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国际上对绿色化学化工有比较统一的原则,主要包括以下几方面:其一,在生产源头上防止废弃物的产生,而不是产生废弃物后再进行净化处理。其二,进行生产原料最大化利用的产品设计。其三,进行产品设计时,考虑生产效率,并减少生产原料和产品的毒性。其四,对于析出剂和溶剂等辅助产品,要尽量少用或不用,或尽量使用无害产品[2]。其五,尽量降低能量在生产过程中的损耗和其对环境的影响。其六,在考虑经济和技术的前提下,尽量选择可回收的加工材料作生产原料。其七,尽量避免在生产过程中产生不需要的化学衍生物。其八,选择更符合化学计量的催化剂。其九,化学产品在使用结束后可以进一步分解成为无毒无害的降解产物。其十,研究并发展化学化工的生产过程,做到在危险物形成前对其进行检测和控制。
2绿色化学化工的发展趋势
2.1绿色化工产品设计提高绿色化工设计的积极性,在绿色化工产品设计过程中,应遵循以下设计原则,即:全生命周期设计、降低原料和能量消耗设计、再循环和再使用设计、利用计算机技术设计等。
2.2绿色化原料及新型原料平台基于本研究所述原材料选择的原则,一些新型的原料平台在化工生产中越来越受到瞩目,如以石油化学工业中的低碳烷烃、甲醇和合成气、废旧塑料以及生物质等作为原料平台。此外,对于传统原料合成中有毒、有害、有刺激的原料的绿色化工艺也得到了广泛的研究。
2.3新型反应技术开发传统有机合成反应中有毒试剂和溶剂的绿色替代物成为新型技术的发展方向。另外,反应与相关技术(如生物技术、分离技术、纳米技术等)的结合为开发新型反应路径提供了发展空间。
2.4催化剂制备的绿色化和新型催化技术目前的研究大多关注使用新型的催化剂改变原有的化学反应过程,而对催化剂制备时的绿化问题很少关注。因此,对可回收并能反复使用的固体催化剂的研究,即如何在分子水平上构筑活性和选择性均能达到高水平的固体催化剂的研究成为今后发展的重要课题。此外,酶催化剂和仿生催化剂等的研究也成为未来的发展方向。
2.5溶剂的绿色化及绿色溶剂利用无毒无害的溶剂来代替挥发性的有机化合物溶剂是目前绿色化学的重要研究方向。此外,目前的研究还关注溶剂的闭环循环、以水做溶剂或无溶剂系统的开发等方面。
2.6新型分离技术对于新型的分离技术普遍关注超临界流体萃取、分子蒸馏、生物分子和大分子的分离等方面,如何采用新型的分离技术同时又降低成本也将是未来的发展方向。
2.7计算化学与绿色化学化工相结合为了减少实验次数及原料消耗,同时又能精准地选择底物分子、催化剂、溶剂和反应途径等,可以借助量子化学计算来实现,从而达到绿色化工工艺和技术的目标。此外,还可借助计算机技术,模拟研究原料、反应器设计、经济和商业模型等,以降低生产成本。本文来自于《黑龙江科学》杂志。黑龙江科学杂志简介详见
3结语
关键词:绿色精细化工 技术 发展
精细化工是指生产精细的化学产品的行业,而绿色精细化工则是指利用绿色化学技术与绿色化学理论,使用无污染或者低污染的化工原料来进行化工生产。我国绿色精细化工的发展有着重要的战略意义,如何在发展当中看清形势,调整战略,从而获取更好的发展前景,是绿色精细化工发展所需重视的问题。
一、我国绿色精细化工的发展现状
如今新领域的精细化工成为了我国化学工业发展战略当中的一个重要部分,近年来我国精细化工行业得到了较大的发展,但仍然有许多产品还处在开发的前期,同一些发达国家相比,存在着不小的差距。虽然我国精细化工的发展受到诸多因素的制约,但随着国家政策与经济的调整与帮助,我国精细化工也有了更为广阔的发展空间。而绿色精细化工则是我国化工产业未来发展的一个必然趋势。所谓绿色精细化工,则是指利用绿色化学技术与原理,采取无污染或者低碳污染的原材料的化工生产过程,其不排放环境污染物。绿色精细化工生产出的精细产品对社会环境以及人的身体健康没有损害,并且绿色精细化工产品还具有回收利用的价值。具体来讲,绿色精细化工有着以下几点特征:首先,现代绿色精细化工技术采取无毒无害的原材料;其次,绿色精细化工在无毒无害的反应条件之下进行生产;第三,反应具有高选择性,具有原子经济型,副产物较少;第四,绿色精细化工采取用之不竭的能源作为基础供应;此外,对环境生态没有损害。
传统的化学工业生产当中资源利用不合理以及浪费的现象对生态环境造成了不良的影响,而现代社会对于绿色环保越来越重视,并且由于我国人口基数大,资源短缺,精细化工生产对于生态环境的破坏大,因而发展绿色精细化工有着重要的战略意义,现代化工产业也必须从绿色环保的角度出发,促进绿色精细化工生产来保证生态的可持续发展要求。
二、绿色精细化工关键技术
1.绿色催化技术
绿色催化技术是化学工艺当中的基础,催化技术是化学反应工业应用的关键步骤。催化作用具体包括生物催化与化学催化,其能够很大程度上提升化学反应选择性以及目标产物产率,并且同时能够抑制副反应的发生,有效地减少甚至消除副产物的产生,从而最大程度利用现有资源,减少对生态环境的破坏。如今绿色催化剂有了很大的进步,例如访酶催化剂、固体酸碱催化剂、不对称合成反映催化剂、纳米催化剂等,都一定程度上推动了化学合成工业的绿色化。
2.超临界流体技术
超临界流体技术的开发与应用已经有着100多年的历史,但其应用于工业领域只有30余年。在精细化工当中其主要用于天然精细化学品提取;药品原料的浓缩与精制;有毒物质的脱臭、脱色以及脱酸等。如今超临界流体技术发展迅速,其中以超临界二氧化碳流体技术为代表,超临界二氧化碳技术在生理活性物质提取领域有着广泛的应用空间,此外超临界流体技术在薄膜材料以及纳米材料等方向也有着很大的进展。作为一种绿色化工技术,超临界流体技术有着广泛的应用前景。
3.电化学合成技术
电化学反应在电池或者电解池中进行,利用电化学合成技术可以做到清洁合成,其是绿色化工技术的重要组成部分。电化学合成主要有燃料电池法、牺牲阳极电化学合成法、SPE法有机电化学合成以及配对电化学合成法等,发展有机电化学合成是实现绿色精细化工的重要目标,而随着化学工业的不断发展,有机电化学合成技术也将发挥出更大的作用,有着更为广阔的应用范围。
4.非传统技术
非传统技术指采取超声波、超临界、等离子体、超短接触、辐射、微波以及光电磁能等操作条件去完成常规的操作条件难以完成的生产。其中等离子体技术在化工生产当中的应用较为广泛,
三、绿色精细化工的发展策略
绿色精细化工是化学领域当中的新兴策略,其对化工业有着巨大的推动作用,能够适应现代社会可持续发展的需求,保持资源的可持续利用,促进经济的发展。我国目前的绿色精细化工也面临着巨大的机遇与挑战。现提出几点加强绿色精细化工发展的建议。
1.加强绿色精细化工的引导宣传工作
如今社会越来越注重生态环境,现代社会也是绿色产业快速发展的时代,因而我国政府部门应当注重绿色精细化工的发展,认识到其对于促进我国经济可持续发展的重要意义。我国人口基数大,生态环境脆弱,发展绿色技术与绿色产业有着重要作用,因而应当不断加强领导与宣传,积极引导,制定具体的扶持政策,促进我国绿色精细化工的持续发展。
2.加大科技创新与研发力度
创新是科技发展的动力,要加快并促进绿色精细化工的发展,必须要加强自主研发与创新,加强对新方法、新理论、新技术以及新工艺等的探讨,研发关键技术,指导绿色精细化工的研究与开发,加快科技转化,促进产学研的结合。政府与相关部门应当加强对专业人才的培养,打造出一批高水平的从专业绿色合成技术开发与管理的人才队伍,发挥出领导骨干的作用
3.加快绿色精细化工技术发展
精细化工更新换代较快、品种类型多、工艺精细,要发展绿色精细化工,就必须要促进绿色精细化工关键技术的发展,例如生物工程技术有着高效清洁以及高选择性,因而可以避免使用贵金属与有机溶剂,反应产物的能耗低,应用生物工程技术能够将价格低廉的生物质资源转化为精细化学品
4.加强国际间合作交流
绿色精细化工如今是全球性的科学问题,绿色化学与相关的应用技术如今在美国等一些西方发达国家发展迅速,因而,我国绿色精细化工的发展需要加强同国际间学术的交流与合作,主动跟踪国际绿色化学产业与发展的动态,积极开展相关的学术合作,不断吸收新工艺、新技术,优化精细化工产业结构,提升我国绿色精细化工产业的进程
参考文献
[1]汪国栋.我国精细化工产业的现状和发展趋势[J].科技风,2010,01
关键词: 《绿色化学》 双语教学 作用
一、立足学生学习现状,提出双语教学的必要性。
大学的选修课,在大部分学生的眼里只不过是修一修学分,了解一些关于该学科前沿的知识,所以长期以来一直没有引起学生足够的重视和学习的积极性。这种现状严重影响了学生学习的积极性和接受知识的主动性,然而学生的学习需要的是,学习中必须喜爱该门课程,包括教这门课的教师,教学方法和手段,等等,因此教师要激起学生学习的兴趣。针对目前传统的汉语教学,学生早已司空见惯了,所以双语教学显得尤为必要:1.改变传统的教学模式,给学生耳目一新的感觉,以激起学生的兴趣;2.使用英语课教学使课堂的教学效果大大提高,同时也有利于学生的英语水平提高;3.部分学生已获得了大学英语四级证书,部分学生利用业余时间参加各种英语培训或英语角活动,在授课过程中基本上可以适应双语教学,课堂上亦可以与教师呼应,因此师生互动较好;4.双语教学有利于学生巩固已经学习的英语基础知识和专业英语的知识[1]。
双语教学的运用能够很好地发挥以上在绿色化学中的长处,使学生在“乐而好学”的同时,接受绿色化学的专业知识和理论、学习英语和其相关的专业词汇。因此,在目前的选修课《绿色化学》教学中是必要的,在教学过程中可以进行双语教学的尝试。
二、双语教学能够使学生在学习专业课的同时,广泛地了解关于绿色化学前沿知识,拓宽专业知识面,懂得环保的重要性。
绿色化学是上个世纪九十年代初提出来的,以从源头上治理因化学污染而导致的环境问题。作为化学专业的学生,更应该清楚化学污染而导致的严重的环境问题,清楚自身应该担负的时代使命。通过了解,对于绿色化学的概念,学生并未有较深的理解,并没有认识到严重的环境问题。产生这样一个问题的根源有三个方面的原因:1.绿色化学是一个新生的事物,认识它需要一个过程,因此它还没有走入广大师生心中,认识它、接受它需要一定的时间。2.关于绿色化学方面的参考资料少,学生不能顺利进行广泛、深入的调查和研究。
时代的车轮永远是向前滚动的,如何解决好上述问题需要一批专业人士来研究和处理。这就要求化学专业的学生不但要有深厚的专业知识,而且要具备广泛的前沿专业知识动态,更要明白环保的重要性,以及自己所担负的时代使命。现在的社会是一个信息的社会,只有掌握了更多的信息,并从中筛选,总结出适合我国国情绿色化学的概念,我们在今后的环境治理中才能多一些借鉴的经验,从而避免付出一些不必要的代价。因此,我们可以在双语教学之中掌握更多的国外有关信息,从中摸索出一条适合中国国情的绿色化学的道路。
三、适应绿色化学课程特点,打造综合性人才。
绿色化学的概念是在发达的资本主义首先提出来,具有时代的特点。资本主义社会经历了几百年的发展,社会文明已经到了一定的高度,但是在高度发展的同时也留下了一些严重的社会弊病,环境问题就是其一。他们为治理环境付出了沉重的代价,也积累了宝贵的财富。他们撰写了有关绿色化学的重要的观点和见解,与同行交流、探讨。但是目前许多有参考价值的文献基本上都是外文,如果我们在教学中采用双语教学,那么我们在学习绿色化学的同时,就能提高自己的英语水平,从而以后能更好地理解掌握外文文献。
我国目前仍处在一个快速发展的阶段,我们在享受社会发展给我们带来便利的同时,也同样承受着自己所种下的苦果――环境问题。为了避免在社会发展中走更多的弯路,可以借鉴资本主义社会的经验,为我所用。因而,我们必须精通英语,以及其有关的专业词汇。我们通过绿色化学双语的教学模式,可以让学生在学习专业知识的同时,掌握一定的外语词汇。这样不但能丰富学生的专业知识,而且能提高他们的英语水平,使他们能够与国外的专业人士作一些简单的经验交流,提高自己的综合能力。因此,在绿色化学中使用双语的教学模式可以达到一箭双雕的目的。
四、提高教师的知识层面,丰富教师的教学手段。
“师者,所以传道受业解惑也”。作为教师,必须拥有丰富的知识层面。教师更应该学习,加强自身修养,用丰富知识武装自己,这样才能在教学中游刃有余。然而许多教师满足于目前的教学现状,不愿意花时间和精力去学习新的知识,结果导致自己的知识老旧陈化,每年的授课没有新的特点,没有新的知识注入,使学生逐渐失去了对该学科学习的积极性和热情。使用双语的教学模式迫使教师去学习新知识,丰富自己的知识层面。同时,由于自己具备了一定的外语知识,教师可以更好地去翻阅外文文献,学习国外先进的教学理念,为己所用。
教师要想在授课过程中紧紧抓住学生的思维,不但要有深厚的知识,而且要有丰富的教学手段。在一般的选修课的授课过程中,教师一般比较喜欢用传统的汉语的教学模式,该模式授课简单,学生也容易理解和接受,但是由于是选修课,学生缺少像必修课那样的学习积极性,所以再利用传统的汉语教学模式很难形成挑战,也使学生逐渐失去学习的积极性和主动性。利用双语的教学模式丰富了教学的手段和方法,能给学生耳目一新的感觉,这样不但使教师在授课方法上有选择的余地,而且使授课内容更加丰富。另外,国内教材侧重于演绎――即从基本的概念、原则或公理出发一步一步地推理,而国外的教材侧重于培养学生提出问题、分析问题、解决问题的能力。为此,如果教师具有一定的外语知识,就能吸收国外的先进的教学方法,并将其运用到自己的课堂教学中,提高教学的质量。
因此,在《绿色化学》的教学过程中采用双语教学可以提高学生的外语水平和专业知识,提升学生对该学科的认识和学习兴趣,有利于培养适合社会的综合性人才。双语教学可以丰富教师的教学手段和教学方法,可以提升教师的知识层面,从而能够更好地服务于教学工作。
参考文献:
[1]胡常伟,李桂英,卢素云.《绿色化学》教学中采用英语课件汉语讲解方法初探化学研究及应用.2004,16(4):493-495.
[2]贡福海.高等理科教育,2003,(2):63-65.
关键词:中学;化学教学;绿色化学理念
前言
目前,环境保护是国家最为关注的问题,我国的环境已严重受到污染。绿色化学理念则是在研究环境问题过程中提出的新型的名词,其主要是利用化学技术和化学方法解决环境污染问题。因此,为了加快环境保护的进程,我国将绿色化学理念渗透在中学化学教学过程中,让学生拥有良好的环境保护观念,并在化学教学中积极主动的学习化学知识,从而使学生在日后能尽自己的力量为国家做贡献,改善生态环境。
1关于中学化学教学中绿色化学理念的现状分析
环境污染已严重威胁到人们的生命健康,如不能及时治理环境污染,人类将会面临巨大的灾难,因此,要将绿色化学理念融入到中学化学教学中,让中学生形成正确的环保意识。但教师在课堂教学过程中却很难将绿色化学理念灌输到学生的思想中,由于受应试教育的影响,教师只关注学生的学习成绩。而忽视培养学生的综合能力和环保观念,教师在教学中采用的教学方法老套、教学模式陈旧,无法吸引学生的注意力,这样学生就不能融入到课堂教学中。所以,学生无法理解教师所教授的绿色化学知识,这对培养学生的绿色环保理念非常不利。而教师只有在教学中将教学方法创新,让学生主动的学习化学知识,增强学生的理解能力,教师才能将绿色化学理念渗入到教学过程中,并使其在课堂教学中发挥真正的作用[1]。
2关于中学化学教学中绿色化学理念的重要作用
在中学化学教学中渗透化学理念主要为了让中学生形成良好的环保理念,并让中学生能用化学知识保护环境。因此,教师在教学过程中,要将准确的绿色化学理念贯彻在课堂教学中,并采用科学的教学方法,让学生对绿色化学理念有基础的了解,这样学生就能在学习的过程中用绿色化学思维思考化学教学内容,学生也会接受教师的教学。只有将绿色化学理念灌输到学生的思想中,学生才会积极主动学习化学知识,从而在学习的过程中掌握熟练的化学学习技巧和培养自身的人文情怀[2]。
3关于中学化学教学中绿色化学理念提出的策略
3.1大力在学校、课堂教学中宣传绿色化学理念:
在中学化学教学中,教师要想将绿色化学理念渗入人心,教师就要在教学过程中将教学理念灌输到学生的思想中,让学生对绿色化学理念有基础的认知,并认识到环境保护的重要性。而学校也要积极配合化学教师的教学,在校园内放置一些花花草草美化校园环境,并设计关于环境保护的板报,让学生在课余时间内阅读其相关内容,这样学生就会受到潜移默化的影响,在心中形成环保理念。例如:教师可以让学生在课后利用网络查阅关于环境污染的案例,并让学生在课堂中对案例进行分析和研究,这时学生就会踊跃的发言,表述自己对案例的看法,从而在此过程中培养自身的思维能力和创造能力[3]。
3.2采用独特的教学方法,激发学生的学习热情:
随着新课程的改革,教师在教学过程中逐渐根据新课标的要求对教学方法创新,并让学生在课堂教学中占据主体地位,使学生在学习时充分发挥自身的学习能力,这样教师就能培养学生思维创造力和理解能力,使学生能对教学内容产生浓厚的学习兴趣。因此,化学教师在教学中应对教学方法创新,激发学生对化学学习的热情,这就会让学生积极主动的参与到化学课堂教学中。例如:化学教师利用多媒体创设情境教学,为学生营造一个良好的化学学习环境,让学生在学习时激发自身对化学教学的思想情感,从而将自身的情感融入到教学过程中,这样学生就能加深对绿色化学理念的理解,并在课堂中认真的学习化学知识,教师可以利用多媒体为学生播放相关的视频、图片、教学材料,引发学生的思考。只有教师不断对教学方法创新,学生才会学习到丰富的化学知识,并形成良好的环境保护意识。
3.3积极开展化学实验,让学生真实的体会化学教学内容:
化学是一门理论与实践相结合的课程,教师在教学过程中不仅要将理论知识教授给学生,也要让学生形成良好的动手操作能力,让学生主动的参与实践活动中。因此,教师在将绿色化学理念渗透在课堂教学中时,教师应积极开展化学实验,让学生在实验的过程中理解绿色化学理念的含义和作用,在实验的过程中,教师要让学生按照实验要求严格操作实验器材,并节约使用化学试剂,在此过程中,教师要对学生适当的指导,但不要全面干涉学生实验,从而使学生能合理规范的进行实验。例如:学生在大量使用化学试剂时,教师应及时对其教导,让学生意识到化学试剂存在的危害,并让学生养成良好实验操作习惯,从而培养学生的节约意识。
结束语:
总而言之,在中学化学教学中渗透绿色化学理念十分重要,只有让学生形成良好的环保理念,学生在日后的生活中才会做到环境保护,并积极主动的学生化学知识,利用化学知识改善环境问题。而学生在学习的过程中,也能提升自身化学素养和思维能力,从而提升自身的学习效率。因此,化学教师在教学过程中要采用合理的教学方法,激发学生的学习兴趣,使学生主动的参与到课堂教学中,这不仅能培养学生的环境保护意识,也能有效的提升课堂教学质量。
参考文献
[1]余世和.在中学化学教学中如何渗透环保意识[J].德宏师范高等专科学校学报,2012,(04):23-34.
[2]廖晨星,江晓华,陈朝晖.湖南省2015年化学新课程实验教学改革研讨会暨湖南省中学化学教学研究专业委员会年会召开[J].实验教学与仪器,2015,(11):56-67.
关键词:发展;化学工程技术;优化方案
化工行业的发展,给人们的生产和生活带来了翻天覆地的变化,而且在在科技时代下我国化工行业的发展态势良好,化工行业的发展现状,为化学工程技术的更新换代提供了坚实的基础,同时为化工生产设备及实验仪器的改进创造了技术条件。那么如何使化学工程技术在传统技术的基础上有所突破,需要将化学工程技术与计算机技术等先进的科学技术相结合。
一、化学工程技术的发展概述
(一)化学分离技术。化学分离技术先要对仪器进行分离强化,然后对生产技术进行分离强化。按照化学分离原理,经强化的仪器和技术会变得更加精细,效率也会更高,而且进行化学分离后的生产原料可以将自身的化学能转化成动能或热能,同时还具有较高的能量转化效率。然而,科学家将化学分离技术与现代信息技术有机结合,并研究信息技术与化学工程的应用原理,将现代信息技术运用到热感技术的开发中,提升热感设备的精密度。比如讲新的控制方法加入传统半透膜分离技术形成新型分离技术,该技术地应用极大地提高了分离速度和效率。
(二)绿色节能技术。在工业化程度日益加深的今天,人们对资源的需求量越来越大,对于不可再生资源而言,其面临着能源枯竭的威胁,在该现状下,绿色节能化学工程技术的研究和应用从根本上提高了能源的利用率。绿色节能化学技术是指采用高新技术使化学反应在进行的过程中不会对环境造成污染,并且有利于环境保护的绿色节能技术,其理念是在化学反应的过程中,采用化学技术减少或消除化学原料及溶剂对人类健康、生态环境产生的不良影响。
(三)超临界技术。化学反应技术中的超临界反应指当压力和温度都在临界点以上,物质处于气态和液态之间。这种超临界状态的液体在化学工业、生物工业、食品工业等有着广泛的应用,尤其是在医药工业领域的应用更加广阔。目前超临界液体的诸多优势已经给人们带来了很多便利,其发展前景十分诱人,而超临界化学技术是与超临界液体相关的化学技术,化学界已经将超临界水氧化法成功应用到环境保护领域,但当前该技术还有待进一步完善和改进。
二、化学工程技术优化的重要意义
(一)优化产品结构。基于市场经济不稳定的特征,化工企业需要深刻剖析市场实际需求,对自身的产业结构进行调整和优化,从而实现科学、合理的管理目标,为企业发展注入积极因素。通过运用全新的化学工程技术,使资源得到了优化配置及合理应用,促进了产业结构的优化调整,为社会提供了更多就业机会,推动社会经济的发展[1]。
(二)有利于提高企业的竞争力。科技时代的大背景下,化工行业的市场竞争逐渐白热化,为提高化工企业的竞争力及经济效益,需要提高员工的工作效率,因此需要借助于先进的化学工程技术,并结合化工企业的发展现状,从而制定出科学、合理的发展策略,这是化工企业提升自身综合竞争力的有效途径。
三、对化学工程技术的优化
(一)与信息技术的结合。信息技术的快速发展和广泛应用,使得我国整体技术水平有了重大突破。就化学工程技术的研究未来而言,化学工程技术信息化程度会越来越高,化学工程技术要想实现优化升级,就要与信息技术进行完美结合。化学工程技术的研究需要计算机信息技术作为支撑,化学工程与信息技术相结合可以提升技g的精确性,同时也能够实现智能化的生产应用。比如在CO2传感器、温度传感器以及湿度传感器技术方面,将化学工程技术与计算机信息技术结合起来,使控制系统的反应更加灵敏。
(二)与系统工程的结合。因为物质本身的复杂性,导致化学变化也相对复杂,因此,化学研究不能只停留在对一般物理、化学特性上,要深入物质结构,探究其构成和变化原理。化学工程技术的研究方向不断拓宽,需要从根本上简化化学工程技术研究过程,与系统结构工程结合能够将实验操作和化学理论知识相结合,通过计算机系统进行数据分析,简化物质结构研究内容,为化工研究提供更加成熟的分析条件。
(三)加大对绿色化学技术的研究力度。环境是国际性问题,目前,我国投资于环境保护和改善的资金越来越多,而且更多的群体也参与到环境保护的工作中,此时绿色化学技术应运而生,由于绿色化学技术既能够降低能源的消耗量,又能提高能源的利用率,还能减少污染物的排放,该技术具有经济、社会、环境三重效益,因此未来的发展前景会更加广阔。
(四)强化化学工程基础的应用研究。在发展化学工程技术时,除了要紧跟科技发展的前沿外,还要对必要的基础应用展开研究。基础应用研究投资大、研发时间长,短期内很难看到经济效益,但是从长远利益出发,为了化学工程技术的可持续发展,必须加强基础应用研究。另外,在引进外来先进技术时,要注意消化吸收其中的基础技术,做好技术储备工作。
四、结语
总而言之,化学工程技术的研究是现代化学工程研究体系中的关键部分,在新型化学分离技术及绿色技能技术被人们接受及应用的同时,工业信息化发展的现状对化学工程技术提出了新要求和新标准,所以,在未来化学工程技术的发展和应用中,要结合现代科学技术,实现化学工程技术的升级和革新。
绿色化工行业早在上个世纪就已经出现了,最开始绿色化工行业出现在工业比较发达的国家,主要集中在欧美地区。经济的发展带来环境污染的严重,这就使得人们开始重视绿色化工行业的发展,投入较多的人力物力和财力研究绿色化工行业的发展。随着经济全球趋势的加强,国与国之间的联系日益密切,绿色化工行业开始受到国际社会的共同关注,由于我国是发展中国家,因此对于绿色化工行业的认识较晚,导致了我国绿色化工行业的起步也较晚。但是,我国对于绿色化工行业的认识较为透彻,这就导致我们在处理如何发展绿色化工行业中投入的力度,并且受到了国家科技部门的重视。绿色化工行业的突出优点是:第一,最大限度地利用环保能源。较以往传统的生产方法不同的是,绿色化学化工可以最大限度地利用所使用的生产能源,并且一般绿色化学化工所使用的能源都是绿色环保可回收利用的能源,在生产使用时都会最大限度地利用原材料,防止浪费,减少污染排放,从而节省能源,绿色环保。第二,反应物无毒、无害,不会对环境产生污染,减少对外界的废物排放。一般情况下,传统的化工生产都会产生一些有毒有害的排放物质,这些排放物会对环境造成不可逆转的危害,但是绿色化学化工在生产之前都会将反应物生成的有害物质整体的化学结构进行重新排列,从而将有害成分运用科学的方法去除,这样既可以保留生产所需要的有效成分,又保证了在反应的过程中不会对环境产生污染和负担。绿色化学化工从产品的根本上避免了化学化工生产可能会对环境产生的危害源头,绿色化学化工是名副其实的环境友好型产品。第三,最大限度地利用了原子能源,有效节约能源。传统的化工生产一般只注重生产效率,在生产过程中原材料没有能够被完全充分利用,一些有效成分被浪费了,但是绿色化学化工会运用科学的方法重组材料内部结构,最大限度地利用材料有效成分,在材料被利用的同时就减少了其生产过程中对环境的排放。第四,确保了产品的绿色环保性。在过去那些传统的化工生产中,生产方式比较粗放,也没有能力将生产材料的内部结构进行重组设计,生产的过程当中释放出大量的有害物质污染环境,但是如今的绿色化学化工注重科学环保,在生产之前会重新组合产品内部结构,保证了生产出的所有产品都是绿色环保,无毒无害的。
2绿色化学化工产品的发展研究
即使人们都十分清楚绿色化工化学的优点与好处,但是在实际的生产过程中很少有人对其高度重视,所以绿色化学化工在我国发展过程中有着诸多的问题,例如社会关注程度不够、发展模式单一、人才匮乏等。现阶段我们能做的就是利用一切可利用的方法,最大限度地将绿色化工化学进行全面推广与宣传,从根本上减少环境污染,实现经济的可持续发展。
2.1加大宣传力度,转变生产方式
虽然绿色化学化工产业已经兴起多年,但在全社会范围内,它还未能被深刻的认知与了解,这在很大程度上,阻碍了其良性发展。因此,我们要从全社会范围内,通过各大平面媒体和网络、电视、广播对绿色化学化工加大宣传力度,使人们对绿色化学化工有深刻的认知与了解。
2.2在学科教育上加大投入与合作,力求创新
绿色化学化工的发展不仅仅是依靠微观的分子水平的化学,还要依赖宏观的大规模的化工技术,因此,要在一定层次上促进两者的结合与协作。国家应加大对绿色化学化工的资金投入,建立与绿色化学化工有关的国家实验室以及教学基地,作为发展绿色化学化工的创新性平台,设置激励机制,鼓励创新,并持续不断地为实验室和教学基地的发展提供资金保障。
2.3重视人才培养
在我国,绿色化学化工属于新兴产业,因此,相关部门必须建立起完备的人才培养体系,为了长远发展储备人才力量。具体来说,高校应该开设有关绿色化学化工的相关学科课程,供感兴趣的学生进行学习。化学化工产业应该制定严格的培训体系,对相关从业人员进行培训,从而保障这一新兴产业的可持续发展。
3结语
1.中国精细化工的现状和发展前景展望
2.精细化工过程控制技术的发展动向
3.以绿色化学理念贯穿精细化工专业课教学
4.精细化工废水的污染特性分析及其控制策略
5.我国油脂化工、精细化工生产现状与发展建议
6.从“十二五”规划看中国精细化工行业发展趋势
7.精细化工的发展趋势以及如何发展绿色精细化工
8.精细化工专业实验教学新模式的构建与实践
9.固相有机合成及其在精细化工中的应用与前景
10.精细化工过程控制技术的重要发展趋势
11.我国精细化工发展现状和趋势
12.有机精细化工中间体的发展现状及仿生催化氧化在中间体合成中的研究进展
13.精细化工发展前景以绿色精细化工的发展策略
14.现代煤化工产业的精细化发展
15.精细化工的现状与发展
16.精细化工发展的关键技术——模型化、控制与优化研究
17.我国精细化工行业存在的问题及对策
18.精细化工的发展趋势以及如何发展绿色精细化工
19.我国精细化工行业现状和“十三五”发展规划
20.精细化工实验教学改革的探索与实践
21.广东省精细化工发展现状与对策
22.精细化工实验教学改革与实践
23.生物催化在精细化工产业中的应用(上)
24.浅谈绿色精细化工关键技术
25.基于现代精细化工发展初探
26.对辽宁省精细化工产业“十三五”规划的建议
27.生物催化在精细化工产业中的应用(下)
28.我国精细化工产业的现状和发展趋势
29.晋煤集团精细化工产业发展前景
30.浅谈“十二五”期间精细化工发展方向
31.广东省精细化工现状与发展
32.论我国精细化工的发展现状与趋势
33.精细化工课程群的整合及改革实践
34.浅析我国精细化工的现状与前景
35.精细化工领域过程系统工程技术研究发展趋势探讨
36.我国精细化工产业的现状、存在的问题及其对策分析
37.21世纪精细化工的发展
38.精细化工的发展趋势及关键技术
39.绿色精细化工可持续发展的关键技术
40.地方本科院校精细化工实验教学改革研究
41.对中国精细化工产业发展的几点思考
42.精细化工的产业转移与辽宁的比较优势
43.浅析精细化工产业对深圳经济产业转型升级的重要意义
44.精细化工专业课教学中的绿色化学探讨
45.加快发展我国绿色精细化工
46.热点精细化工中间体生产现状和发展导向
47.浅议精细化工生产企业成本控制
48.精细化工过程控制技术及其发展趋势
【关键词】 绿色化学;绿色化学实验;绿色化学意识
【Abstract】 Based on the domestic and international green chemistry analysis, summarize the experimental teaching of trace chemical experiment, green chemistry experiment operating requirements, green chemical instruments and medicines and information technology in the research and application of green chemistry experiment, training students' consciousness of green chemistry.
【Key Words】 green chemistry, green chemistry green chemistry consciousness
【中图分类号】G63.23 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2013)32-0-01
一、引言
突破传统的化学实验方法,绿色化学已成为世界各国普遍接受并大力提倡、实施的人类、自然环境等可持续发展战略方针的重要组成部分[1]。
二、绿色化学国内外现状分析
1990年,美国国会通过《污染防治条例》;1996年由美国环保署P.T.Anastas等编写的《绿色化学》丛书陆续出版;1998年,美国正式启动"绿色化学"计划;1999年1月,英国皇家化学会主办的国际性杂志《绿色化学》创刊;2001年秋季开始美国波士顿Massachusetts大学开始设立绿色化学博士学位[2]。1993年,中国政府制定了《中国21世纪议程一一中国21世纪人口、环境与发展白皮书》;1995年,中国科学院化学部组织《绿色化学与技术一一推进化工生产可持续发展的途径》院士咨询活动;1997年5月,中国以"可持续发展问题对科学的挑战一一绿色化学"在北京举行;首都师范大学专门编著了《环境与绿色化学》一书于2005年1月由清华大学出版社出版[3];2007年8月由清华大学出版社出版,完成了《环境与绿色化学》配套教材的建设[4]。
三、培养绿色化学意识是实现绿色化学的基础
1、绿色化学含义
绿色化学,又称环境无害化学、环境友好化学、清洁化学,是指在化学品的设计、生产和应用中消除或减少有毒有害物质的使用和产生,设计研究没有或只有尽可能少的环境副作用、在技术上和经济上可行的产品和化学过程,是在始端实现污染预防的科学手段[5]。
2、培养学生的绿色化学意识
教师具有丰富的绿色化学知识并采取有效的行动,例如:在实验室张贴绿色化学标语,鲜明提出绿色化学的口号,在教学中强调12项基本原则[6],潜移默化地去感染学生。
三、实施绿色化学教育
3.1绿色从微量实验开始
关于微型实验、绿色化学与微型实验己有大量文献报道[7],国内有关微型化学实验的研究成果也陆续出版[8~10],微型实验具有仪器装置微型化和试剂少量化两个基本特点,操作方便,节约药品, 减少污染,代表了绿色实验发展的方向[11]。是一种以尽可能少的试剂来获取所需化学信息的实验原理和技术,其试剂用量是对应的常规实验的0.1%~10%[12]。如利用试管代替烧杯进行水中花园实验,节约了试剂(原方法试剂用量的1/20) 实验效果明显安全材料易得[13]。因此,既节省了药品,又使得产生的“三废”大大减少,基本解决了实验室的污染问题[14]。
3.2 绿色实验基本操作
有些学生实验设备动手能力较差,不能按实验要求操作,如:SO2、溴苯、硝基苯等有毒,制备和性质实验特别强调规范操作;如:不能向燃着的酒精灯添加酒精;如:乙烯、乙炔、CH4等点燃前要验纯,降低事故发生率,节约药品,减少污染严格遵守实验操作规则。
3.3选择绿色药品及仪器
选用对环境友好的原料、催化剂等实验药品。例如:在乙酸乙酯制备实验中,常用的硫酸催化酯化法存在用酸量大、副反应多、过程复杂、收率低、废酸污染等不足,可依据实验原理,选用 PW12 / SiO2 绿色催化剂取代浓硫酸,催化合成乙酸乙酯[15]。白磷毒性大,燃烧产物五氧化二磷对环境污染也较严重,改用 Mg2S i水解产生的 SH i 4在水面上自燃代替白磷,整个实验安全无毒无污染,符合绿色实验要求[16]。
3.4 绿色处理废液和剩余药品
在化学实验教学中,把用过的酸类、碱类、盐类等各种废液应分类倒入各自的回收容器内,可采取中和、分解、吸收、燃烧、回收循环利用等方法处理废弃物。例如:在实验室制取氯气时,采用向上排气法收集氯气,并把多余的氯气用氢氧化钠溶液吸收。保证了化学实验末端绿色化,使学生受到良好的绿色化学教育。
3.5绿色实验设计方案
从实验技术、方法、仪器等方面进行重新设计,实验产物或中间产物循环使用多种操作有机组合,如:乙醇系列实验:工业酒精 95%的乙醇- 乙酸乙酯- 乙酸乙酯皂化反应速率常数测定及乙酸乙酯-乙酰乙酸乙酯-苯甲酰乙酰乙酸乙酯,乙酰水杨酸系列[17]。如:次氯酸钠、氯酸钾的制取和氯气的氧化性实验连到一起做,不仅节约了时间、药品,而且基本上闻不到氯气、氯化氢的气味,环保效果好[18]。
3.6 信息技术代替传统实验
对于实验中排放较多的有毒气体、有毒废水,特别适合演示实验。如胶体的电泳:硫化氢的性质制取Co、So2、CL2等毒性实验,氢气还原氧化铜时先加热后通氢气,将水加入浓硫酸以稀释浓硫酸)用启普发生器制取乙炔等[19]。利用信息技术对实验反应过程进行仿真,既有助于学生理解,又减少了三废污染。
总之,绿色化学是全体化学教育工作者必须研究和解决的课题。把绿色化学的新理念、新方法和新技术落到实处,实现绿色家园伟大的中国梦想。
参考文献
[1]仲崇立. 绿色化学导论[M] .北京:化学工业出版社, 2000 .
[2]杨雯等.环境对现代生活的影响.广州:广东世界图书出版公司,2010.
[3]文庆城.现代化学教学论.北京:科技出版社,2009
[4]陈琦,刘儒德.当代教育心理学.北京:北京师范大学出版社,2007.
[5]朱文祥.绿色化学和绿色化学教育口].化学教育,2001,(1):1―4.
[6]Anastas,Paul T,Warner,John C,Green ChemistryTheory and Practice[M].Oxford University Press:NewYork,1998.
[7]Singh M M. S zaf ran Z and Pike R M. Microscale Chemist ry andGreen Ch emistry: Complement ary Pedagogies, J. Chem. Educ.,1999, 76( 12) : 1684~ 1686
[8]周长水, 刘汉兰, 关光日编. 微型有机化学实验. 北京: 化学工业出版社, 1998
[9] 周宁怀 主编. 微型无机化学实验. 北京: 科学出版社, 2000
[10] 周宁怀, 王德琳主编. 微型有机化学实验. 北京: 科学出版社2000
[11]马志成.天津师范大学学报,在高中化学实验中培养绿色化学观的教育探索,2009
[12]Singh M M Szafran Z and Pike R M MicroscaleChemistry and Green plementary Pedago~gies[J].J.Chem.Educ,1999,76(12):1684―1686.
[13]王都留.水中花园实验新改进[J].化学教育, 2009, 30(8) :62.
[14]居宁怀.微型化学实验[M].浙江:科学技术出版社,1992.
[15]曹小华.柳闽生,徐常龙,等酯化反应实验改进[J].化学教育,2005(9) :52.
[16]马志成.天津师范大学学报 在高中化学实验中培养绿色化学观的教育探索2009
[17]李再峰.绿色化学实验[M] . 武汉:华中科技大学出版社, 2008.
1绿色化学思想概述
1.1绿色化学思想的含义:
绿色化学一词最早来源于美国,主张化学研究应用与环境的友好化发展。绿色化学思想则是希望在进行化学研究或者化工生产时能够减少污染物、提高回收利用率,降低化学工作对环境造成的不利影响,重点强调了预防化学污染而不是事后处理污染的重要性。绿色化学思想在地球环境问题日益严重之后得到了广泛的认可的传播,绿色化学思想也就此传入不同的国家和地区,渗透到不同的领域,例如化工生产领域、化学教育领域等。我国在引入绿色化学思想之后,在各方面都很重视绿色化学思想的应用,尤其是在高中化学教学中更强调了绿色化学思想的重要性。
1.2绿色化学思想的特点:
绿色化学思想尽管在不同领域应用时有着不同的表现形式,但是其本质思想并没有改变,应用时也能够体现出一些共同的特征,这些特征是绿色化学思想的具体表现,主要有以下几点:第一,使用绿色的原材料。化学教学和应用都需要用到许多化学药品、试剂等,这些药品、试剂的生产应该尽量选用绿色的原材料,从源头上减少污染。第二,减少污染物排放。使用大量的化学试剂就必然存在会造成污染的物质,因此绝对不能随意丢弃化学实验或化工生产后的废弃物。第三,提高回收利用率。有许多化学用品在使用之后是能够通过其他的化学反应进行回收利用的,这样能够有效减少污染,节约资源。
2绿色化学思想在高中化学理论教学中的应用
2.1通过绿色化学思想渗透加强环保意识培养:
我国环保事业的发展需要下一代来继承,对于高中生的环保思想的培养更是重要。因此,绿色化学思想在高中化学理论教学中最主要的应用之一就是加强对学生的环保意识的培养。学生通过了解绿色化学思想和绿色化学实践知识,能够在学习过程中养成良好的思想风格,考虑到环保条件。通过这种渗透的思想教育逐步提高对学生环保意识的养成。
2.2实现科学理论教学与素质培养的结合:
绿色化学思想在高中化学教学中不仅仅是作为教学指导思想,更是可以将理论教育与素质教育结合起来,培养学生的综合素质。例如,学生在学习煤、石油等自然资源,除了能够了解其化学特性以及相关化学反应之外,还能够联系当前能源使用现状进行思考,了解节约能源的重要性,培养学生对人与自然关系的思考。通过绿色化学思想的应用,能够使得学生建立更加高层次的思想水平,提高综合素质。
3绿色化学思想在高中化学实验教学中的应用
高中化学是一门实验教学,学生通过实验更好地掌握化学知识,同时,实验教学也是绿色化学思想在教学中应用的具体体现,按照绿色化学思想的指导对高中化学实验进行改造或改善,能够直接地让学生感受到绿色化学思想的重要作用。
3.1减小实验规模:
高中化学实验教学应该加强微型化发展,即尽可能选择更少的试剂、更少的资源进行实验教学。这是绿色化学思想的一种具体应用体现,通过将化学实验微型化,在保证学生掌握实验方法的基础上可以更好地做到节约化学资源、提高教学效率。减小实验规模并不是说轻视实验教学,反而是要将有限的实验资源尽可能高效地利用起来,不仅体现了绿色化学思想,也能够帮助教学。
3.2对实验进行绿色化改造:
高中化学教学实验有的可能会产生一些污染甚至是有毒物质,除了学生需要了解某些试剂的化学性质和特点以外,老师可以指导学生对实验进行合理的绿色化改造。例如,在“自燃”这一化学实验中,以前进行演示实验采用的是白磷和二氧化硫这两种试剂,这两种试剂本身就属于有毒试剂,同时在进行实验后会产生一种叫做五氧化二硫的环境污染物。后来在绿色化学思想倡导下,高中化学教材实验普遍都对这个实验所使用的试剂进行了改变,采用无毒的镁粉和石英粉末,这两种物质反应后会产生硅化镁,再与水反应后会产生SiH4气体,这种气体在与空气接触后就可以出现自燃现象。这样将实验改造后,可以减少对有毒试剂的使用,并且减少污染物的排放。在实际的化学实验教学中,除了教材上已经进行过改造的实验,老师还可以带领学生进一步思考和探索实验的改善方法,这样不仅能够提高实验教学效率,更能加强学生对于绿色化学思想的理解。
3.3学习实验物品处理:
高中化学实验教学往往只重视实验本身,而忽视了对于实验物品的处理,在绿色化学思想的指导下,学生有必要了解如何对实验物品进行处理。例如实验反应物的分类处理,要考虑剩余的反应物是否能够重新使用;对于实验的生成物,要考虑是否有毒、是否有污染,生成物是否能够进行回收利用,如果不需要了应该用怎样的方式进行处理再丢弃;最后还应该考虑实验使用的器材,例如试管、烧杯等的清洁,防止有毒反应物遗留。这样的实验物品处理的教学既能够提高学生的绿色化学意识,更能让学生学习到更多的化学实验相关的重要知识,有效提高学生的实验教学综合素质。
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