有无污染、反应条件温和产物性质优良等优点。比如制备丙烯酰胺,使用的是丙烯腈,换用酶催化后,能耗大幅度降低,反应完全且无副产物。
3.生产环境友好型产品
发展绿色化学工程与工艺,其目的是生产出环境友好型产品。在生活中有许多实例,比如寻找替代品来替代氟利昂,这样可以保护大气的臭氧层;使用可降解的塑料制品;无磷洗衣粉、清洁汽油等等。因为传统汽油柴油给大气带来了严重污染,近年来国内外流行使用的新汽油、低硫柴油或者是其他无污染燃料,大大减少汽车尾气造成的污染。又如在山东推行的用二甲醚来做汽车用的燃料,二甲醚既经济又环保,这具有很好的发展前景。巴西在生物能源的开发上取得一定成就,如使用乙醇汽油,利用甘蔗产酒精,酒精燃料已经取代了接近一半的汽油消费。另外还有H2和CO2在太阳能和电解质存在的条件下合成乙醇这一新工艺,生产过程和产品均对环境友好。
三、结束语
总之,绿色化学工程与工艺采用无毒害的溶剂、原料、催化剂等,选择无污染、低耗、节能的化学工艺过程,应用清洁的生产技术,实现生产与环境相容,产品和生态友好。开发和应用绿色化学工艺,已成为现代化学工业的发展趋势和前沿技术,是建设环境友好型社会,实现可持续发展的关键。
参考文献
[1]陈军. 低碳时代的精细化学品绿色制造技术[J]. 科技和产业,2010,(06).
[2]纪红兵,佘远斌. 绿色化学化工基本问题的发展与研究[J]. 化工进展,2007,(05)..
【关键词】中学化学;绿色化学;有效措施
随着生活水平的提高,环境问题也日益凸显。绿色化学是现如今解决环境问题的新型有效方法。它的主要目的在于有效地解决化学给环境造成的危害,进一步保护环境。在中学实施绿色化学内容,不仅仅能帮助学生培养可持续发展的思想还能进一步提高热爱环境的文明素质。
一、中学化学教学中的绿色化学教育实施的意义
1.教化学生形成可持续性发展的理念
人口的持续增长问题一直都是困扰着专家们重要话题之一,这同时也仅仅围绕着资源和环境等相关问题,这些问题都是现如今急需迫切解决的棘手问题,已经引起了一定的广泛关注,但是关注他们的同时我们要认清事实的本质内容:我们要坚持走可持续性发展道路。绿色化学离不开可持续发展战略,同时可持续发展战略能够进一步有效诠释绿色化学的重要性的意义。中学的绿色化学的学习就是在积极培养学生们走可持续性发展之路。
2.帮助学生找到解决化学产生的环境问题的方法
现在的科学技术水平的不断提高和进步能够进一步帮助我们提高防治环境污染的水平。传统的化学研究已经大大造成了对环境和生态文明的迫害,原来的我们技术水平达不到的能力,现在有了绿色化学就能积极改善这种现状。绿色化学教育不像从前的单一化模式教学水平,而是大大融入了对环境的诸多关注,有效地加强了对生态环境的保护,所以实施绿色化学教学能够帮助学生找到解决化学产生的环境问题的方法。
3.提高学生的综合素质
绿色化学的实施能够提高学生的综合素质。绿色化学将先进的科学文化知识与创新的保护环境理念的有机地结合在一起。在教化学生的同时可以进一步培养学生对环境的真情实感,为以后保护环境事业贡献自己的一份力量,这是从侧面有效地对学生进行素质化教育的具体化步骤之一。
二、中学化学教学中的绿色化学教育具体实施内容
1.在课堂教学中进一步普及绿色化学的重要内容
教师们要找到一种新型的教学方法去普及绿色化学的内容。有效地结合教学的内容,对学生进行渗透化的绿色化学教育,充分挖掘知识内容,有效地灌输绿色化学的积极意义。在介绍讲解知识的同时,自然地渗透绿色化学中的环保知识,让学生们不仅掌握了化学的必要知识,还能进一步培养的他们热爱环境的高尚品质。
现如今的大型考试中都会结合社会的重要话题进行讨论和研究,化学学科也不例外。所以教师应该在平时的化学教学过程中就要有效渗透这方面的问题。让绿色化学结合理论教学内容进行有效地整合,然后根据事实情况进行讲解,这样可以大大提高学生解决实际问题的能力。
绿色化学本来就和我们的生活息息相关,我们不能抛开事实说话,所以绿色化学是现如今的大势所趋。我们在贯彻绿色化学的内涵时,不仅帮助了人类社会的进步和发展,也能激发下一代的学习热情。教师们要努力培养学生的绿色化学意识,这是现如今教学发展中刻不容缓的任务。
2.有效地培养学生对于绿色化学的学习热情,积极建立实验教学的体系
化学的学习主要是以实验为主要内容的学科。所以教师们的着力点也要在此基础上进行不断完善。试验中所需要的化学试剂和药品对环境会产生一定的危害,教师在进行讲解知识的同时,不能忘记提醒学生保护环境的重要性。规范实验的具体操作步骤,实验结束后要对废物的处理做正确的规范化教导,在启蒙阶段就要对学生进行规范化教学,帮助他们培养绿色化学的高尚情感。
在原来的化学教学过程中往往忽视了对“三废”的处理,这是严重错误的行为,教师要引起一定的重视,在以后的教学过程中进一步强化对“三废”的防治问题,进一步渗透绿色化学的重要性。不仅是“三废”问题,还有一些重金属盐等等问题的防治。
3.加强课外化学方面的课外活动,提高环保意识有效弥补化学所带来的环境问题
教师还要在普及绿色化学的知识同时,积极开展有关化学的课外活动,丰富学生的可以生活,这样的不仅可以培养他们对化学的学习热情还能扩宽他们的视野。主要的活动有如下几种:实地参观和调查研究、开展板报评比活动、进行专题讲座、组织相关绿色化学的宣传活动等等。
三、结束语
绿色化学是人们有效解决环境问题的新型理念和方法。它不仅仅是人类的思想研究上的质的飞跃,也是一种独特的创新性话题的深讨。通过教师对学生绿色化学的教学过程,能够有效地培养他们热爱自然、保护自然的高尚情操。还能对知识的各个环节做深入地绿色化学研究,努力培养他们对未来的社会、家庭以及本身的使命感。
参考文献:
[1]杨水金,侯倩,蔡千喜,徐明波.中学化学教学中绿色化学理念的渗透[J].湖北师范学院学报(自然科学版),2013,03:66-70.
关键词:初中化学;绿色化学;渗透;创新
随着时代的发展,开展初中化学成为学校教学中必不可少的环节。众所周知,化学的学习对于提高人们的生活质量、增进工业创造能力和保持生态环境具有重要意义。在此基础上,绿色化学的融入既符合了知识的发展也顺应了时代的要求,如何在化学教学中渗透绿色化学理念具有重要的作用。
一、绿色化学理念的重要意义
绿色化学教学理念的提出对于家庭乃至社会都有重要的作用。化学包含了药物、工业、建材等各个方面,对人们的生产生活具有重要的影响。随着化学产品的大量出现,更多的创意产品进入了人们的世界中。但是有利必有弊,在化学应用的不恰当普及中,人们的原始生态环境遭到了破坏。工业加工生产的化学试剂倾倒在河流之中,食品中的添加剂等都给百姓的生活造成了极大的隐患。在不久之前酒精塑化剂的新闻更是炒的沸沸扬扬。这种情况引起了人们越来越多的关注。
初中化学教育是学生接触化学的首要阶段,要使学生学好化学,不但是知识教育的需要,更有着巨大的社会意义和历史意义。绿色化学基于环境保护和可持续发展的实践上,是加强预防污染的有效措施,推动了绿色生态的促成和发展。在国外,绿色化学也被命名为“环境无害化学”和“清洁化学”等等。虽然名称略有不同但是奉行的主旨上有异曲同工之处。在对初中学生的化学教育中,要无时无刻都渗透“绿色化学的概念”,只有从基础做起才能从根本上推动化学污染的预防和有机生态的开拓。凭借着严谨的理念和思维,绿色化学教育理念的提出很快在很多国家得到了践行和发展。在我国,更是得到了教育工作者的一致认可。要注意的是,绿色化学不但关注了环境的污染治理,更对环境发生污染的原因进行切实的预防,如何让学生最大程度上了解所学知识,并进行科学合理的应用非常重要。
二、绿色化学理念的教学措施
绿色化学理念的开展需要明晰该理论的各项特点。在初中化学课堂中,教师要重视该环节的实践性和科学性,绿色化学需要严谨的逻辑思维。在日常教学之中,绿色化学包涵在化学教育之中,总结起来,有以下几项特点:
(一)适当开展化学实验
化学教育中最重要的部门就是实验教学。在现在的实验设计中,有一些实验具有一定的危险性,教师出于对学生安全方面的考虑将这类实验都删减掉,其实是不合理的。随着科学技术的发展,各个学校的化学教育条件都有所提高,教师也要根据这种情况,了解当下的学生需求。有危险的化学实验并非不可尝试,只有这样,教师才能让学生明白化学物品的各类特性,以便学生在以后的学习生活中了解危险,从而预防化学危险的产生,达到安全化学生产的目的。
(二)深入实地考察的理念
随着可持续发展的深入,环境污染已经成为了“国民问题”,在化学教育案例研究水的这一主题中,俗话说眼见为实,教师可以从本地的河流、工厂出发,带学生实地探讨环境的污染问题。实验分析被污染的物质的危险性,并积极调动学生思维,以小组为单位设计环境保护的措施。在教师的引导下,学生们的好奇心被调动起来,纷纷拿出了自己的建议,有的同学说要设计环保产品,有的同学则认为要减少污染的排放。大家的讨论非常积极,达到了最佳的学习状态。
(三)从日常现象中开展教育
在化学案例“点燃蜡烛并观察发生的现象”中,虽然是一个简单的小实验,但是并不应轻易忽视。学生们对蜡烛的燃烧都非常熟悉,教师可引导学生从蜡烛燃烧的各个形态入手,观察外焰、内焰的特点。用蜡烛将塑料、纸张、毛线分别点燃,观察其中的燃烧颜色和燃烧气味。教师可以用蓝色的玻璃板遮住火焰,学生们可以透过玻璃看到明黄的火焰变成了紫色火焰,他们也感到十分有趣。同时,在这个实验中,学生们也了解到了塑料燃烧会产生有毒,所以塑料的处理不利于焚化,更由于塑料的不可降解性,也不利于掩埋。有很多同学都表示,希望可以研究一种溶液还在短时间内融化塑料等污染物,虽然他们现在的知识尚不足研究这种科学问题,但是绿色化学的萌芽已经植根在学生们的心中。
三、不断加强化学教师职业素养
随着时代的变化,化学技术在不断更新,这要求教师时刻注意化学发展的新动向,接触新知识新理论,切实提高自己的文化素养和专业水平。化学这门学科具有很强的发展性,不可能停滞在某一阶段便止步不前。化学教师在整个过程中首要任务就是自身树立可持续发展、低碳环保的绿色观念。教师要不断加强学习和创新精神,改善化学教育的各项设计条件。教育学生在生活中注意化学污染,比如废弃的电池、有毒的溶液等等。在初中化学教育渗透绿色教育的过程中,必须着重“安全环保”的原则,将绿色化学深入化学教育之中。
总的来说,绿色化学是化学教育必须体现的内容,教师在课堂教学和化学实验中,要始终贯彻绿色化学的科学教育理念,树立一定的环保意识,教育学生杜绝环境污染和资源浪费,并不断培养学生探究绿色化学的专业能力,只有这样,初中化学教育才能得到预想中的最佳效果。
参考文献:
[1]张洪渊.万海请.生物化学[J].化学工业出版社2006
绿色化学概念的提出时间并不长,这也导致许多化学教师对绿色化学没有足够的了解,甚至有的教师对绿色化学还持怀疑态度.在我们国家,尽管越来越多的化学工作者对绿色化学做了各种各样的努力,但绿色化学有怎样的内涵,有怎样的发展意义,仍不为化学教育工作者所理解.所以,如何提高初中化学教师的绿色化学理念和素养,是当前初中绿色化学教学有效实施的根本保证.
下面根据自己的化学教学实践,谈谈对绿色化学教学的体会.
一、挖掘化学教材中的环境内容,
渗透绿色化学意识
化学教材中有很多环境方面的内容,可以作为扩大绿色化学思想的催化剂.在化学教学中,我们尤其要将化学教材与具体的实际事例相结合,让学生有效认识到绿色化学教育的紧迫性和重要性.
例如,在讲“水”时,可以从节约用水的重要性旁敲侧击;在讲“金属”,以常见的一些金属入手,介绍金属资源的短缺、锈蚀、防腐、回收与再利用,以及研制新型材料来代替稀缺金属;在讲“酸碱盐”时,就不能不提到农药、化肥的滥用,引导学生对这些社会现象进行反思.
类似的教材内容还有很多,需要我们在化学教学中不断挖掘,不断给学生渗透绿色化学的知识,提高他们的绿色化学观念.
二、有效利用生活实践教学,开展
绿色化学教育
尽管现在的化学教材中已融入越来越多的绿色化学知识,但其内容较少,针对性也不够.因此,在化学教学中要处处本着绿色化学的原则,把握时机有效地渗透绿色化学教育.
例如,在讲化学反应与能量变化时,可以有效结合能源的开发与利用,能源的合理开采;在讲大气时,融入空气的污染与防治、臭氧层的破坏与保护、温室效应的后果、汽车尾气的排放、玻璃幕墙的光污染、酸雨的成因及预防等.这些都是我们在生活中常见的现象,将学生熟悉的生活实践与化学教学结合起来,可以增强化学课程的感染力,提高教学效率.
在化学教学中要体现绿色化学的根本内涵,体现绿色化学理念,通过潜移默化进行绿色化学教育,让学生掌握绿色化学的观点和理念.
三、应用绿色化学思想,设计初中
化学实验
化学是一门以实验为基础的自然学科,化学实验在初中化学教学中起着重要的作用.但是不可否认,很多化学实验前后都对环境或人体有一定的危害,而且很多情况下一些废水、废料未经处理就直接排向外部环境,对周边环境的影响可想而知.所以,化学实验教学仍然要以绿色教育为基本原则,改革以往的陈旧实验方式,将绿色化学的理念融入到初中化学实验教学实践中,创设友好合作的化学实验.在化学实验中,要尽量践行绿色化学的原则:无污染、省资源、妥善处理废弃物和循环利用.
四、践行探究性教学,开展绿色化
学教育研究
随着全球气候的变暖,大气污染加重、水资源短缺、水土流失及土地沙漠化等都成为人类可持续发展亟待解决的问题.作为初中化学的重要学习内容,绿色环保知识需要结合当前的生存环境,将绿色化学的新观念介绍给学生,以空气、水等污染作为环境保护的重要内容.通过组织引导学生利用社会调查和实践的方式,深入大自然收集与记录身边的污染情况,并尝试设计出治理的有效方案,让学生相互交流和讨论,发表彼此的看法和意见.教师要组织和指导学生开展化学实践活动,在增长见识开阔眼界的同时,引导学生朝更深的方向探究发展.探究性实践教学,能够实现化学课堂教学的延伸,这对培养学生的综合能力具有重要的意义.
五、设计绿色化学习题,强化绿色
化学理念
关键词:绿色化学;环保意识;友好和谐
化学教育是培养高素质人才的一个重要组成部分,初中化学教育是普及化学知识的开始阶段,把绿色化学思想融合在化学教学过程中,对学生自觉保护生态环境,成长为建设性创新人才有重要意义,同时也是化学教师肩负的新的责任和挑战。本文针对在初中如何进行绿色化学教育,营造阳光的化学氛围提了几点
建议:
一、关注社会现象,激发学生热情,引领绿色环保意识
一堂体现三观的好课,离不开教师精心的备课,要想让学生真切地体会到化学对生活的引领作用,教师就要时刻关注和搜集国内外社会发展的事例,从而激发学生学习的热情。中学时期是人思想意识形成的关键期,怎么样在课堂教学中渗透绿色化学理念,是每一位化学教育者务必要考虑的,例如引导学生思考:如何解决温室效应问题?现代社会提倡的低碳生活的根源是什么?再如化石燃料正面临着日益枯竭的危机,那么如何开发和利用清洁高效的新能源呢?等等。引起学生的兴趣,激发学生的思考,从而加深对新能源开发必要性的理解。这样把最贴近学生生活的现象作为知识生长点,在此基础上选择生活实例向学生渗透绿色化学
理念。
二、课堂教学多注重化学正能量的灌输
不可否认的是,随着化学的发展也出现了一些环境问题,然而,仅仅肤浅地就环保谈环保,学生的理解往往只停留在感性认识的层面,缺乏理性的思考和实际运用。因而在教学过程中,要以书本知识为导向,浅谈化学发展的负面影响,多列举造福于人的经典案例,从而引领学生感受到化学的美好,承认事物两面性的同时,注重积极意义占据主要方面。树立起化学的科学发展观,用可持续发展的眼光来学习、研究、探索、珍爱、利用和革新大自然,从而对绿色化学的认识有一个更加全面、科学的观念。
三、课后练习题多贴近实际,培养学生实际应用
化学习题教学是课堂反馈的紧要环节之一,是辅助学生掌握和增强所学基础知识的重要措施。绿色化学知识在习题中的渗透和应用,不仅能使学生了解绿色化学的最新研究动向,还可以学以致用,培养良好的科学态度。并且化学来源于日常生活,化学知识渗透每个人和社会生活的方方面面,因此可以让学生通过调查、分析、讨论、交流等实践活动,加强绿色化学意识,深化绿色化学思想,激发其主观能动性和创造性。当然,教师还可以亲自带领学生参与社会实践,激发学生学习和科学研究的热情。在这些绿色化学理论与实践应用的活动中,学生会更深刻地体验绿色化学给人们带来的效益,从而使绿色化学思想得到深化。
四、化学实验的科学化、绿色化
化学实验是强化绿色化学思想的主要途径,因为只有学生自己动手、自己组织、设计实验,才能体验到一种精神上的愉悦感和满足感,才能坚定对知识的感情,延续求知学习的欲望。因此,可以针对绿色化学的“拒害、减量、循环、回收、再生”等特点,探索设计绿色化学实验,以新方法、新途径对化学实验进行改进,使化学实验过程达到绿色化学的要求,最终体现人类生存环境的和谐发展,也可以l展微型实验,节约资源、减少污染。
五、引导学生,将绿色化学理念渗透周边人
从人的身心发展规律来看,中学阶段十分适合开展绿色化学教育教学。因为此时的学生正处于身心发展的旺盛阶段,有较强的接受新事物的能力和很强的判断是非的能力。因此,在中学化学课堂上进行绿色化学教育,是每个学生全面发展的需要,也是时代前进的需求。从初中生特点来看,在中学开展绿色化学宣传也是非常适合的,因为学生在教师的引导下,在学习的过程中自然会用绿色化学的观点去解释问题,进一步体会到化学与我们的生活是紧密联系的,并能用这样的思想去影响周围的人。
绿色化学是时展的必然趋势,是化学教育教学的目标,通过化学教学培养学生的环保意识,让学生意识到化学发展的重要性。在实际教学过程中,结合实际,采取各种形式,适时、适度、适量地对“绿色化学”理念渗透,从而培养学生的兴趣,使其积极思考,提高化学成绩,并且用实践去影响周围的人,消除人们对化学的误解,正确看待化学的发展以及起到的积极作用,从而让化学更好地服务社会。
参考文献: