绿色化学与绿色化学教育

2019-08-23 版权声明 举报文章

绿色化学与绿色化学教育

【摘要】随着世界经济水平不断提高,我们也面临着非常严重的能源短缺和环境污染的问题。我国的人口基数较大,近年来人口增长速度日益见长,能源资源消耗逐渐增加,淡水、矿产和耕地的人均占有量越来越少,目前阻碍我国可持续发展的关键因素之一就是日渐突出的资源和人口矛盾。化学研究的是如何将一种物质转化为另一种物质,传统化学能够得到我们需要的物质,但是资源利用效率很低,因此绿色化学的概念应运而生。本文将就绿色化学和绿色化学教育展开探讨。

【关键词】环境友好技术 绿色化学 绿色化学教育

引言:在新形势下,“绿色”代表的并不仅仅是一种颜色,还具有经济、社会、生活、生产方面的内涵,我们在生活中经常能够见到绿色组织、绿色食品、绿色化学等名词,其中绿色化学受到社会各界的关注,绿色化学也是各国政府非常重视和关心的,绿色化学已经成为国家可持续发展的重要组成部分。现阶段绿色化学以及其带来的产业革命刚刚兴起,我国也面临着绿色化学发展的机遇和挑战,针对绿色化学和绿色化学教育进行深入研究,具有重要的理论现实意义。

1、绿色化学

绿色化学研究的问题主要有:源头污染治理、经济性较高的合成方法、尽量不适用对环境和人类有害的物质、使用成本低、效益高并且毒性小的化学产品、尽量不使用化学溶剂、使用可再生原料等。下面选择其中几个方面进行分析。

1.1化学合成原子经济性

化学合成的效率决定了化学合成的资源使用量和污染排放量,因此如何提高化学合成效率成为了化学界专家学者非常重视的问题。化学反应的合成效率包含两个方面的内容,第一是选择性,如区域选择、化学反应选择等;第二是原子经济性,也就是化学原料的原子转化为我们需要物质的效率。高度的选择性和良好的原子经济性是有效化学合成反应所必备的,要提高化学反应效率,就必须尽可能利用原材料的原子。理想的绿色化学反应就是参加反应材料分子的原子全部转化为我们需要的物质,充分利用资源的同时,也实现了零污染、零排放。对于大部分化学反应,想要通过单一的化学反应提高原子经济性难度较大,因此我们可以选择封闭循环的方式,也就是充分利用与生成我们需要物质的化学反应相关的化学反应,将其中的反应的排放物作为另一个化学反应的原材料,实现零排放、零污染的目标。

1.2环境友好型化学反应

在传统化学反应中,使用较多的原料有甲醛、光气、环氧乙烷、氰化氢等,这些化学物质对环境和人类健康都有不利影响,而发展绿色化学的目的之一就是将有害的化学原料用无毒无害的原料代替。化学界专家学者在这个方面已经进行了大量努力和工作,很多专家都在研究如何在化学反应中使用酶作为催化剂,使用生物质作为原料。酶是一种优质的催化剂,而酶反应不需要要激烈的反应条件和复杂的设备,基本不产生污染,因此使用酶作为绿色化学反应的催化剂是绿色化学的研究重点之一。

1.3研制新材料

随着工业发展和科学技术水平的不断提高,各种新材料、新技术层出不穷,提高了我们的生活水平,让我们的工作学习更有效率,但是也影响了环境的可持续发展,要在保证人们生活水平的做好环境保护工作,即必须研制对环境无害的新材料,例如生态协调肥料、低毒高效农药等。

1.4计算机辅助设计绿色化学

绿色化学反应要确保产品性能,又要尽可能降低生产成本,提高原料利用率,产生最少的副产品和肥料,并且坚持环境保护的理念,要实现上述几点要求显然是非常困难的,因此专家学者考虑运用信息化技术设计新的绿色化学反应。早在二十多年以前这个思路就已经被付诸实践,随着科学技术的不断发展,这项技术也越来越成熟,运用计算机技术,我们能够得到我们需要的化学反应过程,计算机能够根据我们的评估方法对所有可能的反应进行评估,将不合适的反应排除掉,尽可能找到物美价廉并且原料利用率较高的最佳化学反应途径。

1.5需要关注的问题

近年来化学领域的专家学者致力于解决绿色化学反应原材料的问题,取得了一定的成绩,这项研究具有极其重要的理论现实意义。如果研究得到有用的成果,在不久的将来,我们可能不需要使用诸如石油、天然气等不可循环的能源和原料,转而使用来自生态循环链中的物质,这并不代表我们要重新运用落后的生态循环链和经济发展方式,而是不断研究和创新,通过改造让生态循环量包含我们生产生活需要的物质,加快关键环节的能量释放和转化,这是目前绿色化学研究的发展方向,也是实现经济、环境可持续发展的必由之路。

2、绿色化学教育

近年来我们面临愈加严重的环境污染问题,社会对环境保护工作也非常重视,人们也开始质疑化学工业对环境造成的不良影响,很多人认为化学工业是导致环境污染的主要原因,虽然我们坚持化学是创造性很强的学科,但是在公众心中,化学工业的声誉并不好。对于这个问题,我们应该坚持自己的理念,并采取恰当的措施向公众宣传化学工业的重要作用。学校是开展宣传工作的首要场所,学生是开展宣传工作的首要对象,让学生认识到化学在提高生活质量、促进社会发展等方面做出的重要贡献,同时要让学生明白化学是科学技术的重要组成部分之一。同时我们也要加强反思,认清我们在化学生产中存在的缺陷和错误,认真全面的总结错误,检讨以往使用的化学原料和生产工艺,加大研究力度,提出原子经济性化学反应,研究新型化学反应原料,对创造有用物质充满信心。

绿色化学显然不是一门独立的学科,而是一种战略思想、战略方针或者说是一种研究政策,在课堂教学中,教师应该用生动形象的例子不断丰富课堂教学的内容,运用例子中的知识点,在无机化学、有机化学、物理化学中有机的渗透绿色化学的思想和观念,通过课堂教学培养学生的环境保护观念和绿色化学观念,让学生能够成为绿色化学家,为化学行业和经济发展、环境保护贡献力量。

结束语

综上,绿色化学和绿色化学教育都是我们需要重点关注的问题,通过不断深入的研究和创新,研究出新型化学反应物质和反应途径,推动绿色化学产业的可持续发展。

【参考文献】

[1]宋磊.阻燃材料工业中的绿色化学与技术[J].高分子材料科学与工程.2002,(01):30.

[2]寇元.合成气催化转化的绿色化学[J].催化学报.208, (09):62.

[3]陆熙炎.绿色化学与有机合成及有机合成中的原子经济性[J].化学进展.2008,(02):33.

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