我受不了了,才20分你以为谁稀罕啊,你以为回答问题的人是为了赚分啊?分有什么用?水边注册一个就可以问问题,你思想太狭隘了!回答问题的都是感觉问题被采纳了有一些成就感而已,都不屑说你这渣
当今,化学的发展非常迅速。在20世纪发现和人工合成的化合物的种类是2285万多种,是此之前发现的所有化合物总数的41倍强。但“化学家太谦虚”,20世纪化学取得的辉煌成就,并未获得社会应有的认可。1 化学所面临的挑战1 化学的形象正在被与其交叉的学科的巨大成功所埋没化学是一门中心科学,化学与生命、材料等八大朝阳科学有非常密切的联系,产生了许多重要的交叉学科,但化学作为中心学科的形象反而被其交叉学科的巨大成就所埋没。化学这门重要的中心科学(central science)反而被社会看作是伴娘科学(bridesmaid science)而不受重视。2 化学正被各种各样的环境污染问题所困扰 化学的发展在不断促进人类进步的同时,在客观上使环境污染成为可能,但是起决定性的是人的因素,最终要靠人们的认识不断提升来解决这个问题。一些著名的环境事件多数与化学有关,诸如臭氧层空洞、白色污染、酸雨和水体富营养化等;另一方面把所有的环境问题都归结为化学的原因,显然是不公平的,比如森林锐减、沙尘暴和煤的燃烧等。这当然与化学没有树立好自己的品牌有关系,在最早的化学工艺流程里面,根本没有把废气和废渣的处理纳入考虑范围,因此很多化学工艺都是会带来环境污染的。现在,有些人把化学和化工当成了污染源。人们开始厌恶化学,进而对化学产生了莫名其妙的恐惧心理,结果造成凡是有“人工添加剂”的食品都不受欢迎,有些化妆品厂家也反复强调本产品不含有任何“化学物质”。事实上,这些是对化学的偏见,监测、分析和治理环境的却恰恰是化学家。2 绿色化学是应对挑战的必然 科学不但要认识世界和改造世界,还要保护世界。化学也如此,为了应对化学所面临的挑战,提倡绿色化学是刻不容缓。1 绿色化学的概念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环境污染,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。2绿色化学的产生及其背景当今,可持续发展观是世人普遍认同的发展观。它强调人口、经济、社会、环境和资源的协调发展,既要发展经济,又要保护自然资源和环境,使子孙后代能永续发展。绿色化学正是基于人与自然和谐发展的可持续发展理论。在1984年,美国环保局(EPA)提出“废物最小化”,这是绿色化学的最初思想。1989年,美国环保局又提出了“污染预防”的概念。 1990年,美联邦政府通过了“防止污染行动”的法令,将污染的防止确立为国策,该法案条文中第一次出现了“绿色化学”一词。1992年,美国环保局又发布了“污染预防战略”。1995年,美国政府设立了“总统绿色化学挑战奖”。1999年英国皇家化学会创办了第一份国际性《绿色化学》杂志,标志着绿色化学的正式产生。我国也紧跟世界化学发展的前沿,在1995年,中国科学院化学部确定了《绿色化学与技术》的院士咨询课题。 3 绿色化学的核心内容原子经济性是绿色化学的核心内容,这一概念最早是1991年美国Stanford大学的著名有机化学家Trost(为此他曾获得了1998年度的“总统绿色化学挑战奖”的学术奖)提出的,即原料分子中究竟有百分之几的原子转化成了产物。理想的原子经济反应是原料分子中的原子百分之百地转变成产物,不产生副产物或废物,实现废物的“零排放”。他用原子利用率衡量反应的原子经济性,认为高效的有机合成应最大限度地利用原料分子的每一个原子,使之结合到目标分子中。绿色化学的原子经济性的反应有两个显著优点:一是最大限度地利用了原料,二是最大限度地减少了废物的排放。原子利用率的表达式是: 原子利用率= (预期产物的式量/反应物质的式量之和)×100% 如无公害氧化剂过氧化氢的制备可采用乙基蒽醌法,即由氢和氧在2-乙基蒽醌和Pd为催化剂作用下直接合成,2-乙基蒽醌复出并可循环使用。此反应原子利用率为100%,体现了原子经济性,减少废物的生成和排放,是典型的零排放例子。4 绿色化学的12项原则和5R原则为了简述了绿色化学的主要观点,PTAnastas和JCWaner曾提出绿色化学的12项原则,这12项原则对我们今后从事绿色化学的研究具有一定的指导作用。Ⅰ.防止——防止产生废弃物要比产生后再去处理和净化好得多。 Ⅱ.讲原子经济——应该设计这样的合成程序,使反应过程中所用的物料能最大限度地进到终极产物中。 Ⅲ.较少有危害性的合成反应出现——无论如何要使用可以行得通的方法,使得设计合成程序只选用或产出对人体或环境毒性很小最好无毒的物质。 Ⅳ.设计要使所生成的化学产品是安全的——设计化学反应的生成物不仅具有所需的性能,还应具有最小的毒性。 Ⅴ.溶剂和辅料是较安全的——尽量不同辅料(如溶剂或析出剂)当不得已使用时,尽可能应是无害的。 Ⅵ.设计中能量的使用要讲效率——尽可能降低化学过程所需能量,还应考虑对环境和经济的效益。合成程序尽可能在大气环境的温度和压强下进行。 Ⅶ.用可以回收的原料——只要技术上、经济上是可行的,原料应能回收而不是使之变坏。Ⅷ.尽量减少派生物——应尽可能避免或减少多余的衍生反应(用于保护基团或取消保护和短暂改变物理、化学过程),因为进行这些步骤需添加一些反应物同时也会产生废弃物。 Ⅸ.催化作用——催化剂(尽可能是具选择性的)比符合化学计量数的反应物更占优势。 Ⅹ.要设计降解——按设计生产的生成物,当其有效作用完成后,可以分解为无害的降解产物,在环境中不继续存在。 Ⅺ.防止污染进程能进行实时分析——需要不断发展分析方法,在实时分析、进程中监测,特别是对形成危害物质的控制上。 Ⅻ.特别是从化学反应的安全上防止事故发生——在化学过程中,反应物(包括其特定形态)的选择应着眼于使包括释放、爆炸、着火等化学事故的可能性降至最低。 为了更明确的表述绿色化学在资源使用上的要求,人们又提出了5R理论:Ⅰ.减量——Reduction 减量是从省资源少污染角度提出的。减少用量、在保护产量的情况下如何减少用量,有效途径之一是提高转化率、减少损失率。②减少“三废”排放量。主要是减少废气、废水及废弃物(副产物)排放量,必须排放标准以下。Ⅱ.重复使用——Reuse 重复使用这是降低成本和减废的需要。诸如化学工业过程中的催化剂、载体等,从一开始就应考虑有重复使用的设计。Ⅲ.回收——Recycling 回收主要包括:回收未反应的原料、副产物、助溶剂、催化剂、稳定剂等非反应试剂。 Ⅵ.再生——Regeneration 再生是变废为宝,节省资源、能源,减少污染的有效途径。它要求化工产品生产在工艺设计中应考虑到有关原材料的再生利用。 Ⅴ.拒用——Rejection 拒绝使用是杜绝污染的最根本办法,它是指对一些无法替代,又无法回收、再生和重复使用的毒副作用、污染作用明显的原料,拒绝在化学过程中使用。3 绿色化学的发展前景1反应原料的绿色化 即反应原料符合5R原则。2原子经济性反应 在基本有机原料的生产中,已有一些原子经济性反应的典范,如丙烯氢甲酰化制丁醛、甲醇羰化制醋酸和从丁二烯和氢氰酸合成己二腈等。3高效合成法 不涉及分离高效的的多步合成无疑是洁净技术的重要组成部分。提高反应的选择性———定向合成 如不对称合成。环境友好催化剂 例如在正己烷的裂解反应中,固体酸SiO2-AlCl3比普通AlCl3具有更好的选择性,更小的腐蚀性。物理方法促进化学反应 如微波引发和促进Diels Alder反应、Claisen重排、缩合等许多重要的有机反应。酶促有机化学反应 酶促有机化学反应有高效性、选择性、反应条件温和和自身对环境友好等特点。8溶剂 化学污染不仅来源于原料和产品,而且与反应介质、分离和配方中使用的溶剂有关,有毒挥发性溶剂替代品的研究是绿色化学的重要研究方向。如超临界流体、水相有机合成和室温熔盐溶剂等。计算机辅助绿色化学设计和模拟 在化学化工领域,计算机已广泛用于构效分析、结构解析、反应性预测、故障诊断及控制等许多方面。无疑,计算机在寻找符合绿色化学原则的最佳反应路线、化工过程最优化、产品设计等方面推动了绿色化学的更快发展。10环境友好产品 如可降解塑料、环境友好农药、绿色燃料、绿色涂料和CFCs替代物等。绿色化学为化学的发展注入了新的活力,在21世纪化学必将大有可为。浅谈绿色化学摘 要 建立绿色化学的根本目的是从节约资源和防止污染的观点出发,重新审视和改革传统化学,从而使我们对环境的治理可以从治标转向治本。为此,工业、农业、日常生活等采用无毒、无害并可循环使用的物料,化学反应的绿色化,是从“本”治理环境污染的重要途径。当今,化学的发展非常迅速。在20世纪发现和人工合成的化合物的种类是2285万多种,是此之前发现的所有化合物总数的41倍强。但“化学家太谦虚”,20世纪化学取得的辉煌成就,并未获得社会应有的认可。关键词 绿色化学 环境保护 生物技术 前言 人类正面临有史以来最严重的环境危机,由于人口急剧的增加,资源的消耗日益扩大,人均耕地、淡水和矿产等资源占有量逐渐减少,人口与资源的矛盾越来越尖锐;环保问题就成为经济与社会发展的重要问题之一。作为国民经济支柱产业之一的化学工业及相关产业,在为创造人类的物质文明作出重要贡献的同时,在生产活动中不断排放出大量有毒物质,化学工业也为环境和人类的健康带来一定的危害。发达国家对环境的治理,已开始从治标,即从末端治理污染转向治本,即开发清洁工业技术,消减污染源头,生产环境友好产品。“绿色技术”已成为21世纪化工技术与化学研究的热点和重要科技前沿。 化学可以粗略地看作是研究从一种物质向另一种物质转化的科学。传统的化学虽然可以得到人类需要的新物质,但是在许多场合中却既未有效地利用资源,又产生大量排放物,造成严重的环境污染。绿色化学则是更高层次的化学,它的主要特点是“原子经济性”,即在获得物质的转化过程中充分利用每个原料原子,实现“零排放”,因此既可以充分利用资源,又不产生污染。传统化学向绿色化学的转变可以看作是化学从“粗放型”向“集约型”的转变。绿色化学可以变废为宝,可使经济效益大幅度提高。绿色化学已在全世界兴起,它对我国这样新兴的发展中国家更是一个难得的机遇。1 采用无毒、无害并可循环使用的新物料1 原料选择 工业化的发展为人类提供了许多新物料,它们在不断改善人类物质生活的同时,也带来大量生活废物,使人类的生活环境迅速恶化。为了既不降低人类的生活水平,又不破坏环境,我们必须研制并采用对环境无毒无害又可循环使用的新物料。 以塑料为例,据统计,到1989年美国在包装上使用的塑料就超过43亿kg(20世纪90年代数量进一步上升),打开包装后即被抛弃,这些塑料废物破坏环境是我们面临的一大问题:掩埋它们将永久留在土地里中;焚烧它们会放出剧毒。 我国也大量使用塑料包装,而且在农村还广泛地使用塑料大棚和地膜,造成的“白色污染”也越来越严重。解决这个问题的根本出路在于研制可以自然分解或生物降解的新型塑料,目前国际上已有一些成功的方法,例如:光降解塑料和生物降解塑料。前者已经投入生产。光生物双降解塑料研究是我国“八五”科技攻关的一个重大项目,已取得一些进展。2 溶剂的选择 大量的与化学制造相关的污染问题不仅来源于原料和产品,而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。在传统的有机反应中,有机溶剂是最常用的反应介质,这主要是因为它们能较好地溶解有机化合物。但有机溶剂的毒性和难以回收又使之成为对环境有害的因素。因此,在无溶剂存在下进行的有机反应,用水作反应介质,以及超临界流体作反应介质或萃取溶剂将成为发展洁净合成的重要途径。1 固相反应 固相化学反应实际上是在无溶剂化作用的新颖化学环境下进行的反应,有时可比溶液反应更为有效并达到更好的选择性。它是避免使用挥发性溶剂的一个研究动向。2 以水为溶剂的反应 由于大多数有机化合物在水中的溶解性差,而且许多试剂在水中会分解,因此一般避免用水作反应介质。但水作为反应溶剂有其独特的优越性,因为水是地球上自然丰度最高的“溶剂”,价廉、无毒、不危害环境。此外水溶剂特有的疏水效用对一些重要有机转化是十分有益的,有时可提高反应速率和选择性,更何况生命体内的化学反应大多是在水中进行的。水相有机合成在有机金属类反应,水相Lewis酸催化的反应现都已取得较大进展。因此在某些有机化学反应中,开发利用以水作溶剂是大有可为的。3 超临界流体作为有机溶剂 超临界流体是指超临界温度及超临界压力下的流体,是一种介于气态与液态之间的流体。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CO2作溶剂。超临界CO2是指温度和压力在其临界点(10℃,7 79KPa)以上的CO2流体。它通常具有流体的密度,因而有常规常态溶剂的溶解度;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。而且,由于具有很大的可压缩性,流体的密度,溶剂溶解度和粘度等性能可由压力和温度的变化来调节。其最大优点是无毒、不可燃、价廉等。3 催化剂的选择 许多传统的有机反应用到酸、碱液体催化剂。如烃类的烷基化反应一般使用氢氟酸、硫酸、三氯化铝等液体酸做催化剂,这些液体酸催化剂的共同缺点是:对设备腐蚀严重,对人身危害和产生废渣污染环境。为了保护环境,多年来人们从分子筛、杂多酸、超强酸等新催化材料入手,大力开发固体酸做为烷基催化剂。其中采用新型分子筛催化剂的乙苯液相烃化技术较为成熟,这种催化剂选择性高,乙苯收率超过6%,而且催化剂寿命长。 2 化学反应的绿色化 为了节约资源和减少污染,合成效率成了当今合成方法学研究中关注的焦点。合成效率包括两方面,一是选择性(化学、区域、非对映体和对映体选择性),另一个就是原子经济性,即原料分子中究竟有百分之几的原子转化为产物,理想的原子经济反应是原料分子中的原子百分之百的转变为产物,不产生副产物或废弃物,实现废物的“零排放”。为此,化学化工工作者在设计合成路线时,要减少“中转”、增加“直快”、“特快”,更加经济合理地利用原料分子中的每一个原子,减少中间产物的形成,少用或不用保护基或离去基,避免副产物或废弃物的产生。实现原子经济反应的有效手段很多,在些不作赘述。 3 生物技术的应用 生物科学是当代科学的前沿。生物技术是世界范围内新技术革命的重要组成部分,生物化工是21世纪最具有发展潜力的产业之一,它将成为创造巨大社会财富的重要产业体系。采用生物技术已在能源、采油、采矿、肥料、农药、蛋白质、聚合物、表面活性剂、催化剂、基本有机化工原料、精细化学品的制造等方面得到广泛应用。从发展绿色化学的角度出发,它最大的特点和魅力就在节约能源和易于实现无污染生产而且可以实现用一般化工技术难以实现的化工过程,其产品常常又具有特殊性能。因此,生物技术的研究和应用倍受青睐。 绿色化学是人类的一项重要战略任务。绿色化学的根本目的是从节约资源和防止污染的观点来重新审视和改革传统化学,从而使我们对环境的治理可以从治标中转向治本。绿色化学的发展不仅将对环境保护产生重大影响,而且将为我国的企业与国际接轨创造条件。 参考文献 朱清时 绿色化学和新的产业革命[J] 现代化工,1998(6) 闵思泽 环境友好石油炼制技术的发展[J]化学进展,1998(1) 黄培强 绿色合成:一个逐步形成的学科前沿[J] 化学进展,1998(4) 高兆林, 谭丕亨 绿色化学浅说[J] 山东化工,1999(2)[王恩举漫谈绿色化学.大学化学,2002,(4) 徐光宪今日化学何去何从?大学化学,2003,(1) 董昌耀,杨世忠.中学绿色化学教育实施策略探讨,化学教育 2002来
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当今,化学的发展非常迅速。在20世纪发现和人工合成的化合物的种类是2285万多种,是此之前发现的所有化合物总数的41倍强。但“化学家太谦虚”,20世纪化学取得的辉煌成就,并未获得社会应有的认可。1 化学所面临的挑战1 化学的形象正在被与其交叉的学科的巨大成功所埋没化学是一门中心科学,化学与生命、材料等八大朝阳科学有非常密切的联系,产生了许多重要的交叉学科,但化学作为中心学科的形象反而被其交叉学科的巨大成就所埋没。化学这门重要的中心科学(central science)反而被社会看作是伴娘科学(bridesmaid science)而不受重视。2 化学正被各种各样的环境污染问题所困扰 化学的发展在不断促进人类进步的同时,在客观上使环境污染成为可能,但是起决定性的是人的因素,最终要靠人们的认识不断提升来解决这个问题。一些著名的环境事件多数与化学有关,诸如臭氧层空洞、白色污染、酸雨和水体富营养化等;另一方面把所有的环境问题都归结为化学的原因,显然是不公平的,比如森林锐减、沙尘暴和煤的燃烧等。这当然与化学没有树立好自己的品牌有关系,在最早的化学工艺流程里面,根本没有把废气和废渣的处理纳入考虑范围,因此很多化学工艺都是会带来环境污染的。现在,有些人把化学和化工当成了污染源。人们开始厌恶化学,进而对化学产生了莫名其妙的恐惧心理,结果造成凡是有“人工添加剂”的食品都不受欢迎,有些化妆品厂家也反复强调本产品不含有任何“化学物质”。事实上,这些是对化学的偏见,监测、分析和治理环境的却恰恰是化学家。2 绿色化学是应对挑战的必然 科学不但要认识世界和改造世界,还要保护世界。化学也如此,为了应对化学所面临的挑战,提倡绿色化学是刻不容缓。1 绿色化学的概念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环境污染,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。2 绿色化学的产生及其背景当今,可持续发展观是世人普遍认同的发展观。它强调人口、经济、社会、环境和资源的协调发展,既要发展经济,又要保护自然资源和环境,使子孙后代能永续发展。绿色化学正是基于人与自然和谐发展的可持续发展理论。在1984年,美国环保局(EPA)提出“废物最小化”,这是绿色化学的最初思想。1989年,美国环保局又提出了“污染预防”的概念。 1990年,美联邦政府通过了“防止污染行动”的法令,将污染的防止确立为国策,该法案条文中第一次出现了“绿色化学”一词。1992年,美国环保局又发布了“污染预防战略”。1995年,美国政府设立了“总统绿色化学挑战奖”。1999年英国皇家化学会创办了第一份国际性《绿色化学》杂志,标志着绿色化学的正式产生。我国也紧跟世界化学发展的前沿,在1995年,中国科学院化学部确定了《绿色化学与技术》的院士咨询课题。 3 绿色化学的核心内容原子经济性是绿色化学的核心内容,这一概念最早是1991年美国Stanford大学的著名有机化学家Trost(为此他曾获得了1998年度的“总统绿色化学挑战奖”的学术奖)提出的,即原料分子中究竟有百分之几的原子转化成了产物。理想的原子经济反应是原料分子中的原子百分之百地转变成产物,不产生副产物或废物,实现废物的“零排放”。他用原子利用率衡量反应的原子经济性,认为高效的有机合成应最大限度地利用原料分子的每一个原子,使之结合到目标分子中。绿色化学的原子经济性的反应有两个显著优点:一是最大限度地利用了原料,二是最大限度地减少了废物的排放。原子利用率的表达式是: 原子利用率= (预期产物的式量/反应物质的式量之和)×100% 如无公害氧化剂过氧化氢的制备可采用乙基蒽醌法,即由氢和氧在2-乙基蒽醌和Pd为催化剂作用下直接合成,2-乙基蒽醌复出并可循环使用。此反应原子利用率为100%,体现了原子经济性,减少废物的生成和排放,是典型的零排放例子。4 绿色化学的12项原则和5R原则为了简述了绿色化学的主要观点,PTAnastas和JCWaner曾提出绿色化学的12项原则,这12项原则对我们今后从事绿色化学的研究具有一定的指导作用。Ⅰ.防止——防止产生废弃物要比产生后再去处理和净化好得多。 Ⅱ.讲原子经济——应该设计这样的合成程序,使反应过程中所用的物料能最大限度地进到终极产物中。 Ⅲ.较少有危害性的合成反应出现——无论如何要使用可以行得通的方法,使得设计合成程序只选用或产出对人体或环境毒性很小最好无毒的物质。 Ⅳ.设计要使所生成的化学产品是安全的——设计化学反应的生成物不仅具有所需的性能,还应具有最小的毒性。 Ⅴ.溶剂和辅料是较安全的——尽量不同辅料(如溶剂或析出剂)当不得已使用时,尽可能应是无害的。 Ⅵ.设计中能量的使用要讲效率——尽可能降低化学过程所需能量,还应考虑对环境和经济的效益。合成程序尽可能在大气环境的温度和压强下进行。 Ⅶ.用可以回收的原料——只要技术上、经济上是可行的,原料应能回收而不是使之变坏。Ⅷ.尽量减少派生物——应尽可能避免或减少多余的衍生反应(用于保护基团或取消保护和短暂改变物理、化学过程),因为进行这些步骤需添加一些反应物同时也会产生废弃物。 Ⅸ.催化作用——催化剂(尽可能是具选择性的)比符合化学计量数的反应物更占优势。 Ⅹ.要设计降解——按设计生产的生成物,当其有效作用完成后,可以分解为无害的降解产物,在环境中不继续存在。 Ⅺ.防止污染进程能进行实时分析——需要不断发展分析方法,在实时分析、进程中监测,特别是对形成危害物质的控制上。 Ⅻ.特别是从化学反应的安全上防止事故发生——在化学过程中,反应物(包括其特定形态)的选择应着眼于使包括释放、爆炸、着火等化学事故的可能性降至最低。 为了更明确的表述绿色化学在资源使用上的要求,人们又提出了5R理论:Ⅰ.减量——Reduction 减量是从省资源少污染角度提出的。减少用量、在保护产量的情况下如何减少用量,有效途径之一是提高转化率、减少损失率。②减少“三废”排放量。主要是减少废气、废水及废弃物(副产物)排放量,必须排放标准以下。Ⅱ.重复使用——Reuse 重复使用这是降低成本和减废的需要。诸如化学工业过程中的催化剂、载体等,从一开始就应考虑有重复使用的设计。Ⅲ.回收——Recycling 回收主要包括:回收未反应的原料、副产物、助溶剂、催化剂、稳定剂等非反应试剂。 Ⅵ.再生——Regeneration 再生是变废为宝,节省资源、能源,减少污染的有效途径。它要求化工产品生产在工艺设计中应考虑到有关原材料的再生利用。 Ⅴ.拒用——Rejection 拒绝使用是杜绝污染的最根本办法,它是指对一些无法替代,又无法回收、再生和重复使用的毒副作用、污染作用明显的原料,拒绝在化学过程中使用。3 绿色化学的发展前景1反应原料的绿色化 即反应原料符合5R原则。2原子经济性反应 在基本有机原料的生产中,已有一些原子经济性反应的典范,如丙烯氢甲酰化制丁醛、甲醇羰化制醋酸和从丁二烯和氢氰酸合成己二腈等。3高效合成法 不涉及分离高效的的多步合成无疑是洁净技术的重要组成部分。提高反应的选择性———定向合成 如不对称合成。环境友好催化剂 例如在正己烷的裂解反应中,固体酸SiO2-AlCl3比普通AlCl3具有更好的选择性,更小的腐蚀性。物理方法促进化学反应 如微波引发和促进Diels Alder反应、Claisen重排、缩合等许多重要的有机反应。酶促有机化学反应 酶促有机化学反应有高效性、选择性、反应条件温和和自身对环境友好等特点。8溶剂 化学污染不仅来源于原料和产品,而且与反应介质、分离和配方中使用的溶剂有关,有毒挥发性溶剂替代品的研究是绿色化学的重要研究方向。如超临界流体、水相有机合成和室温熔盐溶剂等。计算机辅助绿色化学设计和模拟 在化学化工领域,计算机已广泛用于构效分析、结构解析、反应性预测、故障诊断及控制等许多方面。无疑,计算机在寻找符合绿色化学原则的最佳反应路线、化工过程最优化、产品设计等方面推动了绿色化学的更快发展。10环境友好产品 如可降解塑料、环境友好农药、绿色燃料、绿色涂料和CFCs替代物等。绿色化学为化学的发展注入了新的活力,在21世纪化学必将大有可为。
原料是否易得,毒性是不是很大,反应过程是否繁琐,产率如何,过程是否环境友好,回收是否容易,产品是否容易分离等等
中文文献:CNKI中国知网, 或者你们学校数据库里去找。 外文文献:ISI WEB KNOWLEDGE, ,这里含所有有用文献的90%以上。 或者你可以根据文献的参考文献去各大期刊网站直接搜,如google一下chemical review,它就属于ACS,到那上面去找就可以了。 一般来说这些数据库的文献能不能下都要看你的学校有没有买这个权限了,如果没上大学的话,去找大学的师兄师姐要个号就好了。 化学品的物性去化工引擎 科普性质的东西一般WIKI一下或者 也能找到一些。 还有IUPAC的网好像是随便上的 其它的具体还想知道什么随时提问!
一、我国绿色食品发展现状: 管理机构及产品标准。 中国于1989年提出绿色食品的概念,1990年5月15日正式宣布开始发展绿色食品,设立了绿色食品管理机构——中国绿色食品发展中心,逐步开展了绿色食品基地建设、标准的制定以及对外出口等工作。1993年中国绿色食品发展中心加入了有机农业运动国际联盟(IFOAM),开始与国际相关行业交流与接触。1996年在参照有机食品国际标准的基础上,结合中国国情,制定与颁布了《绿色食品标志管理办法》,对绿色食品的生产和开发进行规范管理,逐步建立了涵盖产地环境、生产过程、产品质量、包装储运、专用生产资料等环节的质量标准体系框架,制定了49项绿色食品标准,注册了我国第一例证明商标——绿色食品标志商标,该标志在日本和我国香港地区也成功注册。 产品生产和开发现状。 经过10余年的发展,绿色食品产品数目从1990年底的127种发展到2000年底的1831种,占中国农产品分类标准中的7大类,29个分类,包括粮油、果品、蔬菜、畜禽蛋奶、水产品、酒类、饮料类等。共中初级产品占30%,加工产品占70%。绿色食品实物生产总量达1000多万t,使用的农田、草场和水面达到333万公顷,贸易额达到400亿元人民币。从全国来看,产品开发已经覆盖了绝大部分省区,东北几省区及江苏、山东等由于开发较早,产品数量也较多。 全国参与绿色食品生产和开发的省区和企业也越来越多,到2000年底参与绿色食品开始的企业共有964个,企业年生产总值达到402亿元人民币,年销售额为285亿元人民币,税后利润17亿元人民币。国内一些著名的大企业也开始积极申报绿色产品,从事绿色食品的开发和经营,如内蒙古伊利集团、中国蓝田集团、山东鲁花集团等。目前从事绿色食品开发和经营的国内上市公司达到20家,绿色食品产值达亿元的企业达到35家,在全国确定的151家农业产业化经营龙头企业中有12家为绿色食品生产企业,绿色食品“生产基地——龙头企业——品牌——市场”的产业链条正在形成。 二、绿色食品发展中存在的问题: 绿色食品管理体系还不完善。 (1) 绿色食品的标准和规范未能与国际接轨。(2)组织管理体系未能协调统一。 绿色食品开发力度明显不足生产和加工还没有形成规模。 绿色食品市场体系还不健全。 宣传力度不足。 三、中国绿色食品发展优势: 自然资源优势。 中国有丰富的自然资源,国土辽阔,各地气候条件、地理环境条件都不尽相同,生态类型多样,动植物种类繁多,为绿色食品的生产提供了有利条件。 劳动力资源优势。 我国劳动力资源丰富,成本较低,为绿色食品和有机食品的开发提供了很好的条件。 良好的生态农业基础。 10多年以来,中国的生态农业已经成为发展中国农业可持续发展的成功模式。截至1997年,全国已有51个县建立了2000多个生态农业基地,面积达7万公顷,约占总耕地面积的7%,这些生态农业基地为安全、优质、无污染的绿色食品的发展提供了良好的基础。 四、我国绿色食品产业的发展策略: 强化管理机制健全管理体系。 通过政策宏观调控加大绿色食品开发与发展。 尽快建立健全绿色食品市场流通体系。 加大宣传力度。 技术研究开发与培训。 绿色食品产业是技术密集型产业,在生产中需要大量的技术投入,如优良品种的选育、专用农药和肥料研制开发、作物病虫害的生物防治、产品的贮藏与保鲜技术,以及符合环保和食品要求的包装材料的开发生产等,这些实际问题的解决需要国家加大技术研究与开发。同时由于我国农民普遍文化水平不高,要进行绿色农产品的生产也需要接受技术培训,才能掌握绿色食品生产的相关技术。绿 色 食 品 作者:吴荟敏 Return 在环保日益重要的今天,许多食品商家都说自己的产品是绿色环保食品,但是到底什么才是绿色食品?绿色食品与普通食品有什么不同之处?人们应该如何对待和鉴别绿色食品呢?在中国绿色食品的发展状况和前景又如何呢?这都需要我们调查研究和思考。 所谓绿色食品并非指"绿颜色"的食品,而是特指无污染的安全、优质、营养类食品。自然资源和生态环境是食品生产的基本条件, 由于与生命、资源、环境相关的事物通常冠之以 “绿色”, 为了突出这类食品出自良好的生态环境,并能给人们带来旺盛的生命活力,因此将其定名为 “绿色食品”。 国际上与绿色食品相类似的食品在英语国家多称有机食品,在芬兰、瑞典等非英语国家称生态食品,在日本称自然食品。虽然叫法不同,但基本上都是指,限制产品生产过程中化学肥料、农药和其它化学物质使用而生产的食品。 在中国,绿色食品必须同时具备以下条件: 1、产品或产品原料产地必须符合绿色食品生态环境质量标准。 2 、农作物种植、畜禽饲养、水产养殖及食品加工必须符合绿色食品的生产操作规程; 3、产品必须符合绿色食品质量和卫生标准; 4、产品外包装必须符合国家食品标签通用标准,符合绿色食品特定的包装、装潢和标签规定。 严格地讲,绿色食品是遵循可持续发展原则,按照特定生产方式生产,经专门机构认定,许可使用绿色食品标志商标的无污染的安全、优质、营养类食品。 无污染、安全、优质、营养是绿色食品的特征。无污染是指在绿色食品生产、加工过程中,通过严密监测、控制,防范农药残留、放射性物质、重金属、有害细菌等对食品生产各个环节的污染,以确保绿色食品产品的洁净。绿色食品的优质特性不仅包括产品的外表包装水平高,而且还包括内在质量水准高;产品的内在质量又包括两方面:一是内在品质优良,二是营养价值和卫生安全指标高。为了一般的普通食品区别开,绿色食品由统一的标志来标识。绿色食品标志由特定的图形来表示。绿色食品标志图形由三部分构成:上方的太阳、下方的叶片和蓓蕾。标志图形为正圆形,意为保护、安全。整个图形描绘了一幅明媚阳光照耀下的和谐生机,告诉人们绿色食品是出自纯净、良好生态环境的安全、无污染食品,能给人们带来蓬勃的生命力。绿色食品标志还提醒人们要保护环境和防止污染,通过改善人与环境的关系,创造自然界新的和谐。 很显然的绿色食品与普通食品有着不小的差别,其中,绿色食品与普通食品 相比有三个显著特征: (一) 强调产品出自最佳生态环境。绿色食品生产从原料产地的生态环境入手,通过对原料产地及其周围的生态环境因子严格监测,判定其是否具备生产绿色食品的基础条件。 (二) 对产品实行全程质量控制 。绿色食品生产实施从土地到餐桌全程质量 控制。通过产前环节的环境监测和原料检测,产中环节具体生产、加工操作规程的落实, 以及产后环节产 品质量、卫生指标、包装、保鲜、运输、储藏、销售控制 ,确保绿色食品的整体产品质量,并提高整个生产过程的技术含量。 (三)对产品依法实行标志管理。绿色食品标志是一个质量证明商标属知识产权范畴,受《中华人民共和国商标法》保护。 知道了什么是绿色食品并不代表我们就能鉴别绿色食品,现在有些商贩把“绿色”当箩筐,什么食品都往里装,乱贴绿色商标,让消费者上当。所以我们要了解绿色食品的特点,它的标志是一个很重要的鉴别点,另外它的编号也十分重要,是鉴别真假的又一重要标志,它一般都由12位数组成,最前面的“LB”为“绿色标志”的汉语拼音缩写,接下来的两位数字是按食品类别的分类编号,如粮油类为“18”,它后面的10位数字都代表不同含义。以LB—18—9901053711为例,“99”是该产品经中国绿色食品发展中心认定的年份,“01”代表中国,“05”代表内蒙古自治区,“371”是该产品被认定时的序号,最后一位“1”则指该绿色食品为“A”级,“AA”级国内很少,代表数字为“2”。 而且,凡绿色食品产品的包装上都同时印有绿色食品商标标志、文字和批准号,其中标志和绿色食品四个字为绿色衬托的白色图案。除包装标签上的印制内容外,尚贴有中国绿色食品发展中心的统一防伪标签,该标签上的编号应与产品包装标签上一致。 绿色食品的概念是1989年提出来的,而正式启动这项工作则是1990年。起初提出发展绿色食品的目的,简单地说有两个,一个是生产绿色食品,保护生态环境,一个是通过消费绿色食品,保障消费者的身体健康。中心就是 “以人为本”,落脚点就是实现经济和社会的可持续发展。 绿色食品是市场经济发展的产物,绿色食品的开发,其效果最终要通过市场来检验,其进一步发展也需要市场的力量来推动,90年代以来,随着经济和社会的发展,城乡居民生活水平的提高,在消费领域出现了两个积极变化,一是对生态环境质量要求越来越高。近几年来我国一些地区的城市市区陆续建立了生态农业区、绿色农庄、观光农场等类型的示范基地,这说明人们崇尚自然、追求健康的意识越来越强。二是对食品的质量和安全性要求越来越高。近年来,在我国一些大中城市的超市、食品店,绿色食品产品以其过硬的质量、鲜明的特色深受广大市民的欢迎,部分绿色食品产品还出现了供不应求的现象。 90年代初期,在绿色食品推出不久,我们就曾预言:21世纪的主导农业是生态农业,21世纪的主导食品是绿色食品。在世纪交替的时候看来,我们当初的判断是正确的,绿色食品事业10年发展取得的成效和产生的影响已印证了这一点,而且通过这10年的实践探索,我们不仅进一步认识到了发展绿色食品事业的重要意义和积极作用,而且看到了这项事业美好的发展前景。 2001年是“绿色消费”年,要大力提倡绿色食品。又有一些报道说,有机食品也是有益于人体健康的绿色食品,两者到底有什么关系呢? 随着人们生活水平的提高,追求安全、环保、健康的食品成了一种持续的需要,绿色食品和有机食品就应运而生了。实际上,绿色食品和有机食品都是以环保、安全、健康为目标的食品,代表着未来食品发展的方向。但是,绿色食品和有机食品又有一定的区别。其中最重要的一个区别就是有机食品的标准比绿色食品高,被人称为 “纯而又纯”的食品。它从基地到生产,从加工到上市都有着严格的要求。首先,有机食品在其生产和加工过程中绝对禁止使用农药、化肥、激素、转基因等人工合成物质,而绿色食品则允许有限制地使用这些物质。第二,有机食品的生产和加工要比绿色食品严格得多。第三,有机食品在整个生产加工和消费过程中更强调环境的安全性,突出人类、自然与社会的持续和协调发展。 绿色食品事业在国内外产生广泛而深刻的影响,其所倡导的生产和消费观念、食品安全意识、质量标准、商标品牌已被广大的农户,生产加工企业和消费者接受。在中国,绿色食品已成为优质安全食品的代名词,市场覆盖面日益扩大,市场占有率越来越高,中国绿色食品事业在国际社会也产生了积极的影响。联合国粮农组织、联合国亚太经社会、有机农业运动国际联盟、世界持续农业协会等国际组织充分肯定了中国的绿色食品事业,”中国绿色食品工程”被誉为全球可持续农业发展20个最成功的模式之一。 当我们消除了污染因素,才能放心的食用绿色食品,保证我们的身体健康,保证社会的稳定与发展,保证全人类的稳定与发展! 参考资料: ok!!!
(2)“闻着臭,吃着香” 臭豆腐是广大人民喜爱的一种食品。“闻着臭,吃着香”是臭豆腐的特有风味。越臭的臭豆腐,吃起来越香。没有吃过臭豆腐的同学一定不可能想象,为什么那么臭不可挡的臭豆腐却有着那么多的食客?你如果捏着鼻子,硬着头皮去勇敢地一尝,那你肯定不会问为什么了。 原来臭豆腐虽奇臭,但却鲜美异常,难怪它臭味挡不住了。 臭豆腐的制法是:先用大豆加工成含水量较少的豆腐,然后接人毛霉菌种发酵。臭豆腐都是在夏天生产的,此时发酵温度高,豆腐中的蛋白质分解比较彻底。蛋白质分解后的含硫氨基酸还进一步分解,产生了少量的硫化氢气体。硫化氢有刺鼻的臭味,因而臭豆腐闻起来有服浓烈的臭味。 又由于豆腐中的蛋白质分解得比较多,比较彻底,臭豆腐中就含有了大量的氨基酸。许多氨基酸都具有鲜美的味道,例如味精的成分就是一种氨基酸,叫麸氨酸。因此臭豆腐吃起来就无比的鲜美可口,芳香异常了。 臭豆腐还是一项中国的专利产品呢!许多著名的名吃都与臭豆腐有关,例如油炸臭豆腐就是特别有名的小吃。 醇母与发酵粉的较量 在我们的生活中,制作糕点、馒头等的面团一般都要添加酵母或发醇粉进行发酵,这样制成的糕点、面包才会疏松可口,用酵母与发酵粉进行发酵,究竟哪个好呢? 我们先来分析分析。 酵母中含有一定量的麦芽糖酶及蔗糖酶,它不能直接使面粉中的大量淀粉发生变化。面粉本身含有少量淀粉酶,它能使淀粉水解成麦芽糖: 2(C6H10O5)n+nH2O nC12H22O11 淀粉 麦芽糖 接着,酵母中的酶发挥作用,促进面粉中原含有的微量蔗糖以及新产生的麦芽糖发生水解: C12H22O11+H2O C6H12O6 蔗糖葡萄糖果糖 C12H22O11+H2O&n 电子商务资料库3!7614,003$3/+1bsp;2C6H12O6 麦芽糖葡萄糖 酵母利用葡萄糖与果糖氧化提供的能量,将两种糖转化成二氧化碳和水: C6H12O6+6O2→6CO2十6H2O十热量 生成的二氧化碳气体在面筋的网络中出不去,在加热蒸烤时,二氧化碳气体受热膨胀,将糕点撑大了许多。 用酵母做成的食品松软可口,有特殊风味,易于消化。酵母本身含有丰富的蛋白质及维生素B,可以增加成品的营养价值。因此面制品大都用酵母发酵。 但是用酵母发酵对于含糖与油较多的面团往往达不到预期的效果,其原因是糖和油对酵母菌有抑制作用。另外,用酵母发酵耗费的时间长,搞得不好,要么面团发不起来,要么面团发酸,发酵过了头。因此,也有用发酵粉来代替酵母来制作糕点的。 发酵粉一般是碳酸氢钠(NaHCO3,又称小苏打)同磷酸二氢钠(NaH2PO4)的混和物,也有用碳酸氢铵(NH4HCO3)的。发酵粉调和在面团中,受热时就产生出二氧化碳气体,使面制品成为疏松、多孔的海绵状。发酵粉使用时不受发酵时间限制,随时可用,对多油多糖的面团照样起发泡疏松作用。缺点是它的碱性会破坏面团中的维生素,降低营养价值,还会产生混合不均匀而导致面制品中有的地方碱太多发黄而不能吃的情况。 由此可见,两者各有千秋,但总的说来,一般情况下,人们总是用酵母来发酵的。 (3)不要让颜色迷惑了眼睛 我们经常会看到在塑料日记本、活页夹等用品上烫有金字或金色的图案花纹。这金字或金色的图案是用金粉烫上去的。这黄金色的金粉难道是用黄金磨成的粉吗?当然不是。金太昂贵了,人们绝不会拿它来磨粉用来装饰一般的用品,那么,金粉到底是用什么做成的呢? 原来,金粉是用铜和锌的合金——寅铜傲成的。它的颜色与黄金一模一样,在我国汉朝时人民就会制造黄铜了,这就是后人称的“伪黄金”,当时的法律就明文禁止使用。我们知道铜是紫红色的,锌是银白色的,它俩的合金——黄铜,与金子一样黄澄澄、亮闪闪的。人们将黄铜的薄片和少量润滑剂经过捣碎和抛光制成的金粉。金粉广泛用于油漆与油墨中。 也不是银子做的。银粉是使用价格便宜而且还和银一样有银白色光泽的铝制成的。铝粉质量轻,在空气中很稳定,对光线的遮断力大,反射光的能力强……这一系列的优点,使铝粉夺得了“银粉”的桂冠。制铝粉有两种方法。一种方法是将纯铝薄片同少量润滑剂混和后用机械捣碎。另一种方法是将纯铝热熔融成液体(铝的 熔点较低,只有660℃),然后喷雾成微细的铝粉。 名不符实的“樟脑丸” 衣服与书放在橱里,过一段时间,打开橱门一看,啊,好好的衣服与书本上面竟有一个个小洞洞!这是谁捣的鬼? 这是专靠吃衣服与书本为主的蠹鱼干的,所以人们又常叫这种蛀虫为“衣鱼”。为了赶走这些坏家伙,人们总在橱或箱里放进一些“樟脑丸”。樟脑很容易挥发,有股浓烈的气味,蠹鱼闻得了只得退避三舍,逃之夭夭。 但樟脑价格较贵,并且在医药上(用以配强心药)、化学工业上(制赛璐珞塑料)有着更为重要的用途。所以日常买来的“樟脑丸”并不是用樟脑作的,而是用萘制的。 萘的分子组成是C10H8,纯萘是无色片状结晶,与樟脑一样,可直接蒸发成气体——升华。萘的气味同样能使蠹鱼受到刺激,因此是一种良好驱虫防蛀剂。 萘是从煤焦油中提炼出来的,价格比樟脑便宜。不过使用要注意,乎时买来的卫生球不很纯。里面还含有一些煤焦油,会让衣服上沾上煤焦油的污迹。因此用时应将一个个卫生球分别用纸包起来,再放到橱里或衣箱里去,等它全部挥发完毕,残留的煤焦油杂质就会被纸吸附住了,再不会给衣服增添麻烦了。 泻药一种——酚酞 稍有化学知识的人都知道,往氢氧化铂的水溶液中滴入一两滴某种溶液,溶液立即呈现鲜艳的红色。这就是大名鼎鼎的指示剂——酚酞。如果往上述红色溶液中加入一定量的硫酸,红色的溶液又会变成无色。 酚酞是一种最常用的酸碱指示剂,使用时把它溶解在酒精中。它遇到碱溶液会呈现红色,在中性或酸性溶液中则仍旧是无色溶液。 可是,学过化学的人未必都 电子商务资料库,;;#27")-(知道,酚酞还是大夫治病的良药呢!在医药上,酚酞是一种缓泻药。酚酞能温和地刺激肠壁,增强肠的蠕动,促使排便,对于习惯的便秘很有疗效。“果导’冲就含有酚酞。 如何除去水瓶中的水垢 烧水的锅子,装水的热水瓶,里面常常积聚起一层土黄色的水垢。它是怎样生成的?对我们有什么影响?如何除掉它? 自来水看上去是澄清透明的,没有尘土与泥沙。可是将自来水煮沸时,溶解在水中的碳酸氢钙与碳酸氢镁会发生分解反应,生成碳酸钙与碳酸镁沉淀: Ca(HCO3)2 CaCO3↓+H2O+CO2↑ Mg(HCO3)2 MgCO3↓+H2O+CO2↑ 日积月累,在锅底与瓶底就形成了一层水垢。积聚在锅底的水垢会影响热量的传递,造成燃料的浪费。特别是含碳酸氢钙与碳酸氢镁较多的井水及河水更易形成水垢。 碳酸钙与碳酸镁的沉淀由小颗粒聚集成大颗粒时,还会把水中的其它金属离子共同沉淀下来。据研究,水垢中含有的对人体有害的重金属,如铝、铂、铬等含量都比水中提高几十倍甚至几百倍以上。如果将有水垢的热水瓶又去装酒或其它酸性食物,水垢中的有害杂质就会被溶解而进入食物中。因此必须及时洗掉水垢。 洗水垢的办法很方便,可利用醋酸的酸性化碳酸的酸性强的原理,将少量热的醋酸放到热水瓶中摇一会儿,这时发生化学反应,沉淀就会被消除: 这样,将热水瓶中的溶液倒出,再用清水冲洗几下,对人体有害金属便被洗掉了。 鸡蛋、牛奶——中毒急救用 也许你听说过鸡蛋、牛奶与豆浆对中毒的病人可以用作急救药,这是何道理? 鸡蛋、牛奶与豆浆的营养丰富,含有大量蛋白质。蛋白质有个特点,碰到重金属离子,例如汞、铝等金属离子会发生沉淀。重金属离子进入人体时会使构成人体的器官和血液的蛋白质发生沉淀而失去作用,造成中毒。这时,给病人服牛奶、生鸡蛋白与豆浆后,食物中丰富蛋白质会和重金属离子作用,于是就减轻了中毒的毒性。同时,这些食物还给中毒虚弱的病人提供营养,有助于病人康复。
当今,化学的发展非常迅速。在20世纪发现和人工合成的化合物的种类是2285万多种,是此之前发现的所有化合物总数的41倍强。但“化学家太谦虚”,20世纪化学取得的辉煌成就,并未获得社会应有的认可。1 化学所面临的挑战1 化学的形象正在被与其交叉的学科的巨大成功所埋没化学是一门中心科学,化学与生命、材料等八大朝阳科学有非常密切的联系,产生了许多重要的交叉学科,但化学作为中心学科的形象反而被其交叉学科的巨大成就所埋没。化学这门重要的中心科学(central science)反而被社会看作是伴娘科学(bridesmaid science)而不受重视。2 化学正被各种各样的环境污染问题所困扰 化学的发展在不断促进人类进步的同时,在客观上使环境污染成为可能,但是起决定性的是人的因素,最终要靠人们的认识不断提升来解决这个问题。一些著名的环境事件多数与化学有关,诸如臭氧层空洞、白色污染、酸雨和水体富营养化等;另一方面把所有的环境问题都归结为化学的原因,显然是不公平的,比如森林锐减、沙尘暴和煤的燃烧等。这当然与化学没有树立好自己的品牌有关系,在最早的化学工艺流程里面,根本没有把废气和废渣的处理纳入考虑范围,因此很多化学工艺都是会带来环境污染的。现在,有些人把化学和化工当成了污染源。人们开始厌恶化学,进而对化学产生了莫名其妙的恐惧心理,结果造成凡是有“人工添加剂”的食品都不受欢迎,有些化妆品厂家也反复强调本产品不含有任何“化学物质”。事实上,这些是对化学的偏见,监测、分析和治理环境的却恰恰是化学家。2 绿色化学是应对挑战的必然 科学不但要认识世界和改造世界,还要保护世界。化学也如此,为了应对化学所面临的挑战,提倡绿色化学是刻不容缓。1 绿色化学的概念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环境污染,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。2绿色化学的产生及其背景当今,可持续发展观是世人普遍认同的发展观。它强调人口、经济、社会、环境和资源的协调发展,既要发展经济,又要保护自然资源和环境,使子孙后代能永续发展。绿色化学正是基于人与自然和谐发展的可持续发展理论。在1984年,美国环保局(EPA)提出“废物最小化”,这是绿色化学的最初思想。1989年,美国环保局又提出了“污染预防”的概念。 1990年,美联邦政府通过了“防止污染行动”的法令,将污染的防止确立为国策,该法案条文中第一次出现了“绿色化学”一词。1992年,美国环保局又发布了“污染预防战略”。1995年,美国政府设立了“总统绿色化学挑战奖”。1999年英国皇家化学会创办了第一份国际性《绿色化学》杂志,标志着绿色化学的正式产生。我国也紧跟世界化学发展的前沿,在1995年,中国科学院化学部确定了《绿色化学与技术》的院士咨询课题。 3 绿色化学的核心内容原子经济性是绿色化学的核心内容,这一概念最早是1991年美国Stanford大学的著名有机化学家Trost(为此他曾获得了1998年度的“总统绿色化学挑战奖”的学术奖)提出的,即原料分子中究竟有百分之几的原子转化成了产物。理想的原子经济反应是原料分子中的原子百分之百地转变成产物,不产生副产物或废物,实现废物的“零排放”。他用原子利用率衡量反应的原子经济性,认为高效的有机合成应最大限度地利用原料分子的每一个原子,使之结合到目标分子中。绿色化学的原子经济性的反应有两个显著优点:一是最大限度地利用了原料,二是最大限度地减少了废物的排放。原子利用率的表达式是: 原子利用率= (预期产物的式量/反应物质的式量之和)×100% 如无公害氧化剂过氧化氢的制备可采用乙基蒽醌法,即由氢和氧在2-乙基蒽醌和Pd为催化剂作用下直接合成,2-乙基蒽醌复出并可循环使用。此反应原子利用率为100%,体现了原子经济性,减少废物的生成和排放,是典型的零排放例子。4 绿色化学的12项原则和5R原则为了简述了绿色化学的主要观点,PTAnastas和JCWaner曾提出绿色化学的12项原则,这12项原则对我们今后从事绿色化学的研究具有一定的指导作用。Ⅰ.防止——防止产生废弃物要比产生后再去处理和净化好得多。 Ⅱ.讲原子经济——应该设计这样的合成程序,使反应过程中所用的物料能最大限度地进到终极产物中。 Ⅲ.较少有危害性的合成反应出现——无论如何要使用可以行得通的方法,使得设计合成程序只选用或产出对人体或环境毒性很小最好无毒的物质。 Ⅳ.设计要使所生成的化学产品是安全的——设计化学反应的生成物不仅具有所需的性能,还应具有最小的毒性。 Ⅴ.溶剂和辅料是较安全的——尽量不同辅料(如溶剂或析出剂)当不得已使用时,尽可能应是无害的。 Ⅵ.设计中能量的使用要讲效率——尽可能降低化学过程所需能量,还应考虑对环境和经济的效益。合成程序尽可能在大气环境的温度和压强下进行。 Ⅶ.用可以回收的原料——只要技术上、经济上是可行的,原料应能回收而不是使之变坏。Ⅷ.尽量减少派生物——应尽可能避免或减少多余的衍生反应(用于保护基团或取消保护和短暂改变物理、化学过程),因为进行这些步骤需添加一些反应物同时也会产生废弃物。 Ⅸ.催化作用——催化剂(尽可能是具选择性的)比符合化学计量数的反应物更占优势。 Ⅹ.要设计降解——按设计生产的生成物,当其有效作用完成后,可以分解为无害的降解产物,在环境中不继续存在。 Ⅺ.防止污染进程能进行实时分析——需要不断发展分析方法,在实时分析、进程中监测,特别是对形成危害物质的控制上。 Ⅻ.特别是从化学反应的安全上防止事故发生——在化学过程中,反应物(包括其特定形态)的选择应着眼于使包括释放、爆炸、着火等化学事故的可能性降至最低。 为了更明确的表述绿色化学在资源使用上的要求,人们又提出了5R理论:Ⅰ.减量——Reduction 减量是从省资源少污染角度提出的。减少用量、在保护产量的情况下如何减少用量,有效途径之一是提高转化率、减少损失率。②减少“三废”排放量。主要是减少废气、废水及废弃物(副产物)排放量,必须排放标准以下。Ⅱ.重复使用——Reuse 重复使用这是降低成本和减废的需要。诸如化学工业过程中的催化剂、载体等,从一开始就应考虑有重复使用的设计。Ⅲ.回收——Recycling 回收主要包括:回收未反应的原料、副产物、助溶剂、催化剂、稳定剂等非反应试剂。 Ⅵ.再生——Regeneration 再生是变废为宝,节省资源、能源,减少污染的有效途径。它要求化工产品生产在工艺设计中应考虑到有关原材料的再生利用。 Ⅴ.拒用——Rejection 拒绝使用是杜绝污染的最根本办法,它是指对一些无法替代,又无法回收、再生和重复使用的毒副作用、污染作用明显的原料,拒绝在化学过程中使用。3 绿色化学的发展前景1反应原料的绿色化 即反应原料符合5R原则。2原子经济性反应 在基本有机原料的生产中,已有一些原子经济性反应的典范,如丙烯氢甲酰化制丁醛、甲醇羰化制醋酸和从丁二烯和氢氰酸合成己二腈等。3高效合成法 不涉及分离高效的的多步合成无疑是洁净技术的重要组成部分。提高反应的选择性———定向合成 如不对称合成。环境友好催化剂 例如在正己烷的裂解反应中,固体酸SiO2-AlCl3比普通AlCl3具有更好的选择性,更小的腐蚀性。物理方法促进化学反应 如微波引发和促进Diels Alder反应、Claisen重排、缩合等许多重要的有机反应。酶促有机化学反应 酶促有机化学反应有高效性、选择性、反应条件温和和自身对环境友好等特点。8溶剂 化学污染不仅来源于原料和产品,而且与反应介质、分离和配方中使用的溶剂有关,有毒挥发性溶剂替代品的研究是绿色化学的重要研究方向。如超临界流体、水相有机合成和室温熔盐溶剂等。计算机辅助绿色化学设计和模拟 在化学化工领域,计算机已广泛用于构效分析、结构解析、反应性预测、故障诊断及控制等许多方面。无疑,计算机在寻找符合绿色化学原则的最佳反应路线、化工过程最优化、产品设计等方面推动了绿色化学的更快发展。10环境友好产品 如可降解塑料、环境友好农药、绿色燃料、绿色涂料和CFCs替代物等。绿色化学为化学的发展注入了新的活力,在21世纪化学必将大有可为。浅谈绿色化学摘 要 建立绿色化学的根本目的是从节约资源和防止污染的观点出发,重新审视和改革传统化学,从而使我们对环境的治理可以从治标转向治本。为此,工业、农业、日常生活等采用无毒、无害并可循环使用的物料,化学反应的绿色化,是从“本”治理环境污染的重要途径。当今,化学的发展非常迅速。在20世纪发现和人工合成的化合物的种类是2285万多种,是此之前发现的所有化合物总数的41倍强。但“化学家太谦虚”,20世纪化学取得的辉煌成就,并未获得社会应有的认可。关键词 绿色化学 环境保护 生物技术 前言 人类正面临有史以来最严重的环境危机,由于人口急剧的增加,资源的消耗日益扩大,人均耕地、淡水和矿产等资源占有量逐渐减少,人口与资源的矛盾越来越尖锐;环保问题就成为经济与社会发展的重要问题之一。作为国民经济支柱产业之一的化学工业及相关产业,在为创造人类的物质文明作出重要贡献的同时,在生产活动中不断排放出大量有毒物质,化学工业也为环境和人类的健康带来一定的危害。发达国家对环境的治理,已开始从治标,即从末端治理污染转向治本,即开发清洁工业技术,消减污染源头,生产环境友好产品。“绿色技术”已成为21世纪化工技术与化学研究的热点和重要科技前沿。 化学可以粗略地看作是研究从一种物质向另一种物质转化的科学。传统的化学虽然可以得到人类需要的新物质,但是在许多场合中却既未有效地利用资源,又产生大量排放物,造成严重的环境污染。绿色化学则是更高层次的化学,它的主要特点是“原子经济性”,即在获得物质的转化过程中充分利用每个原料原子,实现“零排放”,因此既可以充分利用资源,又不产生污染。传统化学向绿色化学的转变可以看作是化学从“粗放型”向“集约型”的转变。绿色化学可以变废为宝,可使经济效益大幅度提高。绿色化学已在全世界兴起,它对我国这样新兴的发展中国家更是一个难得的机遇。1 采用无毒、无害并可循环使用的新物料1 原料选择 工业化的发展为人类提供了许多新物料,它们在不断改善人类物质生活的同时,也带来大量生活废物,使人类的生活环境迅速恶化。为了既不降低人类的生活水平,又不破坏环境,我们必须研制并采用对环境无毒无害又可循环使用的新物料。 以塑料为例,据统计,到1989年美国在包装上使用的塑料就超过43亿kg(20世纪90年代数量进一步上升),打开包装后即被抛弃,这些塑料废物破坏环境是我们面临的一大问题:掩埋它们将永久留在土地里中;焚烧它们会放出剧毒。 我国也大量使用塑料包装,而且在农村还广泛地使用塑料大棚和地膜,造成的“白色污染”也越来越严重。解决这个问题的根本出路在于研制可以自然分解或生物降解的新型塑料,目前国际上已有一些成功的方法,例如:光降解塑料和生物降解塑料。前者已经投入生产。光生物双降解塑料研究是我国“八五”科技攻关的一个重大项目,已取得一些进展。2 溶剂的选择 大量的与化学制造相关的污染问题不仅来源于原料和产品,而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。在传统的有机反应中,有机溶剂是最常用的反应介质,这主要是因为它们能较好地溶解有机化合物。但有机溶剂的毒性和难以回收又使之成为对环境有害的因素。因此,在无溶剂存在下进行的有机反应,用水作反应介质,以及超临界流体作反应介质或萃取溶剂将成为发展洁净合成的重要途径。1 固相反应 固相化学反应实际上是在无溶剂化作用的新颖化学环境下进行的反应,有时可比溶液反应更为有效并达到更好的选择性。它是避免使用挥发性溶剂的一个研究动向。2 以水为溶剂的反应 由于大多数有机化合物在水中的溶解性差,而且许多试剂在水中会分解,因此一般避免用水作反应介质。但水作为反应溶剂有其独特的优越性,因为水是地球上自然丰度最高的“溶剂”,价廉、无毒、不危害环境。此外水溶剂特有的疏水效用对一些重要有机转化是十分有益的,有时可提高反应速率和选择性,更何况生命体内的化学反应大多是在水中进行的。水相有机合成在有机金属类反应,水相Lewis酸催化的反应现都已取得较大进展。因此在某些有机化学反应中,开发利用以水作溶剂是大有可为的。3 超临界流体作为有机溶剂 超临界流体是指超临界温度及超临界压力下的流体,是一种介于气态与液态之间的流体。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CO2作溶剂。超临界CO2是指温度和压力在其临界点(10℃,7 79KPa)以上的CO2流体。它通常具有流体的密度,因而有常规常态溶剂的溶解度;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。而且,由于具有很大的可压缩性,流体的密度,溶剂溶解度和粘度等性能可由压力和温度的变化来调节。其最大优点是无毒、不可燃、价廉等。3 催化剂的选择 许多传统的有机反应用到酸、碱液体催化剂。如烃类的烷基化反应一般使用氢氟酸、硫酸、三氯化铝等液体酸做催化剂,这些液体酸催化剂的共同缺点是:对设备腐蚀严重,对人身危害和产生废渣污染环境。为了保护环境,多年来人们从分子筛、杂多酸、超强酸等新催化材料入手,大力开发固体酸做为烷基催化剂。其中采用新型分子筛催化剂的乙苯液相烃化技术较为成熟,这种催化剂选择性高,乙苯收率超过6%,而且催化剂寿命长。 2 化学反应的绿色化 为了节约资源和减少污染,合成效率成了当今合成方法学研究中关注的焦点。合成效率包括两方面,一是选择性(化学、区域、非对映体和对映体选择性),另一个就是原子经济性,即原料分子中究竟有百分之几的原子转化为产物,理想的原子经济反应是原料分子中的原子百分之百的转变为产物,不产生副产物或废弃物,实现废物的“零排放”。为此,化学化工工作者在设计合成路线时,要减少“中转”、增加“直快”、“特快”,更加经济合理地利用原料分子中的每一个原子,减少中间产物的形成,少用或不用保护基或离去基,避免副产物或废弃物的产生。实现原子经济反应的有效手段很多,在些不作赘述。 3 生物技术的应用 生物科学是当代科学的前沿。生物技术是世界范围内新技术革命的重要组成部分,生物化工是21世纪最具有发展潜力的产业之一,它将成为创造巨大社会财富的重要产业体系。采用生物技术已在能源、采油、采矿、肥料、农药、蛋白质、聚合物、表面活性剂、催化剂、基本有机化工原料、精细化学品的制造等方面得到广泛应用。从发展绿色化学的角度出发,它最大的特点和魅力就在节约能源和易于实现无污染生产而且可以实现用一般化工技术难以实现的化工过程,其产品常常又具有特殊性能。因此,生物技术的研究和应用倍受青睐。 绿色化学是人类的一项重要战略任务。绿色化学的根本目的是从节约资源和防止污染的观点来重新审视和改革传统化学,从而使我们对环境的治理可以从治标中转向治本。绿色化学的发展不仅将对环境保护产生重大影响,而且将为我国的企业与国际接轨创造条件。 参考文献 朱清时 绿色化学和新的产业革命[J] 现代化工,1998(6) 闵思泽 环境友好石油炼制技术的发展[J]化学进展,1998(1) 黄培强 绿色合成:一个逐步形成的学科前沿[J] 化学进展,1998(4) 高兆林, 谭丕亨 绿色化学浅说[J] 山东化工,1999(2)[王恩举漫谈绿色化学.大学化学,2002,(4) 徐光宪今日化学何去何从?大学化学,2003,(1) 董昌耀,杨世忠.中学绿色化学教育实施策略探讨,化学教育 2002来