化学实验“化”,目的是把现有和化工生产的路线从“先污染,后治理”改变为“从源头上消除污染”,核心是“杜绝污染源”。随着人们环保意识的提高及环保各项工作的深入,教学实验的环保问题将被人们重视。同时,结合化学实验自身的特点,化学实验教学实现“绿色化”不仅非常必要,而且现实可行。
随着计算机信息技术的高度发展,我们的中学化学实验教学已经迎来了改革的春风,中学化学虚拟仿真实验思想怦然诞生了。中学化学虚拟仿真实验就是利用计算机编程工具模仿真实的实验环境编写的软件,借助计算机营造一个虚拟的实验环境,使实验接近或优于真实的实验环境,实验者可借助操作计算机虚拟实验系统完成各种预定的实验项目。
事实上,计算机模拟仿真化学实验是化学实验摆脱实物教育的一场,它的产生和发展,不仅是教育方法、教育手段、教育技巧的更新,而且对保护自然资源、缓解化学实验对环境的污染都具有深远的意义。利用模拟仿真对实验过程和实验仪器进行剖视及仿真,对有毒物质出现的实验进行模拟,避免有毒物质危害师生身体的健康。常规的、传统的化学实验不可避免的消耗许多药品和大量的水资源,尤其对于那些要使用昂贵试剂药品的、实验中容易引起爆炸或必须采用有毒有害试剂(如氢气、苯、苯酚、砷化物、重金属等)的实验,运用计算机多媒体系统进行仿真实验显得尤为重要。这样,利用计算机多媒体技术对实验原理、装置、流程、实验过程进行仿真,用文字、声音、图像、动画的效果让学生在计算机屏幕上做实验,既让学生学会了实验方式,领会了化学原理,实现了化学教学与现代信息技术的整合,又节省了资源、保护了环境,使我们的化学实验变成“绿色化”的实验。
那么,我们应该怎样来构建这种“绿色化”的实验教学呢?这一课题正是我们亟待解决的问题。。
思路一:建立新课标背景下的课堂实验教学设计模型
为了实现新课标提出的化学实验教学目标,贯彻绿色化学的教学思想,我们创立了下面化学课堂实验教学设计(初始)模型。
确定实验课题及类型――展示用品及仪器――实验指导――实验过程――总结――撰写实验报告
说明:实验课题即实验内容,实验类型即教师演示实验或学生动手实验;用品即实验使用的试剂和药品,仪器即实验所要用到的器具;实验指导即实验前有哪些准备工作和哪些注意事项;实验过程即实验操作流程;总结即实验过程的注意事项与实验现象;实验报告即对实验的总体汇报。
思路二:建立演示实验课件平台
演示实验是老师为了说明某一化学反应过程或现象而做的实验。这样的实验比较多,我们可以在校园网上建立演示实验课件平台,把老师们设计好的演示实验课件收集其中,老师上课时可以任意选用。
思路三:建立学生实验课件平台
绿色化工就是要在对环境污染严重的地区,进行技术上的加工,使得与环境相协调的可持续发展的化学化工。重视“科学是第一生产力”,要坚持发展可再生资源的使用,以多种多样的高超技术加以研究。绿色化学前景的探索对于我们还任重道远。
【关键词】绿色化学化工;绿色概念;绿色化工产品;绿色环境;友好化学
引言
只有深入研究和发现各种绿色产品,探讨绿色化学化工,才能使出现的问题得到很好的解决,对每一个问题的发生我们都要追根溯源,从根本上根除问题。绿色化学化工技术的应用,正在不断增多,我们要设计研究低公害,经济效益高的绿色产品,这就要求我们在一定程度上选择适当的材料,例如新型的催化剂,溶剂,油漆等。利用自然界中存在的可持续发展条件,以废弃物作为原始原料,生产一些绿色化学化工产品。国家要想改变传统的生产模式,就不要有自给自足的传统思想,否则将可能出现很严重的结果。在宣传方面要倡导绿色化学化工产品,这些产品的新生将会给化学史上增加一笔新的光彩。
环境与绿色这两个词是分不开的,绿色环境就是要把环境好好经营,建设社会主义和谐社会。改革开放以来各种污染物大量出现,同时还有一部分人为了暴利不惜破坏环境,所以要研究出符合经济条件的绿色化学化工产品,取得一定的经济效率。
一、绿色化学化工的重要性
(1)世界各国在发展建设过程中不断造成对环境的影响,例如泥石流,地震的频频发生,以致于对绿色化工越来越重视。
(2)绿色化学化工基本的问题是技术与人才问题,绿色化工可以很好的保护环境和带动一系列的化工产业的飞速发展,在工业上起到经济效益好,实用性强的理念,还可以消除化工工业对社会和环境的各种影响。
(3)绿色化学化工具有一定的循环利用性,工业的加速发展,使得一些资源的利用率得到百分百的提高,绿色化学在国际上被称为是解决污染物的科学杀手。从目前看来,绿色化学化工前景广阔。
(4)化工上要解决一些技术上的难题,从观念上强化,在制造绿色产品方面,要有好的建设,制度要明确。
二、重视绿色化工技术和人才的教育培养
要主导绿色化工的技术发展,优化对于绿色环境的要求,要树立“以人为本的原则”,观念上要高效,经济实惠,简洁,建立一系列的新形势下政企的合作关系,国家要落实和扶持这一方面的有关条例。其中还要结合对高新技术产业发展的绿色化学化工产品,优化环境等有利条件。
加快建设对于绿色化学化工方面的人才,在国家的扶持下开发绿色化工的发展和服务。
国内先前在冶金、钢铁、矿类上的开发导致了很多问题的发生,现在需要绿色化学化工产品的加入为这一类企业注入新的血液。在绿色化学化工产品的设计和建设中加入高技术的含量。
化学与化学工业有着本质上的差别,以前的原料,不可再生资源的危害,相信大家有目共睹,这些问题制约了国家化学工业和环境的协调发展,充分利用可再生资源,是绿色化学化工的首要解决的问题之一。对于这一方面,人才上要遵循科学发展的道路,要有着对未来前景的预测,人才具备这些才能很好的为国家和人民服务。学校培养人才研究,绿色化工的规划,研究论文,环保意识上,要深入到骨髓里。绿色化学代表了化学和化工学科的共同发展趋势和目标之一,即无论是化学还是化工,不仅要面对社会发展对环境、健康和能源等方面日益严格的要求。
三、绿色化工的前景预测
(1)我国企业主要是以工业化为主,所以绿色化学工业在国民经济中占有主导作用,对推动我国加速发展社会主义和谐社会做出了巨大贡献。
(2)化学工业在教育方面,虽然有很多不完善的地方,但还是可以培育一代代优秀工业人才,这些人才使得绿色化学化工业的发展加速。
(3)绿色化学观念上实施科学主义发展观,贯彻落实以人为本的原则。
。从它现在代表的意义来看,还可用环境友好化学、可持续发展、清洁生产等词汇来描述,在当今社会,环保,政治,国际上多方面的推动下,我们绿色工业发展前景相信会越来越广阔,也将会越来越好。
四、我国对于绿色化学化工上采用的战略
1、国家研究院建立了专门的机构,目前我国有很好的合成、催化绿色化学技术。如研究院的基础研究绿色化学合成,有机化学产品的检测和研究。
2、在战略实施上重视可再生资源,自然界中含有最多的木质素和纤维素的植物,有着一定的可再生资源,总结方案,在绿色化学化工的问题上采用更好的方案。
3、战略上要重视解决资源浪费的问题的发生,迅速推动国内的科学化工业的发展等,国际上对于绿色化工工业产品的溶剂,反应条件,催化剂等化学使用方法,对于高原子的组合,目标分子的研究,使绿色化学工业上保持了有效的功能外,同时让有害影响降到最低,体现了经济效益、环境效益和社会效益的统一。
结束语
从绿色化学化工的定义,原理研究的方向下,我国慢慢的展现了完整的绿色化学化工体系,以及国家人民对于绿色化学化工意识上的加强,但是目前还有很多方面不够健全,如发展速度很快,导致一些内部问题的发生,还有对于绿色化学化工的产品定位,望日后有更多推进绿色化学化工的方案。
参考文献
[1]麻生明.环境友好的合成化学.1999年科学发展报告[J]北京:科学出版社,1999.101-105
【关键词】绿色化工;环保;前景
对于缓解资源与环境问题来说,最理想的途径就是全绿色化工。主要通过气化或液化生物质、生物质塑料、以及对加工过程中主要的副产品利用等方面来体现全绿色化工的进展。大力发展全绿色化工既能解决资源问题,又能解决环保问题。是我国现阶段需要的一项化工技术。绿色清洁化工生产已经成为未来化工发展的必然趋势,也是实现资源、环境、经济、社会全面协调可持续发展的必由之路。
1.绿色化工的定义
环境友好化学是绿色化学的另一种称呼,根据其基础发展的技术主要主有环境友好技术、绿色技术或洁净技术。将环境污染的程度在最大程度上降低到最小是绿色化工的目的,绿色化工的工作原理就是化工本身的特性。这一工艺严格杜绝副作用的产生,使排放损失量达到最小化,并且拒绝使用毒害材料和附加品,添加剂等。。把污染和损伤环境的问题扼杀在生产阶段,因此提倡将绿色化工代替传统工艺,发展成为全新的模式,绿色化工的内容包含了多种方面,其中有专业上的生物,化学等。有较强的社会目的性。。它对保护环境有极大的好处,同时也节起到了能减耗的作用,使资源得到合理的利用,使生产投入大幅度减少,使搭配的能力不断得到提升,使化工行业得到可持续发展,发展前进的方向以科学,合理,为基础,让社会和人民一致支持绿色化工和环保。
2.绿色化工技术的现状
美国在20个世纪90年代将污染防治的问题提出,并在基本国策中添加了防止污染这一项,相继有污染防止法案出台,并在90年代中期国家环境技术战略向公众宣布。在几年之内,根据绿色化学研究性问题,美国化学会成立了专门讨论会等一系列相应的措施,并设立了一系列与绿色化工、环保相关的奖项,如总统绿色化学挑战奖等。显示出了美国对绿色化学的重视程度。国内在国外的绿色环保化学进行得轰轰烈烈时,经过院士的多次讨论,最终确定了“绿色化学与技术”作为最后的议题,中国科学院化学部也授权同意议题。讨论会“工业生产中绿色化学与技术”于1996年首先召开,《绿色化学与技术研讨会学术报告汇编》也在同一时间出版。“环境友好石油化工催化化学与化学反应工程”科研项目,也是中国具有代表性意义的基础项目,通过自然科学基金和中石油化工公司共同资助,于1997年启动。20世纪末在合肥,首次国际绿色化学高级论坛展开活动;并有杂志积极响应大会精神支持大会工作,如《化学进展》。还相继出版了“绿色化学与技术”专题报告等。在21世纪,我国不断的有可持续绿色化工议题被提上日程,这一领域有无数的研究者参加研究,进行交流学习,也取得了骄人的成绩。
3.绿色化工的技术动态
简单来说绿色化工技术就是通过对化学原理的应用和使用工程技术来减少甚至消除能够污染环境的物质,实现废物零排放,并建立友好环境。摒弃粗放的化工生产模式是化工企业的全新出路,即绿色化工,用“资源-产品-再生资源”这种全新的循环物质流动过程替换掉过去的“资源-废物”方式排放的流动过程。增加节水措施,提高谁的重复利用率等。通过对先进技术的应用,使环保型产品被研究出来,实现清洁生产,使三废排放量得到最大限度的降低。落后的生产工业要被逐步淘汰;使原材料消耗降低;通过提高化工废水处理设备质量、使设备成套化,来使得到化工环保产业技术和装备水平提高。“化学的绿色化”已被美国化学界列为迈向21世纪化学进展的主要方向之一,绿色化工也在一定程度上涉及到化学方面,例如化学的有机合成、生物化学、分析化学催化等。酿造、制药、造纸、印染等行业在滚动修订“九五”发展规划时,在规划中应逐步补充进绿色化学与技术的内容,我国国家科技部组织应该为此做详细的调研。使“九五”基础研究规划中含有绿色化学与技术研究工作,并在同一时间内将科研工作安排恰当。以国家自然科学基金委员会与中国石化总公司联合支持开展了“环境友好石油化工催化化学与化学反应工程”重大基础研究项目为例,这是一种把导向性基础研究与技术创新相结合较好的组织形式。
4.绿色化工的研究方向
对清洁硝化和还原技术展开研究,主要以污染问题严重的重要染料的关键生产过程为主要研究对象,如红色基RG、红色基G等。清洁新工艺研究的开展、开发与工业化应用,使传统硝化与存在于硝基还原工艺中的重污染问题得到减少甚至消除,在技术方面支撑我国染料合成化学工业的可持续发展,向传统硝化和清洁化生产硝基还原工艺作出示范。
环境友好性的催化技术,使以化学催化和生物催化在内的环境友好性催化技术为主要内容的研究与开发得到开展,与一些重要性药物关键中间体的生产相结合,使一些重要药物中间体在生产过程中的产生的重污染问题得到减少或消除,使拥有自主知识产权的环境友好手性催化技术得到发展,使手性技术国家工程研究中心得到建立,使我国手性技术的产业化得到不断发展,为以手性药物的发展为代表的我国药物合成工业做出贡献。清洁催化氧化新技术的研发,开展新工艺研究,主要方向为空气、氧气或双氧水为清洁氧化剂,发展新的体系与新的工艺,主要内容为:以空气、氧气或双氧水为氧化剂的清洁催化氧化,使传统工艺中的重污染问题得到解决,使以此为基础的系列精细化学品和药物合成的清洁化生产新工艺的应用得到良好的影响。对绿色化学农药的创制研究,使以绿色新农药创制为主要方向的筛选平台得到建立,使中科院化学口研究所的潜力得到充分的发挥,使具有自主知识产权的农药先导化合物得到开发,大力发展新农药品种的开发,以具有明确应用对象和开发前景的新化合物为优先选择。
【关键词】高中化学教学 绿色化学 应用
【中图分类号】G632 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2014)31-0126-02
。环境保护一直是中国比较重视的一个问题,因此,将绿色化学的理念贯穿到高中化学教学中,通过改革来给学生树立绿色化学、减少浪费、保护环境的理念,从而培养学生良好的课堂学习习惯,进行正确的绿色化学实验已成为高中化学教学中的重点教育目标。高中的化学教学是一种相对基础的学习,老师在这个阶段给学生进行绿色化学理念灌输,对学生今后的思维习惯养成有十分重要的意义。
一 绿色理念在高中化学教学中的现状
从高中化学教学现状来看,目前高中化学教学还处在以知识讲解为主阶段,大部分知识还停留在理念的认识上,对于生活的实践观察与应用存在着很大的不足。高中化学教学应是理论与实践的结合教育,它不仅要提高学生的化学成绩,也要培养学生良好的道德品质和社会素质,利用已学的化学知识来改变生活,让自己的生活学习环境变得更加适宜,实现绿色化学的目标,减少资源的浪费和环境的污染。在高中新课标的教育要求下,学校需要加大对绿色化学理念的教育渗透力度,让绿色化学的观念深入到高中生的日常生活学习中,将保护环境,减少化学资源的浪费和不恰当实验操作的污染作为己任,创造性的进行化学学习。
二 高中化学教学中绿色化学理念渗透的应用
1.课堂教学
在进行高中化学绿色理念的渗透中,老师要合理地利用课本教材给学生进行绿色化学理念的讲解和案例分析,培养学生的绿色化学意识。高中化学教材知识的设定包含了一定的绿色化学内容,老师要充分利用教材的这一特点,从环境保护角度来介绍相应的化学知识,在学习的过程中培养绿色化学观念。在学气污染、酸雨形成、温室效应、重金属污染等关于环境污染的化学知识时,要从原因解析入手,让学生深刻地认识到绿色化学的重要性。
2.实验教学
第一,实践化学实验课程,培养绿色化学意识。在高中化学教学中渗透绿色化学理念,就要在实验课程中加强对实践的操作应用,从而让学生在实际操作中更加深刻地认识到绿色化学的重要性,培养学生的绿色化学意识。老师可以将绿色化学有机地融合到化学实验中去,让学生体会到绿色化学的积极意义,从日常实验中培养学生的绿色环保意识,为今后的生活工作打下基础。老师在指导学生进行实验操作时,要严格规范学生化学实验操作的规则和步骤,正确使用实验仪器,在试剂的取放称量上本着精确科学的原则,减少因操作不当造成的环境污染和药品浪费。
第二,遵守绿色原则,开发绿色实验技术。在实验操作的过程中,老师要让学生严格遵守绿色原则,在实践的技术手段上进行创新,努力开发绿色实验技术。;(2)开发绿色实验技术,实现实验过程的全方位环保;(3)控制并减少对化学试剂和药品的使用;(4)对于相对危险的实验操作与较为昂贵的实验器材使用,尽量采取模拟操作的方法,从而减少对学生的身体损害和对仪器的消耗磨损。老师在实验规程中要以这四项原则为基础,创新绿色实验技术,从而让学生更加深刻地理解绿色化学的含义,并在实验中努力遵守这些原则,最终实践绿色化学。例如在进行制取O2实验过程时,老师可以采取用KCLO3来进行分解操作,取代原来的H2O分解实验,减少后期药品的浪费,也避免氢气的污染,从而使学生了解到绿色化学的好处。
第三,实现实验的微型化,减少仪器材料的浪费。所谓微型化实验就是指在能够满足实验要求,并正确得出实验结论的前提下,对原来的实验内容及实验步骤进行重新的整合安排,尽量使用小号的仪器进行操作,提高实验结果的精度,从而降低整个实验过程中的废气和废物产生量,并达到削弱化学实验对周围环境的不良影响的目的,实现真正的绿色化学。在绿色化学理念的渗透过程中,作为高中化学老师,可以在不影响实验结果的前提下,将实验进行微型化改进,减少仪器的耗损和实验试剂的浪费,这样也降低了实验老师在处理后期废物时的难度,同时也给学生树立了榜样,让学生认识到绿色化学对实验的积极影响。例如在进行氯气制取实验时,老师可以考虑在小号培养皿中进行少量漂白粉与稀硫酸的混合制取,这样产生的氯气能够扩散到器皿中的其他液滴中继续参与后续反应,这既是对实验废气的再利用,也能够提高实验效率,实现了绿色化学的理念渗透。
三 结束语
从目前中国的高中化学教育现状来看,绿色化学教育理念渗透还处在起步阶段,因此,各高中学校在给学生进行化学教学时应该注重对绿色化学的思想教育培养,努力开发绿色化学教学方法和技术手段,提高教师的素养,给学生树立绿色化学实验的典范。高中的绿色化学教育之路任重而道远,只有学校和老师共同努力,让绿色化学的理念深入到学生的日常生活和学习中,才能取得真正的效果,为保护自然环境,节约资源做出贡献,最终推动中国的社会主义现代化建设。
参考文献
关键词:化学工程;节能;绿色化学;工程工艺
中图分类号:TE08 文献标识码: A
前言:进入21世纪以来,环境问题越来越严重,而且,随着人口的继续增加,能源的持续减少,不可再生资源已经临近枯竭,生活垃圾核工业污染物也在无情的破坏着生态环境,人与自然的矛盾就这样不断被激化。在化学生产过程中,通过不再使用有毒、有害的物质,不再产生以及处理废物,生产无污染无伤害的目的正是绿色化学的设想。这虽然只是设想,但通过改进化学技术和方法,是可以达到减少有危害的化学产物的,绿色化学工程与工艺正是为了保证人类健康、生态环境,为促进化学工业节能目标而实施的。
一、绿色化学工业的概念
总结我们前面所阐述的,我们可以把其定义为无污染化学,所以在进行绿色化学工艺的过程中所产生的某种手段就是绿色化学工业技术,利用其原理从根源对普通化学反应产生的破坏进行整治。;第二呢,绿色化学形成的结果是对环境友好的,绿色化学可以渐渐对付各种环境中产生的不利人类和自然发展
的因素。
但是究其根基,绿色化学是对环境的保护以及防范;而我们所说的环境化学就是对预防之后而无法达到效果的环境进行进一步的革新和处理,所以绿色化学和环境化学在起点和终点都是不一样的。那么在其反应过程中,对于有害物质进行摈弃,就可以制止不利产物的生成,但是在当前发展来看,这种想法只停留在表层,但是我们相信,通过科学家们的不断努力,这种想法终究会实现的。
二、传统化学与绿色化学的根本区别
化学可以理解为是研究从反应物向其生成物转化的的科学。传统化学在一定程度上是以资源过渡消耗和环境严重污染为代价的先污染后治理的化学工艺,其导致的危害是资源不可再生和环境污染,严重地威胁着人类生存和可持续发展,如目前全世界每年产生的废物达3-4 亿吨;而绿色化学(也称为环境友好化学)是从源头上防止环境污染的新兴科学。虽然传统的化学与绿色化学都为人类生活做出了巨大贡献,但绿色化学的根本思想是运用高选择性和原子经济性的反应,使用无毒无害的助剂、原料,生成环境友好的产品,而且经济合理,从而在节约资源的同时变废为宝。
绿色化学是对传统化学思维模式的革新和发展,也就是说,绿色化学可简单地描述为在化工生产反应过程中,改变了传统化学的“先污染后治理”,是“从源头上消除污染”,尽量不使用有毒有害物质,并减少或不生产废弃物和有毒有害物质。近年来的绿色化学发展,充分体现了绿色化学与可持续发展之间的密切关系,
因此,绿色化学也被称为“绿色与可持续化学”。
三、绿色化学应遵循的基本原则
1、污染预防优于末端治理污染;
2、尽可能的不用分离溶剂、试剂等辅助物质,若是不得已使用时,也应该是无毒、无害的;
3、在采用生产方法中尽量不使用和不产生对人类健康和对环境有毒有害的物质;
4、合成方法应具原子经济性(atom economy),原料分子中的原子更多或全部地进入最终的产品是原子经济性的核心目标。绿色化学的原子经济性有两个显著有点:一是最大程度地利用了原材料,二是最大程度地减少排放废弃物;
5、使用高选择性的催化剂优于化学计量试剂;
6、生产过程能耗应最低且在温和的压力和温度下进行;
7、设计具有高使用效益、低环境毒性的化学品;
8、在技术可行和经济合理的前提下,尽可能地使用可再生原料;
9、尽量减少或避免非必要的衍生反应步骤(如使用物理化学过程、屏蔽基团、保护复原的临时性变更等);
10、选择参与化学过程的物质,尽量避免发生意外事故的风险;
11、化学产品在使用完后应能降解成可以进入自然生态循环无害的物质;
12、发展适时分析技术以监控有害物质的形成。
四、绿色化学工程与工艺的开发
传统的化学工程与工艺对有害污染物的处理很被动,有滞后性,并且达不到根除污染物的效果,不但治理成本高,而且治标不治本。比如利用烟气除尘、脱硫,虽然净化了气体,却把污染物转化成了废渣废水,不但没有解决问题,反应复杂了处理方式。绿色化学工程与工艺,以零排放、清洁生产为原则,从化学反应着手,对污染进行有效的防止和控制。
1、采用绿色化学原料
化学生产原料是决定化学生产流程和工艺的主要因素,传统化学工程采用的绿色原料大多为不可再生能源,选取这种化学材料,不仅增大了我国不可再生能源的消耗量,同时也增加了化学生产污染物质的排放量,所以采用绿色化学原料是绿色化学工程重点研发项目,选用可再生、无污染的化学原料,如自然物质、绿色化学物质等。苞米杆、芦苇、纤维植物等农副产品废弃物,这些物质是典型的绿色化学原料,将其投入到化工生产中,可以转化成醇、酮、酸类的化学品,在转化过程中,这些化学原料只会产生氢气,不会产生任何有毒、有害物质。
2、采用高效高选择性的反应原料
对于化学工业来说,化学反应是决定化学工业生产过程中生产成本和生产难度、充分利用化学资源等各方面的重要性因素。可以降低工业生产的成本,而且能够提高产物纯度,减少无效反应产物的排放,节约化学资源,在化学工业中,有机物的反应复杂,研究机制不确定,所以选择合适的反应原料,不断提高工业技术是对化学工业的发展有着重要的意义。
3、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,石油化工工业中时常发生这种反应,但是,它的生成物不稳定,很容易被进一步氧化,生成H2O和CO2。在各类的催化反应中,此反应一般不会被选择,因为有时生成物中还会存在同分异构提,不利于得到最终产物,所以,为了简化生产,一般都会使用选择性高的试剂。这样不仅可以降低分离产品和纯化产品的难度,还提高了反应的选择性,还能够起到降低成本,节约资源,减少环境污染的作用。所以加强这一方面的研究会有很强的实用性,比如开发载氧能力强、选择性好的新型催化剂,就可以应对不同的烃类氧化反应。
4、采用无毒无害的化学催化剂
近年来,化学反应越来越多的应用到了工业化的生产中,而催化剂对提高反应速率有着明显的效果,所以开发新型高效、无毒无害的催化剂以成为绿色化学工艺的发展方向之一。如今,相关部门都在研发新的烷基化固相催化剂,此外,分子筛催化剂也得到了很好的开发和应用。
五、寻找高效绿色的化学催化剂对提升工业生产水平的作用
1、 污染治理
目前,化学工业有其是石油、化工、煤炭等重工业对环境造成重大污染,危害生存环境,破坏原有生态平衡,威胁人类生存。
1996年设立“绿色化学挑战奖”表彰在绿色化学领域中做出贡献的人。绿色化学的目标就是从化学生产的源头上实现环境治理,消除环境污染,绿色化学改变了传统化学工业先污染后治理的模式,实现预防、监测、零污染,预先环境治理,保护环境,资源可持续发展。
2、优化资源
化学工业绝大多数工艺都是上个世纪开发的,受技术发展的,化工领域是劳动密集型产业,高耗能、重污染、浪费原料、劳动力成本高,对大气、水和土壤等环境排放高。使产品成本中附带原料浪费、能源消耗、污染治理等成本。据统计,美国化工业1992年用于环保经费达1150亿美元,治理污染经费达7000亿美元,化学品销售中资源节约和环境治理成本提升。绿色化学从约资源方面,提高使用效率,减少环境破坏,降低新产品经济成本,有利于倡导节约型社会。
3、节能减排
节能减排就是节约能源、降低能源消耗、减少污染物排放。世界各国都制定了相关计划来实现这一目标,美国绿色化学目标:2020年将废弃物减少40-50%,化学生产行业消耗原材料降低20-25%。日本制定新阳光计划,在环境化学领域倡导绿色技术,减少环境污染,发展减排新技术应用。中国2006年提出降低能源消耗和对外石油依赖,希望2010年,单位GDP能耗比2005年降低两成、主要污染物排放减少一成。2013年国家表示,为确保今后节能减排目标、推进绿色低碳发展,深入推进节能减排各项工作。绿色化学正是实现节能减排和环境保护重要工具。国家倡导在重点领域节能减排,推进企业节能低碳行动,开展绿色化工行动,加强环境治理,加大治理力度,引导循环经济,着力增强全民节能减排意识,实现共创和谐社会,建设美好家园。
4、化学工业中绿色化学的应用
绿色化学的核心就是要利用化学原理从源头消除污染,做到完全无公害无污染,因此它又被称为清洁化学,应用范围广泛,它涉及有机合成、催化、生物化学、分析化学等学科。工业中化学反应发生的条件一般都是高温高压,在反应过程中,只有适宜的温度和压力才能使用现代化学工业的技术,另外加上绿色化学的高效催化剂,这项工程才得以不断发展。例如上文提到的低维材料碳纳米管,催化裂解反应中有很大的化学功效。
5、化学工业中绿色化学和现代生物结合的应用。
讲到了催化剂,这就涉及到另外的技术性学科生物技术。生物技术的就是高科技与高端专业知识结合的产物,学科内又分为细胞工程、基因工程、胚胎工程等等。在化学产业中主要应用于生物化学。在化学工业生产过程中,选取有机的生物材料,主要是动植物的原料,另外也会采用他们经过上千年演变的产物―地下的煤炭等。催化剂主要由人工催化剂和自然催化剂,分别由人工合成以及采用天然动植物的生物酶。这样能够满足现代化学工业发展的需要,同时也能切合可持续发展的指导思想,节约能源,维持现在生态平衡的状态,推动化学工业发展。
六、结束语
综上所述,可持续发展在当今社会显得越来越重要,因此化学工业生产中也要遵循这个指导性思想,采用选择性高的原材料,节能减排,利用高新化学催化剂,最大程度的减少污染物排放,不断增高有效产物纯度,在资源有限的前提下,保护生态环境,维护现有的生态平衡。绿色化学在整个化学工业的发展中,有着实质性的意义,高新技术性产物催化剂的使用能改变现有产业结构和传统的生产过程,加速化学工业发展。
参考文献:
[1]于贺. 论绿色化学工程与工艺对化学工业节能的促进作用[J]. 科技与企业,2013,05.
[2]李丽,王超. 论绿色化学工程与工艺对化学工业节能的促进作用[J]. 化工管理,2014,05.
随着社会的发展,环保意识已经深入到人们的心中。从当前环境污染来看,很大一部分来自于建筑废物和有害物,很多建筑工地为了图省事、节开支,到处抛洒建筑垃圾和任由挥发性有害物质暴露于空气中,建筑技校培养出来的人才是建筑场地的管理型技术人才,是未来的工程项目经理,提高建筑技术人员的环保意识,增强环保能力是刻不容缓的事情。绿色化学理念正是基于这样的背景下提出来的,因此,如何将绿色化学理念渗透到化学教学中,是值得我们不断深入研究的共同课题。
一、实现绿色化学的主要方式一是对“原子经济性”反应的开发利用。通过将近似理想的原料分子中的原子,进行有效转化,使其能够全部变成产物,而不会产生一点废物。有的利用原子经济反应,如丙烯氢甲酰化制丁醛等。有的已将两步反应变为一步的反应,如生产环氧乙烷的过程。二是确保溶剂无毒、无害。从当前环境污染来看,很多都是化学制品造成的。所以,如果研发无毒无害溶剂来替代挥发性溶剂,正是当前绿色化学所需要重点探究的。如超临界流体、超临界二氧化碳的研发,因为其没有毒害,不会燃烧,且价格便宜,很受欢迎。
。教师在化学实验教学中,应从环境保护的高度来考虑实验原理、设备、手段、方法,启迪学生改进、重新设计传统的化学实验,使之符合绿色化学标准。让学生领会到绿色化学科技不仅仅是化学领域的任务,而是每一个人必须理解的观念和应该承担的社会责任。2.站在时展的高度理解实施绿色化学教学现在的技工毕业生除了掌握一定的操作技术,还应具备保护环境的意识和可持续性发展的能力,应该能对工作生产中出现的化工废料进行无害化处理。而要实现这一目标就必然涉及到环境教育,迫使人们对当前的环境教育重新定位,探讨新的教育教学模式,以适应时展。3.构建绿色化学教学体系(1)教材绿色化。。因此,教材应以绿色化学为主线,以基本化学知识、原理为支点,去构建新教材体系,充分体现时代性、创新性和绿色化。实验内容也要作合理的取舍和安排,既要体现知识性,又要强化学生综合利用资源和环保的意识。(2)以计算机为平台模拟化学实验。电子、信息技术迅猛发展,使教学方法多样化成为可能。如利用Flash、化学仿真实验室等软件对传统的实验装置、过程、现象进行模拟,再辅助动画等多媒体技术,让学生身临其境,全方位感受实验的动态过程。(3)开发、利用微型化实验,减少污染。微型化实验是绿色化学教育改革的直接体现。它是对常规仪器进行微缩,用尽可能少的化学试剂获得明显的反应结果和准确的化学信息的一种崭新的实验技术。微型化实验本质上并非是与传统化学实验对立,更不是节约成本的权宜之计,而是在绿色化学理念的指导下,用预防化学污染的新思想、新技术、新方法对传统的实验进行改造,对化学实验思维的创新性变革。
三、几点建议除了上述的有效措施外,笔者结合当前高级技工建筑专业化学教学中渗透绿色化学理念的实际,提出如下建议,仅供同行参考。1.注重教学内容的整合一是充分利用网络资源,做好绿色化学理念的渗透。在化学教学中,因为教材内容毕竟十分有效,如果仅仅局限于教材,是远远不够的。因此,教师在深入挖掘化学教材内容的基础上,可以充分利用网络,将网络上丰富的绿色化学资源引入到课堂教学中来,这样不仅能够扩大课堂教学的信息量,而且能够开拓学生研究,突破实践和空间的局限性,从而极大激发学生的学习兴趣。二是充分利用生活资源。。通过引入生活中的实际例子,能够增强化学教学内容的亲近感,从而激发学生的学习兴趣,在此基础上,引导学生充分认识到绿色化学在现实中的实用价值。2.做好绿色化学实验研究在实验教学中,教师是学生学习的楷模。如果教师能够在实验中自觉规范实验操作,做到言与行的统一,改革教科书中不良实验,那么在学生的心目中就会自觉形成保护环境的自我规范,学生就会自觉关心、爱护和尊重环境,从我做起,而不是一味指责别人。例如,苯的溴代反应,一般在导管与银溶液处看到的是红烟状的溴而不是白雾状的溴化氢。反应速率控制不当,红烟弥散于讲台上,伴随着教师痛苦的表情(溴可催泪)和前排学生不绝于耳的咳嗽声,以及打开门窗的尬尴态,使得学生的探索兴趣索然全无。如果从绿色化学的角度出发,改进两处:一是将铁粉换为可抽拉的铁丝,并将其端部磁化后再吸一些铁粉。二是在反应容器和银溶液之间加装一盛四氯化碳的容器,将多余的挥发出的溴吸收之后,仅留下溴化氢,这时的白雾现象会更加明显。用绿色化学的观点来分析,上述改进仅从环境保护的角度人手,如果用微型化学实验借助多媒体设备中的载物台予以放大,将是更好的选择。这样反应之后带给环境的毒害会降至最低程度。3.以绿色化学原则改革化学教材和试验教学传统的化学教材,较少体现绿色化学的原则,不利于学生树立绿色化学的意识,我们应该把绿色化学的思想和内容融合于深化教学内容和教材改革之中,更新教学内容和教学方法,在教学大纲中必须明确规定绿色化学的教学和基本要求,以绿色化学为主线,以学科交叉融合为前提构建新的教材体系,结合学科特点,结合具体的原料、反应和工艺,介绍绿色化学的基本思想和技术,在此基础上,逐渐引导和培养学生的绿色意识。实验教学是培养学生动手实践能力的重要环节,大多数化学实验,都不可避免产生有害或有毒的气体、液体或固体,直接影响实验人员的身体健康和污染环境,因此,实验教学中不仅要培养学生的各项实验技能,还要实施绿色化学教育,使化学实验“绿色化”。
四、结语综上所述,绿色化学的渗透是提升学生化学素养的需要,是适应未来就业形势的需要,更是促进学生长远发展的需要。因此,加强绿色化学理念的渗透具有十分重要的现实意义。作为化学教师,要转变教育观念,不断探索、创新教育教学方法,让学生在绿色化学教育中树立新理念,增强才干,从而提升学生市场竞争实力。
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