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绿色化学又称“环境无公害化学”“新能源化学”,绿色化学相对于其他技术来说还是一个“新生儿”。但是所涉及的内容包罗万象,生物有机合成,生物化学,分析研究化学等诸多学科。绿色化学是指在生产制造与实际应用过程中的有效利用可再生的原材料,避免使用有害有毒的化学试剂。当代的绿色化学则是指对环境起到保护作用的一种化学技术,通过充分利用大自然的能源,使用无毒、无害的原料,避免有害物质的排放,进而避免对社会环境造成一定的影响和负担。运用太阳能源为媒介的光触媒和氢能源的生产制造与能源储备技术的研发,同时考虑到节约能源与资源,减少有害气体的排放量[1]。
2.绿色化学和绿色化学教育的区别
绿色化学最早诞生于上世纪九十年代,当时的目的只是为了探讨与利用无毒无害的化学原料,以做到最大程度的节省能源,在各种领域实现净化空气和没有污染物的捷径。从而减少对环境的污染,尽量做到零污染与零排放也是绿色化学的一大特点。绿色化学是在实验中通过化学物质间相互转化以形成新的化学物质并为之利用起来,新物质一定是对环境污染或者说污染源很小的一种物质,绿色化学是一种让人与大自然保持和谐的新理念。绿色化学教育是以未来能再继续发展为前提的一种长远计划教育方式,将科学性和人文自然相结合的教育教学方式。绿色化学教育的第一要务以持续发展为前提,最后形成一种新的绿色教育体系,过程中要反复论述人对环境影响的重要意义,培养学生正确的理解“人与社会”“科学与社会”之间的关系,以正确的价值观为导向,正确的认识绿色化学,科学化学教育的意义,做到绿色化学教育带动整个社会的正能量发展。3.中学绿色化学教育的意义中学绿色化学教育对社会,对环境以及对经济有重大的深远意义,同时,化学中的有害物质是可以被人为的避免的,显现了人的能动性,减少了对大自然的危害。绿色化学也验证了化学教育领域的科学性、先进性和技术性,与现代社会是密不可分同时也是相互作用的,是绿色化学教育发展的新阶段,是科学化学的一个新的高峰。作为现代社会的新一代,要有意识去研发新能源,做对环境更有意义的绿色化学研究,以防化学实验对社会造成更严重的污染,做到对环境无污染,无破坏,更好的容纳到绿色化学当中去,为更好的研发绿色化学投身于绿色化学工作中做出更大的贡献[2]。
二、中学绿色化学教育的实施策略
1.改进教材实验,渗透绿色化学理念
在化学实验中,常常伴随着有害气体,固体或者有色液体物的排放与形成,尤其是一些有毒物质不但直接危害了教师与学生的身体健康,如果扩散到大气中更是会对社会环境造成严重的空气污染。所以,在做一些有毒化学实验中就要将物质所排放的尾气进行及时处理,尽可能的将有害气体进行降解或者把有毒气体进行转化,转化为有益于人身健康和社会环境可以容留的有益物质。能排放出有害气体的实验就是最好的案例,更好的渗透到学生的大脑中。
2.整理组装实验教材,减少污染宣导绿色化学
通过实验过程中的先后顺序与步骤,分散合成,做到实验的连续性,上一个实验的生成物可以利用到下一个实验中去,这种方式不仅可以对绿色化学教育起到根本性作用,还可以更好的了解学生的动手操作能力,加强了学生对环境自然的保护意识,在传授化学实验的过程中,将有害气体转化成无毒气体大大的较少了污染物的排放量,也对绿色化学教育的深层次教育起到了深远的影响。
3.推动微型化学实验,增强学生绿色化学意识
微型化学实验节约药品,实验效果显著,污染小安全系数高等特点,推行微型化学实验主要体现在,可以开发高中生的动脑思考与创造性思维方式,增强了学生保护资源,保护环境的意识,因为是微型实验,所以相对减少了实验中的各种浪费,一个成功的微型化学实验,不仅可以节约实验所用成本,避免了有毒气体的排放,还大大的提高了学生对绿色化学教育的认知[3]。
4.研发原子经济反应,选对路线树立正确的绿色化学观念
使用原子经济反应最早是美国斯坦福大学的一名化学家提出的,所谓原子经济反应是指原料中有多少原子转化成了产物,而不是产生了废弃物等有害气体,达到废弃物的排放量最小化或者说不排放,将原子的使用程度达到最大化的利用率。最大限度利用每一个原子,使原子间结合达到既利用了原子又没有排放污染物。
【关键词】绿色化学;环境污染;环境保护
1 绿色化学的概述
1.1 绿色化学的概念
所谓绿色化学,其主要是通过采取化学方法将一些对于生态环境和人类健康有害物质,在其生产或使用的过程中消除掉。同时通过对能源进行充分合理的利用,达到以最小的成本代价换取治理环境污染的目的。绿色化学的整个过程都必须符合我国经济和环境的可持续发展战略。
1.2 绿色化学的主要特点
绿色化学最主要的特点就是原子经济性,原子经济性主要是利用化学原理,在化学物质使用的过程中或其实施的过程中充分的利用每一个原料,或者是将一些废弃的原料原子通过化学转换的方法转化为一些新的化学物质,再进行充分地利用,从而可以实现“零排放”,不会对周边生态环境造成污染。另外,也可以将绿色化学看作是传统化学工程的一种可持续发展战略,将传统的粗放型化学生产过程,转变成为现代绿色集约型的化学生产过程。
1.3 绿色化学的重要性
虽然我国社会经济的快速增长,工业化进展也日益加快,但由于前期我国粗放式的发展模式,以至于对原有的生态环境带来严重的污染,甚至影响到人们的身体健康。根据相关数据显示,各种有害气体、水以及固态废杂污染都呈现出日益增长的趋势,例如在农村耕地中大量使用一些化肥、农药以至于出现土地日益贫瘠的现象;在人们的日常生活中使用的塑料袋,导致白色污染日益加重。
当人们意识到这些环境污染的严重性时,也开始了加大了污染治理的力度,然而也付出了较高的代价。因为有些环境污染是不可能在短时间可以解决的,例如全球变暖、雾霾天气、臭氧层破坏以及农田重金属污染等。所以,如果想要解决环境污染问题,同时促进工业经济发展,那么就必须严格使用绿色化学的方法和技术,以此来实现环境和经济的可持续发展策略。
2 绿色化学与环境污染
2.1 环境污染与绿色化学的相关问题
目前,由于化学物质所带来的环境污染有水、空气污染,尤其是空气污染问题尤为严重。主要是由于空气中含有大量的含氮氧化物和二氧化碳所造成空气污染,它们主要是在能源的消耗过程中所产生的,例如石油、煤炭等燃料在燃烧过程中所产生的,另外就是来源于一些化学工厂生产硝酸的过程,排向空气的废气中还有大量的含氮物质。当这些废气中的含氮物质和空气中的二氧化碳相遇后,再经过紫外线的照射,就会产生一系列的化学反应,产生很多大城市所存在的光化学烟雾,在阳光特别强烈的夏季表现的尤为突出,继而对地球的臭氧层造成严重的破坏。所以,如何更好地从根本上解决环境污染所带来的问题,已经成为人们亟待解决的问题。
绿色化学就是对那些影响人们身体健康和生态环境的化学物质,对其生产的源头进行消除,杜绝出现有害有毒的物质。因此,绿色化学已经成为人们追求绿色环境的最佳方法。
2.2 绿色化学在环境保护中的研究成果
目前,对于绿色化学的研究也日益受到人们的重视,绿色化学在环境保护的很多方面也取得了较好的研究成果,主要表现在以下三个方面:
第一,能源清洁。至今为止,煤炭一直是我国非常重要的能源来源。绿色化学技术在我国得到推广以来,相关部门和企业也开始着重处理煤炭燃烧所带来的环境污染问题,而且大力推广煤炭液化以及洗煤技术。另外,我国的一些清洁能源技术也得到了快速地推广使用,例如核能、水能、风能以及太阳能等,在很大程度上也避免了由于能源制造过程所产生的环境污染问题。
第二,二氧化碳也得到了较为有效地吸收。二氧化碳是造成温室效应的罪魁祸首,而且目前全球的温室效应问题也日益严重,而二氧化碳的主要来源就是燃料燃烧所带来的。然而二氧化碳过量问题在短时间是不能解决的,如何更好地处理和吸收二氧化碳也开始引起了人们的关注。随着绿色化学技术的发展,目前也研制处理了很多吸收二氧化碳的方法和技术,例如膜分离技术、碳酸钾加热化学吸附法等。
第三,越来越多的环境友好的产品得到了开发。正是由于人们对于环境保护问题开始了日益关注,而且对于环境保护也提出了更高的要求,不但要对已经出现的环境污染源进行控制和治理之外,还要求更多地开发出新的、绿色的能源,以便于建造更加适合人类居住的自然生态环境。在一些传统的化学工艺中,很多化学原料都是有害物质,会对人们的身体健康和生态环境造成一定的威胁。而随着现代科技的快速发展,人们开始采用生物作为原材料,然后使用酶作为催化剂,这样就可以从根本上消除一些污染源。
3 绿色化学的发展方向
3.1 开发利用一切的绿色能源
在传统的能源获取方面,燃料燃烧的过程中有大约60%的能量都会由于不同的原因被消耗掉,这样的能源有效利用率实在是太低了。目前,虽然水利发电已经开始作为商业运用的可再生资源,但是其电量也仅占所有发电量的18%左右。所以需要大力发展一切可再生资源作为能源的来源,例如风能、太阳能等,从最根本上解决能源制造过程中所产生的环境污染问题。
3.2 大量可再生材料的重复使用
对于一些难以降解的材料进行二次利用,或者一些可再生材料进行多次重复使用。借助绿色化学技术将原有的化学物质结构进行改变,以此衍生出具有其他功能的精细化学品。就目前我国环境保护情况而言,使用绿色化学技术对可再生材料进行使用,正逐步成为引领和开展绿色革命的重要课题,而且也将促进环境保护技术的大力发展。
3.3 实现农药化学的绿色化
农药化学已经成为了一门单独学科,其是由生物学与有机化学交叉而形成的。在农村,与生态环境接触较多的化学污染主要来源于农药、化肥等,而且农药、化肥污染已经成为全球化环境污染的重要影响因素之一。然而,在对植物的保护过程中,农药以及化肥依旧是起着非常关键的作用。如何更好地促使农药和环境得到友好相处是目前化学农药的主要发展方向,那么大力发展农药化学的绿色化也已经成为迫在眉睫的问题。
4 绿色化学的可持续性发展
如何更好地解决环境污染问题,保持社会经济和环境的可持续发展已经成为现代人们研究的重要课题之一。那么就需要采用绿色化学的方法和途径,对绿色化学技术和方法进行更加深入的科学性研究,以此发展绿色化学技术。与此同时,也要改变人们对环境保护传统观念,将可持续发展作为环境保护的基本理念树立于人们心中。只有在整个过程中对资源进行充分、全面地利用,才能够更好地推进低碳经济的快速发展,构造出一个人和自然和谐相处的生活居住环境。
5 结论
绿色化学不但是要利用化学原理实现“零排放”,而且也是化学发展的新目标。绿色化学的应用能够真正地实现社会经济和环境的可持续发展。
【参考文献】
[1]朱池平.环境污染是化学惹的祸吗[J].化学教育,2013(01)。
[2]曹亮亮.环境保护从绿色化学开始[J].科技致富向导,2011(17).
[3]李金东.化学教学与环保教育相结合的一点思考[J].科技资讯,2013(06).
[4]薛建跃,李雷.绿色化学和环境保护[J].安徽化工,2013(04).
关键词:绿色环保理念;中职化学;渗透;策略
一、绿色化学的理念和优点
绿色化学是近十年才产生和发展起来的,是一个 “新化学婴儿”,又被称作“环境无害化学”、“环境友好化学”、“清洁化学”,相比传统化学,绿色化学具有以下优点:
1.提高资源和能源的利用率,采用无毒、无害的新型环保原料.
2.在无毒、无害的条件下进行反应,大大降低实验废弃物对环境的污染.
3.提高原子的利用率,使所有作为原料的原子都被产品所消纳,力图实现“零排放”.
4.生产出更有利于环境保护和人体健康的环境友好型产品.
基于绿色化学的以上特点和国家政府对环保的支持和关注,如何在中职化学教育中充分渗透落实绿色环保理念、如何在实际教育教学中实现绿色化学等问题成为现代中职化学教育面临的现实困境.
二、中职化学教学中绿色环保理念渗透的途径
1.在理论教学实践中贯穿绿色环保知识
绿色化学作为比较新的理念,在中职化学教授过程中应当在适当的机会作为重要的补充知识加入其中,对教材内容进行整合,然后渗透到教学环节.比如,在讲碳的相关章节的时候就可以设置低碳探究活动.首先提出问题:你所了解有关三大能源的知识有哪些?三大能源物质各自的利弊?对地球环境的影响?这些开放式的问题既可以丰富学生的知识,而且可以激发学生主动学习的热情.再次,在碳知识的讲授过程中,让学生对碳的历史、现状都有所掌握,并且深入了解其分子结构、氧化还原反应过程,让学生从能源结构角度意识到低碳环保的必要性和重要性.最后联系实际,从新能源的发展入手,结合当代的新能源汽车,太阳能电池等等,让学生了解到新能源在环保中的重要作用.
2.在实验教学中做到绿色化学,加强学生的绿色环保意识
绿色化学在化学实验中的渗透要求化学实验方案的设计都要从绿色环保和可持续发展的理念出发.在实验药品的选择、基本操作的规范化、药品用量的节约化、实验废物规范处理等方面都要对学生提出严格的要求.例如,在Mg的提取及应用实验中,指出氯气可以循环使用,易溶于水形成盐酸,这样既可以节约资源又可以减少废气对空气的污染.实验室制氯气的实验中,多余的氯气用氢氧化钠溶液进行吸收,防止尾气对环境造成污染.在原电池的教学中指出化学电源会对土壤、地下水等产生的严重污染问题,并号召学生回收旧电池,设置专门的电池回收处,将环保知识真正落实到实践中去.
在实验教学中还可以通过不断的创新,在不影响实验结果和质量的前提下,本着环保的原则对实验进行改进和创新.例如,在浓硝酸和铜片反应的实验中,产生的二氧化氮气体是有毒有刺激性的气体,直接污染环境和危害人的身体健康.如果将实验中的铜片用铜丝来代替,在反应过程中,只需要把铜丝拉出到溶液外就可以中断此化学反应,这样既可以看到实验结果从而达到教学目的,又可以减少不断逸出的二氧化氮对环境的污染.另外可以把二氧化硫的制备与性质这类有毒的实验改成针筒式的密闭实验,这样产生的有毒气体就不会排到空气中去,污染环境,危害人的身体健康.
3.在课外实践教学中,让学生切身体会到污染的严重性,开展环保行动
根据中等职业教育模式,课外实践教学也是教学环节的重要组成部分之一.学生在课堂上所学到的环保知识和养成的环保意识最终通过学校和社会联合组织的教学实践活动进行强化也显得尤为重要.学校可以组织学生到附近的工厂参观,对附近污染的湖泊、渔场进行取样,与环境污染当地的民众进行沟通交流,这样直观的面对环境污染的种种结果,能够更加引起学生内心的共鸣从而加深对环保的认识,切身感受到环保的必要性,并引导学生亲自参与到环保行动中去.在切身的实践中,使学生了解周围污染的原因并分析其产生原因与对策,在进行环保知识教育的同时,引导学生将课本上的知识用于生活的实践中,无形中增强了学生的社会实践能力和分析解决问题的能力.
4.借助现代网络等多媒体优势,发掘最新绿色化学资源,开阔学生视野
如今我们处在一个网络时代,这为我们获得最新的资讯提供了良好的条件.我们应该充分利用好这个工具,挖掘网络上与绿色化学相关研究成果,还可以将其整合,选择性的融入课堂教学,开阔学生视野,保证教学内容的最新性.
参考文献:
[1]李红.在化学教学中进行绿色化学教育的途径[J].考试周刊,2011(21).
[2]张韵红.在化学教学中渗透绿色环保理念[J].科学教育,2010(4).
关键词:化学工业;发展现状;发展趋势
一、化学工业
化学工业是以天然物质或其它物质为原料,利用这些物质的性质或形态变化,或以这些物质组合、加工成对国计民生有价值的化学产品的一种工业。
二、化学工业的特点
(1)在国民经济中占有重要地位;(2)产品品种繁多、原料广泛、工艺多样、流程复杂;(3)装置型工业;(4)资金密集型、资源能源密集型、知识技术密集型;(5)污染大户;(6)安全问题;(7)科研和新产品开发费用高。
三、我国化学工业的发展现状
(一)水污染
水污染是指污染物进入水体中的数量达到水体原有功能的程度。现在水污染十分的严重,全世界污染而不能喝的水的地方很多。我国1997年废水排放量达416亿吨,其中工业排放227亿吨,生活排放189亿吨。近几年来,我国的水系受到了严重的污染。据调查,近年我国的七大水系、湖泊、水库、部分地区地下水及近岸海域都受到不同程度的污染。
(二)大气污染
大气污染主要有两种:人为和自然。而其中人为的为大部分的,大多是因为石化原料的燃烧或废弃物的燃烧等。
(三)土壤污染
土壤是人类赖以生存的地方,作为我们生产生活的重要场所。它主要表现在土壤失去活力,土地沙漠化,没法耕种。
四、我国化工行业的发展趋势
(一) 能源化工领域的发展方向
目前,世界日益加剧的社会问题使人们不得不关注到能源上来。随着矛盾的加剧,能源将推到一个更高的台阶之上。
在我国这些问题更加的明显,虽然我国很富有,但是能用的不多,人均占有量更加的少。从1992年以来我国成为石油进口国,我国石油消费不断上涨,依赖程度不断加大。而这就不得不是我国对于能源要有一个全新的认识,那就是我国必须开发新型的能源。
以上的文字和数据表明,我国以及世界的能源发展的方向和趋势是:高效化、清洁化、全球化等路线。
开发利用高效清洁能源很必要。随着社会的不断的发展,高效清洁能源的前景十分广大。此种能源有很多的途径可以得到,以下就介绍一种十分重要的高效清洁能源生物柴油。
生物柴油的开发利用迫不及待。西方国家生物柴油产业发展迅速,促进了我国的生物柴油的发展。近年来,西方国家加大生物柴油的商业化投资力度,使生物柴油的投资规模增大,开工项目增多。美国、加拿大、巴西、日本、印度等国家都在积极的发展这项产业。
随着我国石油进口的依赖度的加大,我国的能源安全已面临挑战。与国外相比,我国发展生物柴油方面有一定的差距,但就我国的条件和资源而言发展生物柴油是十分紧迫的国家发展大计。
(二)新型化学工艺的发展趋势
1.采用无毒无害的催化剂
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。绿色化学工艺要求催化剂自身应该是无毒的,特别杜绝催化剂在高温下分解,产生有毒气体,催化反应的后序分离过程也应该是环境友好操作,比如萃取操作萃取剂的选择。同时要达到经济性原则,必须保证催化剂具有低廉的造价,稳定的化学性质,较好的活性等特点。新型的绿色催化剂主要包括新型酸碱催化剂,沸石分子筛催化剂,酶和仿酶催化剂,相转移催化剂等。
2.采用无毒无害的原料
为了从源头上防止环境污染,应选用可再生的自然物质如生物质(包括农作物、野生植物)作原料。将农副产品的废弃物(如稻草、麦秸、蔗渣) 或野生纤维植物(如树枝、木屑、芦苇)加工为酸、酮、醇类化学品和糠醛; 将木质素氧化转换为苯醌; 用糖作物生产乙酰丙酸或乳酸; 用生物质气化制造氢气等, 都是绿色原料的典型例子。而用谷物和糖作物制得的葡萄糖,更是化学品优良的替代原料。如己二酸的生产,传统原料是苯(致癌物),改用葡萄糖作原料,利用的是微生物转化途径,大大提高了合成反应的绿色化程度。生物质还是理想的石油品替代原料,生物质炼制可减少或避免石油化学炼制中污染严重的氧化过程, 而且产品具有环保功能。如在我国绝大部分地区都能生长的油料林木――黄连木,其种籽含油量达42.46%,是制造生物柴油(绿色能源)的理想原料,且来源广泛,目前我国江南和华北地区已开始在大面积种植和开发。
3.采用无毒无害的溶剂
化工生产中,常用到各种各样的溶剂,甚至是危险化学溶剂。安全性是溶剂选择必须考虑的因素,包括毒性和易燃、易爆、易挥发性。工业上大量使用的溶剂是挥发性有机溶剂,既有使用风险又会带来环境污染。更多地采用无毒无害溶剂也是绿色化学工艺的方向之一。应提倡使用更安全的传统溶剂(比如水)或替代品,尽量用无毒或低毒物替代剧毒物,用不燃或可燃物替代易燃物,例如用甲苯替代苯,用煤油替代汽油等。
关键词:社会发展;化学;依赖
中图分类号:G427文献标识码:A 文章编号:1992-7711(2014)04-020-1
一、化学在推动人类进步和科技发展中起到了核心科学的作用
作为一门基础科学,化学为其他科学技术的发展提供了基础,同时它与其他学科之间的相互渗透对各门学科的发展起了推动作用,还产生了许多交叉学科。
1.为人类进步提供物质基础。进入20世纪以来,人类开始遇到人口增长、资源匮乏、环境恶化等问题。不过在过去的100多年中,化学以其理论和方法通过分析、合成和控制化学过程等手段,在解决这些问题时起到了核心和基础作用。
2.在相关学科的发展中起了牵头作用。化学促进其他学科向分子层次发展,带动其他学科的过程研究,带动了材料科学的发展。化学实验方法学推动其他学科在分子层次上观察和测定物质的变化过程。化学不断研究和建立各种分析和检测方法,检测物质组成、形态、结构、理化性质的原理、方法和技术,推动了各个学科的发展。
二、化学是环境保护事业的强大支柱
1.科学技术是双刃剑。传统化学工业给人类环境带来的污染已十分严重,引起了社会各界的关注,而且物质经化学变化而转化为对人类有用的产品。世界化学化工产品已达到七万种之多。化学品极大地丰富了人类的物质生活,提高了生活质量,并在控制疾病、延长寿命、增加农作物品种和产量、在食物的储存和防腐等方面起到了重要作用。但在生产、使用这些化学产品的过程中也产生了大量的废物,污染了环境,全世界目前每年产生的3~4亿吨危险废物(中国化学工业排放的废水、废气和固体废物分别占全国工业排放总量的22.5%,7.82%,5.93%),给人类带来了灾难,解决污染已成为21世纪人类环境问题的科学挑战。我国的乡镇企业,特别是化工、染料、造纸、皮革等污染较严重的工厂应从环境保护大局出发,一方面研究和改革工艺流程,采用符合绿色化学要求的化学过程,减少和消除污染;另一面要重视现有的废物处理,要严格控制排放标准,解决三废治理问题。做好环境保护,为子孙后代造福,这是对人类负责和关心的态度。
2.绿色化学。绿色化学是指化学反应和过程以“原子经济性”为基本原则,即在获取新物质的化学反应中充分利用参与反应的每个原料原子,实现“零排放”,不仅充分利用资源,而且不产生污染;并采用无毒、无害的溶剂、助剂和催化剂,生产有利于环境保护、社区安全和人身健康的环境友好产品。绿色化学化工的目标是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。对生产过程来说,绿色化学包括:节约原材料和能源,淘汰有毒原材料,在生产过程排放废物之前减降废物的数量和毒性;对产品来说,绿色化学旨在减少从原料的加工到产品的最终处置的全周期的不利影响。绿色化学不仅将为传统化学工业带来革命性的变化,而且必将推进绿色能源工业及绿色农业的建立与发展。
从绿色化学的目标来看,有两方面必须重视:一是开发以“原子经济性”为基本原则的新化学反应过程,另一个是改进现有化学产业,减少和消除污染。
3.光合作用――一个值得各学科共同研究的重大课题。植物的光合作用是地球上规模最大的化学反应,它把太阳光能转变成化学能,把无机物、二氧化碳和水变成有机物并释放出氧气。在生物体内把光能变成化学能的能量传递效率为90%~98%。可以说,植物是地球上的第一生产力。
过去人们不知道光合作用使二氧化碳和水转化为有机物的内在过程。有了更为精确和先进的研究方法、手段和仪器后,化学科学就可能把这一过程搞清楚,这样才能模拟光合作用,让水和二氧化碳作用放出氧气生成有机物。这将为太阳能的利用开辟新途径。
三、未来化学的作用和地位
1 考查能源分类
例1 (2007年兰州市中考题)太阳是人类的“能源之母”,下列地球上的能源中,来源于太阳的是( )
A、地热能。B、煤、石油、天然气。
C、潮汐能。D、核。
解析 煤、石油、天然气属于化石能源,它是由古代植物的遗体,深埋在地下,经过多年地质变化而来的,而植物的光合作用将太阳能转化为化学能储存在植物体内;而只有化石能源、水能、风能来于太阳能。故上述能源中只有煤、石油、天然气来源于太阳能。答案:选B。
2 考查环保问题
例2 2008年的北京奥运会倡导“绿色奥运”,“绿色”的含义包括“绿化城市、绿色生活、绿色消费、人与自然和谐发展”等内容。“绿色奥运”需要从我做起,从身边的小事做起,下列做法中符合“绿色”理念的是( )。A.随意将矿泉水瓶扔在林区。
B.选用优质电池、不乱扔废旧电池。
C.驾车时经常在居民居住区大声鸣笛。
D.电视、空调等电器不使用时仍让指示灯亮着处于待机状态。
解析 随意将矿泉水瓶扔弃在林区,若下雨时矿泉水瓶内进入一定量的水,则矿泉水瓶相当于一个凸透镜,对光线有会聚作用易引起火灾,故A做法是错误的;选用优质电池可以节能,废旧电池对环境污染非常大,一定不能乱扔,B做法是正确的;在居民区内大声鸣笛,影响居民的正常休息、生活,发生噪声污染,故C做法是错误的;电视、空调处于待机状态时仍然消耗电能,造成能源的浪费,故D做法是错误的。答案:选B。
3 考查节能问题
例3 (2006年长春市中考题)目前大多数家用电器都有待机功能,如有的电视机可以用遥控器关机而不用断开电源,即处于待机状态,在此状态下电视机仍消耗电能。
(1)如果某家庭中用电器的总待机功率为20W,每月总待机时间为600h,每月将消耗多少电能?
(2)据报道,我国城市家庭中,用电器在待机状态下,消耗的电能约占家庭消耗总能的10%,对此现象你有什么建议?
解析 要针对这种现象对消费者提出你的建议,就要根据题目提供的信息运用所学的物理知识,计算出每月待机所消耗的电能,然后从使用和制造两方面考虑,提出你的建议。
(1)W=Pt=0.02kW×600h=12kW・h。
(2)从使用方面:看完电视后及时关掉电视机上的电源开关(或拔掉电源插头),而不用遥控器“关机”;从制造方面:要改进设计,提高技术,使电视机的待机功率减小或取消待机功能等。
4 考查能源转化
例4 (2007年宁波市中考题)近期澳大利亚科学家进行了这样一项实验:他把自己关在一个密封舱里,并将密封舱浸没在一个湖中,在水下生活了12d,他的大部分时间都过着自给自足生活。(1)他通过踩踏一辆特殊的自行车来发电。自行车转动时,______能转化为电能。(2)他利用海澡的_____作用来吸收密封舱内的二氧化碳,从而得到空气。
解析 自行车发电是将机械能转化为电能,由于植物的光合作用需要二氧化碳,而放出氧气,所以利用海藻能够得到氧气,供人呼吸。
5 考查新型能源
例5 (2007年温州市中考题)如何解决当前面临的“能源危机”,实现可持续发展,已是当务之急。(1)生物能源是一种可再生的新能源, 它是绿色植物通过_____作用由太阳能转化而来的;(2)沼气是农村推广使用的一种新能源,它的主要成分是甲烷(CH4。)。沼气发电是把沼气中的______能转化为电能;(3)利用温差可以发电。某种新型温度计,它的工作原理如下图所示。将A端置于待测的高温处,与B、C端存在温度差,电路两端就会产生电压(图中虚线框部分相当于电源),电流表会有示数显示对应的温度。电路电压与A端及B、C端的温度关系如下表所示。当A端的温度为200℃,B、C端为20℃,定值电阻R=10Ω,通过电流表的电流为多少mA?
解析 绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能,供植物生长;而沼气的发电是利用植物的根、茎、叶中的化学能转化为电能的;通过数据表格可以看出,当A端的温度为200℃,B、C端的温度为20℃时,产生的电压对应为15mV,所以由欧姆定律可得:
I=U/R=15mV/10Ω=1.5mA。
关键字:绿色化学 化学教学
化学在为人类创造财富的同时,给人类也带来了危难。传统的化学工业给环境带来的污染已十分严重,目前全世界每年产生的有害废物达3亿吨~4亿吨,给环境造成危害,并威胁着人类的生存。绿色化学一提出,立即得到世界广泛响应。
按照美国《绿色化学》(GreenChemistry)杂志的定义,绿色化学是指:在制造和应用化学产品时应有效利用(最好可再生)原料,消除废物和避免使用有毒的和危险的试剂和溶剂。绿色化学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;反应物的原子全部转化为期望的最终产物。而今天的绿色化学是指能够保护环境的化学技术。它可通过使用自然能源,避免给环境造成负担、避免排放有害物质。利用太阳能为目的的光触媒和氢能源的制造和储藏技术的开发,并考虑节能、节省资源、减少废弃物排放量。
如何在化学教学的过程中体现绿色化学理念,在潜移默化中对学生进行绿色化学理念的教育呢?
首先,教师在教学活动中起主导作用,只有教师首先形成绿色化学的理念,才能对学生形成引导,才能在实施环境教育过程中,向学生阐述绿色化学的观念、要求,使他们树立起防治污染,保证人类生存质量的责任感。
1、教师要树立可持续发展的观念,绿色化学有利于保护人类赖以生存的环境、实现人类社会的可持续发展。
2、教师要在课程教材中体现绿色化学的理念,使绿色化学的思想和内容贯穿于化学教育的始终。教师在课堂教学、实验等方面,要始终贯彻绿色化学理念;要让学生了解绿色化学,树立起绿色意识,培养学生从事绿色化学研究与开发的能力。
3、教师要勇于创新,探索改革。教师不仅担负着普及、宣传化学知识的使命,而且还应该进行教学科研,对传统的教学内容,方法提出思考,进行改革,使化学教育能够得到发展。
其次,在化学教学中要渗透绿色化学的思想。
从绿色化学的角度来看,中学化学中许多物质的制取反应、化学工艺等都是值得讨论和重新考虑的。这给课堂教学改革、培养学生的创新精神和创新能力提供了良好的契机。
1、在课堂教学内容中适当延伸,渗透绿色化学理念,增强环保意识。
在课堂教学中以相关物质的性质及用途为延伸点,系统介绍危害人类生存环境的臭氧空蚀现象相关信息,使学生对自己的处境有一个比较清楚的认识。如学习完《氧气的性质和用途》之后,结合教材中的选学内容《臭氧》,向学生介绍“臭氧层空蚀现象”。师生共同解析危害、探究空蚀原因并鼓励学生做一个爱护臭氧层家庭小主人和爱护臭氧层的消费者。在日常生活中,主动购买带有"中国环保标志、爱护臭氧层"或"无氟氯化碳"标志的产品如冰箱、空调等。在教学中介绍环保知识,让学生既认识环境污染的重要性,又认识环境改造的可能性。从而提高学生学习化学的积极性。
2、结合化学实验教学,增强学生的环保体验。
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。课堂教学过程中要严格规范实验操作,尽可能减小污染。因此,化学实验教学中要力求利用最少的实验药品,获得最佳的实验效果,最大限度的减少废弃物;创新改进实验,减少环境污染。如微型实验;封闭式一体化实验;利用实验―投影放大等多媒体手段实验教学。
(1)微型化学实验具有现象明显、效果良好、节约实验材料和时间、减少污染、安全、便于携带等优点。在微小型的仪器中,用尽可能少的试剂来进行实验(一般为常规量的十分之一至千分之一)。微型化学实验不是常规实验的简单微缩,它是在绿色化学理念下对常规实验进行改革和发展的必然结果。尽可能小剂量是微型化学实验的核心,这是化学实验改革和发展的动力之一,是绿色化学理念在化学实验中的具体体现。因此在日常的化学实验教学中,请使用微型实验仪器。
(2)在中学化学教材中,有些实验指明了药品浓度,有些实验没有指明了药品浓度。如果对涉及药品浓度的实验探索和改进,既节约了药品、保证了实验效果,又减少了环境污染。例如指示剂浓度的减少,指示剂酚酞、石蕊等原浓度为0.5%~1.0%,经改进可减少到0.1%~0.25%,也可以相应减少酒精的用量。作为化学实验教师,应具有绿色化学的思想,尽可能地降低实验药品浓度,减少药品的损耗,预防环境污染。
(3)创新改进实验,减少污染。例如铝热反应,原来实验是把滤纸叠成大漏斗,里面放药品,用的药品多,做完实验,粉尘和挥发物质使教室污染太严重。改进后的实验是把粉笔蘸上酒精,在粉笔上做一个非常小的凹槽,把铝热剂倒在凹槽里,然后放少量的氯酸钾,引发铝热反应。从酒精燃烧到引发铝热反应大约半分钟。操作安全,现象明显,用药品又少,既环保又节约。
化学工业是国民经济的基础性产业,为经济发展和人们生活提供了物质基础。长期以来,污染一直是困扰化学工业的致命问题,制约着化学工业的健康发展。化工过程既伴有原子间的重新组合,又有相变发生,因而在节能降耗方面潜力很大。近年来,化工生产绿色化的研发和应用正方兴未艾。
绿色化工就是在化工产品生产过程中,从工艺源头开始运用环保理念,推行源消减、进行生产过程的优化集成、废物再利用与资源化,从而降低成本与消耗,减少废弃物的排放和毒性,减少产品全生命周期对环境的不良影响。绿色化工的兴起,使化学工业环境污染的治理由先污染后治理转向从源头上根治。
绿色化工理念注重从产品的全生命周期来考察其生产和使用对环境带来的影响,包括绿色原料、绿色产品和绿色过程等方面。要真正实现化工生产的绿色化,首先要从源头上减少有毒有害物质的使用,运用绿色化学的手段实现零排放;其次从工艺和设备两方面着手,大力研究开发从整个工程链中减少或消除污染的绿色工程技术,并在此基础上进行过程系统综合,降低能耗,实现废物最小化和环境影响最小化;然后从循环经济角度提高资源的综合利用率,降低废物产生和排放。
绿色化工已被全球列为21世纪实现可持续发展的一项重要战略,是解决资源、能源紧缺和环境恶化的重要途径,是提高人类生存质量和保证国家与民众安全的核心基础科学与技术。绿色化工和清洁生产工艺技术将向节能、环保的方向发展。化学与材料、生命、信息、能源、资源、环境等领域的结合将开辟新的发展方向,为提高人类生活质量和环境改善提供多种途径。
一、全球绿色化工态势
1995年美国设立“总统绿色化学挑战奖”,自1996 年开始每年颁发一次。1997年成立了绿色化学协会,致力于环境友好化学合成和处理的教学、科研工作。美国加州提出两项州议案,要求按照加州绿色化学行动法促进绿色化工发展。美国已着手创建一项能够明确鉴别绿色化学品和绿色工艺的综合性工业标准,实行绿色化工第三方认证,目前有近50家单位在参与制定。
欧洲的绿色化工也很活跃。英国的绿色化学网从2003年开始创建,2006年成员已达到1500家;为鼓励绿色化工,英国还设立绿色化工水晶奖、英国绿色化学奖、英国化学工程师学会环境奖等奖项。法国化工业正逐步将农作物用于化工领域,据预计,未来农业领域绿色化工创造的财富很可能超过农产品本身。
日本已从污染型的工业社会转变为全球环境的领跑者和节能超级大国。与1990 年相比,2006 年日本化学工业减少二氧化碳排放15%,而同期化工产品总产量却增加了30%。2000年日本成立了绿色与可持续化学网络,开展绿色与可持续发展化学的研究开发、教育、奖励、国际间的合作、信息交流等工作,并发起设立“绿色和可持续发展化学奖”。
巴西因拥有丰富的植物资源,生物塑料的生产成本比其他地区低很多,从而吸引了众多投资者。巴西的公司已经将中等规模甘蔗基高密度聚乙烯推向市场,并在生物基乙醇生产、生物乙醇制烯烃、生物基丁烯等方面有较快进展。一些跨国公司也积极参与巴西的绿色化工计划。不远的将来巴西将成为全球最大的绿色塑料生产国。
大型石化公司正努力发展绿色化工,不断提高能效,以降低温室气体排放,使用对环境友好的新工艺,减少生产过程的环境污染。如,阿克苏诺贝尔公司销售产品的18%来自其“生态优质”产品,与市场上的主流产品相比,留下的环境印迹低得多,公司到2015年计划将此份额增加到30%。
二、国内绿色化工进展
石化工业是国民经济的支柱产业。2010年我国石化行业规模以上企业总产值达8.88万亿元,占全国规模以上工业总产值的12.7%。石化产品广泛用于工业、农业、人民生活等各个领域:它为农业提供化肥、农药和塑料薄膜等,为能源、交通和居民生活提供石油、天然气、液化气等燃料,为汽车、船舶、航空航天、机械工业等提供合成材料、轮胎、涂料和胶粘剂等产品,为纺织工业提供合纤单体、合纤聚合物、染料及纺织助剂,为轻工家电业提供各种塑料材料、功能材料,为电子工业提供印刷电路板基材、塑封料、光刻胶、高纯试剂和特种气体等,为建筑业提供塑料建材、保温材料、建筑涂料、防火材料等,为医药工业提供基本化工原材料,为军事工业提供军用化工产品,为人民生活提供各种相关的日用化学品……
我国化工产业的出路就在于摒弃粗放的生产模式,推崇“绿色化工”,发展环保型产品,采用先进技术,实现清洁生产,最大限度地降低三废排放量,采用循环经济手段,提高资源利用率。
科学发展强调人与自然的和谐。
2006年国务院《关于落实科学发展观加强环境保护的决定》指出,我国环境保护虽然取得了积极进展,但环境形势严峻的状况仍然没有改变。
我国绿色化工研发正在兴起。南开大学与天津大学已于2003年联合组建了天津绿色化学化工实验室。2008年2月,广州化工集团有限公司等11家企业和华南理工大学、南开大学、浙江大学等6所重点高校发起组建的广州绿色化工产学研战略联盟正式启动。
绿色化工产品应用备受关注。如,绿色化工材料和技术渗透到了北京奥运会的方方面面,为北京奥运会成功举办发挥了重要作用。
三、南京化工园区绿色化工思考
1.发展现状
南京化工园区按照“国际一流、国内领先”的要求,经过10年的发展已初具规模,各项事业正蓬勃发展。园区在绿色化工方面做了大量工作,取得了较好成效。园区实现了集约发展,通过公用工程共享,提高了土地利用率;采用热电联供,实行按能级配置使用能源,提高了效率;强制推行清洁生产审核和循环经济试点工作,企业节能降耗有了明显改善。
(1)绿色碳一化工产业链。合成气是碳一化工的源头,园区合成气实行集中供应,生产效率高,资源和能源得到合理利用,废弃物少。惠生(南京)化工有限公司以煤为原料生产合成气,向菱天公司、蓝星公司和扬巴公司供应,并分离出一氧化碳产品供给塞拉尼斯醋酸装置,多余的一氧化碳和氢气生产出甲醇。实现了一氧化碳和氢气合理配置,最大限度地提高煤的有效利用率,降低碳排放。
项目采用世界上最先进工艺技术,其中煤气化采用GE 德士古水煤浆气化技术;工艺气体的净化和CO深冷分离采用林德公司低温甲醇洗工艺;甲醇合成单元采用国内自主开发的高效等温反应器和高性能合成催化剂;精馏系统采用“三塔”流程。同时配套克劳斯装置回收煤气中的硫,极大地减少二氧化硫排放,属于清洁煤化工项目。此外,项目还利用余热发电,有效地利用了煤的化学能,实现了企业一半用电量自给。项目还做到废水循环利用,废渣深加工利用、废气提取二氧化碳综合利用。
在醋酸合成方面,园区集聚了两大世界一流的醋酸生产商BP和塞拉尼斯,它们的生产技术属当今世界顶级技术。从合成醋酸的反应方程式看,甲醇羰基化合成醋酸符合“原子反应”要求,反应只有一步,全部的反应物原子都变成了产物,没有原子损耗。
Celeance 公司在传统Monsanto 法的基础上开发成功AO Plus 工艺,与传统Monsanto法比优势明显:装置的时空产率提高到20-40mol醋酸/升·小时;投资费用节省40%;公用工程消耗降低30%。近年,塞拉尼斯公司对AOPlus 的技术进行了改进,可将装置产能由120万吨/年提高到150万吨/年,单位产品成本大大下降。
BP 公司在Monsanto 法基础上改进,于1996年推出了BP Cativa工艺。催化剂体系具有如下优势:主催化剂便宜;稳定性好,可以维持高得多的浓度,具有更高的时空产率20-30mol醋酸/升·小时;投资费用节省10%-30%;由于体系中水浓度低于2 w%,副产物丙酸少,因此公用工程消耗降低20%-40%;采用该技术,可将原有装置产能提高30%以上。
(2)聚氨酯材料。聚氨酯是由多异氰酸酯和聚醚多元醇或聚酯多元醇或/及小分子多元醇、多元胺或水等扩链剂或交联剂等原料制成的聚合物,广泛应用于汽车制造、冰箱制造、交通运输、土木建筑、鞋类、合成革、织物、机电、石油化工、矿山机械、航空、医疗、农业等领域。由于它的使用可以节省能耗,因而属于绿色化工产品。园区在聚氨酯领域有较强的综合能力。
(3)绿色涂料及助剂。“绿色涂料”是指节能、低污染的水性涂料、粉末涂料、高固体含量涂料和辐射固化涂料等,主要是从减少涂料总有机挥发量、降低溶剂的毒性、提高用户的安全性等方面加以改进。
我国是涂料生产大国,但高性能环保型涂料的发展落后于发达国家。化工园区在“绿色涂料”领域形成了产品集聚,有环保助剂、高性能树脂和安全的涂料产业链。如长江涂料公司年生产能力8万吨,是我国涂料行业设施最齐全、设备最先进、工艺领先、技术超前、环境优美、国内一流、国际接轨的现代化油漆制造基地,国内涂料10强企业。
园区还是国内最大的醇醚溶剂基地。醇醚类溶剂与水有很好的相溶性,被广泛地用于水性涂料,作助溶剂,起偶联使用。德纳(南京)化工有限公司目前有丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇丁醚、乙二醇丁醚醋酸酯六套生产装置,其中丙二醇甲醚和丙二醇甲醚醋酸酯生产能力达到10万吨/年,产品质量达到电子级;乙二醇丁醚生产能力达到9 万吨/年,乙二醇丁醚醋酸酯生产能力达到3万吨/年。
(4)水处理剂。水处理产品和服务是环保产业的重要组成部分。纳尔科工业服务(南京)有限公司由全球最大的水处理剂制造商美国纳尔科公司投资设立,年产3.7万吨水处理剂,包括年产7000吨橡胶聚合体、5000吨液态聚合体和年产2.5万吨混合物等市场畅销产品,最终将实现年产15 万吨产量的规模。工厂设备先进、生产工艺世界一流,定位为纳尔科在全球的核心生产厂之一,可供应纳尔科产品线的所有核心技术产品。
(5)资源综合利用。在乙烯裂解过程中,主要产品为“三烯(乙烯、丙烯、丁二烯)三苯(纯苯、甲苯、二甲苯)”,同时也生产一定量的碳四、碳五、碳九等副产品,这些副产品中碳四已经得到较好的利用,碳五、碳九的利用与否直接关系到资源综合利用水平的高低,对园区绿色化工建设有重要影响。
南京源港精细化工有限公司碳五综合利用项目包括8 万吨/年碳五分离装置、2万吨/年碳五石油树脂装置,是目前国内同类装置中规模较大的企业之一,主要产品为双环戊二烯、脱环碳五加氢树脂。
南京齐东化工有限公司正在新建16万吨/年裂解碳九深加工项目,生产石油树脂7万吨。
2.对策措施
(1)引入“生态效率分析”方法并制定相应标准,定量、科学地评价入园项目。
(2)构建园区的绿色化工政策环境,一方面限制污染大的项目进入,另一方面鼓励绿色化工项目。
(3)项目入园需要进行前置性技术先进性、环境安全性评价,优先选用绿色化工项目。
(4)加大力度,提升园区现有企业技术,削减污染物、有毒物的产生和排放。
(5)以生态园区创建为契机,加强循环经济建设,提高资源利用率。
(6)加强对企业的监管,杜绝偷排现象,保证装置的安全运行,降低事故率。
(7)建立绿色化工专项基金,奖励绿色化工项目,资助绿色技术开发。
(8)跟踪国内外绿色化工技术、工艺和产品,向企业推荐新技术、新产品。
(9)建立绿色化工工程研究中心,开发利用和推广有市场前景的绿色化工技术。
3.今后重点发展的项目
(1)环氧丙烷。国外以过氧化氢和丙烯直接合成环氧丙烷技术已成熟,我国也正在积极研发。2010年我国环氧丙烷总产量约124万吨,大多采用污染较严重的氯醇法工艺生产。该工艺设备腐蚀严重,而且产生大量氯化钙和工业废水,难以处理。而过氧化氢直接氧化法生产环氧丙烷,几乎不产生三废。BASF公司和韩国SKC公司分别建成30万吨/年和10万吨/年HP-PO装置。
园区有大型环氧丙烷装置,采用的就是氯醇法工艺,而且钟山化工厂搬迁项目还有10万吨氯醇法环氧丙烷,如果能够合并改为20-30万吨双氧水氧化法工艺,不仅技术上可行,也可大大降低环境污染。
(2)淀粉基生物降解材料。淀粉基塑料可分为填充型、共混型和全淀粉塑料等三类。目前我国淀粉基塑料主要是填充型淀粉塑料,已属于逐步淘汰型品种。共混型淀粉塑料与单独的合成聚合物相比,其具有较快的降解速度和较好的力学性能,部分产品可完全降解。全淀粉塑料是真正的完全降解塑料,其成本与常规塑料更为接近,是最具发展前途的可降解淀粉塑料。
目前,日本住友商事会社、日本谷物淀粉公司、美国Novon International 公司、意大利Ferruzzi 公司和Novamont 公司等已宣布研制成功全淀粉降解塑料,其中美国Novon International公司的“NOVON”全淀粉塑料产品的生产能力已达到4.5万t/a,意大利Novamont公司开发的“Mater Bi”全淀粉塑料产品的生产能力已达到1万t/a。
(3)聚乳酸。聚乳酸(PLA)是一种具有良好生物降解和生物相容性的合成高分子材料,可在使用到一定时间后逐渐降解,并最终变成对人类、动植物和自然环境无害的水和二氧化碳。中科院长春应化所与浙江海正集团合作已经建成了国内最大的5000t/a PLA 生产装置。2007年,日本化纤协会公布东丽公司成功开发出将以PLA和纤维素为主要成分的植物纤维进行混炼,使用耐热性、刚性及成型性较好的植物纤维强化PLA塑料。
(4)二氧化碳综合利用。二氧化碳是温室气体,国际上减碳呼声日益高涨,中国政府承诺到2020年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%-45%,二氧化碳捕集与综合利用是碳减排的重要途径。
(5)碳酸二甲酯(DMC)。这是一种无毒、环保性能优异、用途广泛的化工原料。作为有机合成中间体,可替代剧毒的光气、氯甲酸甲酯、硫酸二甲酯等作为甲基化剂或羰基化剂使用,提高生产操作的安全性,降低环境污染;作为溶剂,DMC可替代氟利昂、三氯乙烷、三氯乙烯、苯、二甲苯等用于油漆涂料、清洁溶剂等;作为汽油添加剂,DMC 可提高其辛烷值和含氧量,进而提高其抗爆性;此外,DMC还可作清洁剂、表面活性剂和柔软剂的添加剂。因此它是一种具有发展前景的“绿色”化工产品。
生产可采用甲醇羰基合成法和二氧化碳法,这两种方法的原料在园区非常丰富。园区要在新材料项目上有大的突破,就应当寄希望于碳酸二甲酯的合成技术和应用技术上的突破。
(6)CO2基共聚物。将CO2合成为高分子产物的关键是催化剂技术,其合成不必经过高能耗的还原过程,既能保护地球环境又可得到一类颇具特色的新型材料。
河南天冠集团与中山大学合作正在建设5000t/a的生产线;内蒙古蒙西集团采用长春应化所的技术建成3000t/aAPC装置;中科院长春应化所与中海油合作,正在海南兴建3000t/a 装置;江苏泰兴1 万t/a 装置已投产。
(7)绿色环保涂料。20世纪90年代,国际上兴起“绿色革命”,促进了涂料工业向“绿色”方向大步迈进。水性涂料、高固体分涂料、光固化涂料和粉末涂料占比不断提升。2009 年我国涂料总产量达755.44万吨,首次跃居世界第一,但绿色涂料比重较低。
涂料行业是园区精细化工的一个重要领域,包括助剂、树脂、涂料成品等品种齐全,“十二五”期间仍有较大发展空间,应当大力发展水性涂料、高固体分涂料,绿色助剂和树脂。
(8)生物质燃料。生物能源一直是人类赖以生存的重要能源,它是仅次于煤炭、石油和天然气而居于世界能源消费总量第四位的能源,在整个能源系统中占有重要地位。生物质能利用主要包括生物质能发电和生物燃料。生物燃料是指通过生物资源生产的石油替代能源,包括生物乙醇、生物柴油、乙基叔丁基醚、生物气体、生物甲醇与生物二甲醚。
(9)精细生物化学品。1970 年代以来,生物化工得到很大发展,生物化学在发酵、食品、纺织、制药、皮革等行业都显示了威力,创造了巨大的经济价值,特别是固定化酶和固定化细胞技术的应用更促进了酶工业和发酵工业的发展。
初中化学是化学学习的启蒙,要让化学更好地发展,必须让最先进的理念走进寄托化学发展之希望的初中学生的心灵。化学最先进的理念是什么呢?是绿色化学。如何让它走进学生的心灵呢?
第一,必须让学生从理念上认识绿色化学,体会到它的时代必然性和优越性。
自从化学成为一门独立的学科之后,化学家们己创造出了许多自然界中不存在的物质,极大地丰富了人类的物质生活。人类在享用化学的先进成果的同时,也不得不面对化学带来的污染。传统的化学工业给环境带来的污染已十分严重。化学工业能否生产出对环境无害的化学品?甚至开发出不产生废物的工艺?有识之士提出了绿色化学的号召,并立即得到了全世界的积极响应。绿色化学不是简单地进行环境保护,简单地治理污染,而是要利用化学原理从源头上消除污染。那么,什么是绿色化学呢?绿色化学又称环境无害化学,环境友好化学或清洁化学,是指化学反应和过程以“原子经济性”为基本原则,即在获取新物质的化学反应中充分利用参与反应的每个原料原子,在始端就采用实现污染预防的科学手段,因而过程和终端均为零排放和零污染,是一门从源头上阻止污染的化学。绿色化学不同于环境保护,绿色化学不是被动地治理污染,而是主动的防止化学污染,从而在根本上切断污染源,所以绿色化学是更高层次的环境友好化学。
第二,让学生在做化学实验的过程中运用绿色化学理念,使绿色化学内化在学生心灵。
要运用绿色化学的理念,就必须了解绿色化学的特点。绿色化学的主要特点有:①充分利用资源和能源,采用无毒、无害的原料;②在无毒、无害的条件下进行反应,以减少向环境排放废物;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”;④生产出有利环境保护社区安全和人体健康的环境友好的产品。
根据特点1我们可以引导初中学生在做化学实验时充分利用身边的用品做实验,变废为宝,开辟家庭小实验和寻找某些实验仪器和药品的化用品活动,使身边的资源和能源得以充分利用。
例如:①利用鸡蛋壳和白醋来制取CO2
②注射器可以代替胶头滴管取用和滴加少量液体药品。
根据特点2我们可以指导学生做实验时要妥善处理污染物,创造环境和条件,减少污染物排放。例如①利用白磷和氧气反应的实验证质量永恒定律时,将白磷放在底部铺有细沙的锥形瓶中,锥形瓶口盖橡皮塞,橡皮塞上安装一根玻璃管,玻璃管上端必须系牢一个气球,通过密封防止生成的P2O5白烟散出,污染空气。
②在做CO还原CUO时,将尾气CO烧掉,减少污染物向环境排放。
根据特点3,我们要充分利用原料中的原子,指导学生节约药品,剩余药品回收利用,生成物也要回收,废物分类收集,力图让废物也成为我们实验所需的药品,例如①制取CO2时,往往在实验结束时还有大理石没有反应完,可以回收。②做酸碱指示剂鉴别酸碱性时,药品用量要少,否则是浪费。③有的废液中含有CL- 、 SO2-4 ,可以作为检验液体中是否含有CL- 、SO2-4的样品。
根据特点4,我们可以指导学生为什么不能用工业酒精兑酒,为什么不能用工业盐来调味.加深化学产品对于环保,人体健康和安全的特殊要求,从而使他们以后从使化工生产有这方面的绿色化学意识.