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绿色化学硕士研究论文

时间:2017-05-02 16:09:43本文内容及图片来源于读者投稿,如有侵权请联系xuexila888@qq.com 秋梅 我要投稿

  绿色化学教育已成为21世纪化学学习与教学的新挑战,而化学教学迎接绿色化学教育新挑战的重要对策之一就是研究绿色化学在化学教学方面的命题。下文是学习啦小编为大家搜集整理的关于绿色化学硕士研究论文的内容,欢迎大家阅读参考!

  绿色化学硕士研究论文篇1

  浅谈生活中的绿色化学

  摘 要:当今社会环境问题日益严峻,对于化学这门能污染环境,更能治理环境的科学肩上所负有的责任就更显得日益沉重。“绿色化学”这一理念的落实也更显得重要。下面本人就从绿色化学的一般概念及绿色化学与环境保护的关系,化学反应条件的绿色化、化学反应途径的绿色化及产品绿色化等方面,就绿色化学对环境的友好性进行了阐述,展望了绿色化学在环境保护方面的发展前景。

  关键词:绿色化学; 环境保护; 可持续发展; 绿色能源

  当今时代,人类的生活与化学息息相关。无论是衣、食、住、行,都离不开化学。同时,对资源的开发利用成为了当今社会面临的制约经济发展、影响环境的重要因素。因此,可循环利用、可持续发展、绿色化学生产被人们提上了议事议程。

  我们都知道,随着工业化的大范围普及,环境污染问题已经到了不能再忽略的地步了。尤其我们发展中国家,化工生产需求很大,而对能源的二次回收利用的不够直接造成的环境破坏远远高于其他发达国家。这对我们的经济建设造成了巨大的负面影响。如何正确、有效地解决这个问题,是每一个中国人的责任。

  其实,实现可持续发展是战略已成为世界许多国家指导经济,社会发展的总体战略,即经济的发展必须和人口、环境、资源统筹考虑。1987年世界环境与发展委员会提出采用可持续发展的总原则是:“今天的人类不应以牺牲今后几代人的幸福而满足其需要。”可持续发展的核心思想是在经济发展的同时,注意保护资源和改善环境,合理地保护和改善环境为可持续发展提供物质基础。环境对发展的约束是由于不合理的发展破坏了环境所致,而合理的发展又为治理环境提供了更多的技术和资金。

  一、强化绿色化学意识

  绿色化学是用化学去预防污染,是设计研究没有或仅有尽可能小的环境负作用的、并在技术上经济上可行的化学品和化学过程。它是在始端就采用污染预防的科学手段,使过程和终端均有零排放或零污染。从根本上区别于那些通过“三废”处理与利用来治理污染的化学方法,最大限度的追求“原子经济性”。绿色化学不同于传统的化学,它需将绿色化学思想贯穿于化学始终,使化学在设计、合成、分析等每一个环节都应与环境的相容无害。

  二、快速有效的筛选

  在化合物的筛选过程中,可以应用组合化学技术,对不同的分子结构单元进行组合合成,得到成千上万个产物以满足下一步高通量筛选系统(hts)的需要,目前通过改进的组合化学已可以得到各纯度较高的单一化合物供hts筛选之用。首先建立一个已知的有机合成反应尽可能全的资料库,然后再确定目标产物后,第一步找出一切可以产生目标产物的反应;第二步把这些反应的原料作为中间目标产物找出一切可产生它们的反应,依次类推下去,直到得出一些反应路线正好使用我们预定的原料。在搜索过程中,计算机按我们制定的评估方法自动地比较可能的反应途径,随时排除不适合的,以便最终找到廉价、物美、不浪费资源、不污染环境的最佳途径。所以,将组合化学技术和计算机辅助设计技术应用到化学合成中,是一种经济、快速的策略,为绿色化学的实现提供了极大的可能性。

  三、开发绿色反应,提高原子利用率

  在化学合成特别是有机合成中,减少废物的关键是提高选择性问题,即选择最佳反应途径,使反应物原子尽可能多地转化为产物原子,最大限度地减少副产物,才会真正减少废物的生成。对于大宗基本有机原料的生产来说,选择原子经济反应十分重要。sd-chemieinc.公司最近成功地开发了一个新的合成路线:固体氧化物催化剂合成的无废水工艺,事实证明其能够达到零废水排放、零硝酸盐排放,并且没有或很少nox释放。同时,新合成路线大大减少了水和能量的消耗。由此可见,对于已在工业上应用的原子经济反应,也还需要从环境保护和技术经济等方面继续研究并加以改进。

  四、采用无毒无害的原料

  为使制得的中间体具有进一步转化所需的官能团和反应性,在现有化工生产中仍使用剧毒的光气和氢氰酸等作为原料。为了人类健康和社区安全,需要用无毒无害的原料代替它们来生产所需的化工产品。在代替剧毒氢氰酸原料方面,monsanto公司从无毒无害的二乙醇胺原料出发,经过催化脱氢,开发了安全生产氨基二乙酸钠的新工艺,改变了过去的以氨、甲醛和氢氰酸为原料的二步合成路线,避免了使用剧毒氢氰酸原料。flexsys americal.p.在生产一种橡胶防降解剂化学品家族的关键中间体4-adpa过程中,开发了一个新的环境友好路线――使用碱性促进剂实现氢对芳环的亲核取代反应,替代了传统的氯化反应,不仅消除了大量剧毒氯气的储存、使用和处理,也大大减少了废物的排放。

  五、利用可再生的资源合成化学品

  生物质是可再生性资源,利用生物质代替当前广泛使用的矿物质资源可大大减轻对资源和环境的压力,是保护环境的一个长远的发展方向。frost报道以葡萄糖为原料,通过酶反应可制得乙二酸、邻苯二酚和对苯二酚等。尤其是不需要从传统的苯酐始采制运作为尼龙原料己二酸取得了显著进展。由于苯是己知的治癌物质,以经济和技术上可行的方式,从合成大量的有机原料中取除苯是具有竞争力的绿色化学目标。

  六、开发和生产绿色产品

  绿色产品,或指环境友好产品,是指产品在使用过程中和使用后不会危害生态环境和人体健康,产品具有合理的使用功能及使用寿命,产品易于回收、利用和再生,报废后易于处置,在环境条件下易于降解。如为日常生活使用生产的包装材料,可以进行再利用,目前大量使用的聚苯乙烯发泡塑料快餐盒,使用以后成为垃圾,在自然条件下,需数百年方能降解,对环境带来严重的影响。为了加速它的自然降解,我们生产时可以在其中加入光敏剂、化学助剂等,使其在使用后几个月内即分解成无害物质。

  总之,我国在制定经济发展目标和政策时,应充分考虑环境问题。若经济政策既能带来经济效益又不损害环境,它们就能促进经济的可持续发展。反之,如果可能带来环境损失,就需要调整计划,以便抵消这些损失。我们只有坚持“经济建设、城乡建设和环境建设同步规划、同步实施、同步发展”的指导方针,才能实现人口、资源、环境与发展的良性循环,给子孙后代创造更好的生存和发展条件。

  绿色化学硕士研究论文篇2

  浅议绿色化学实验室建设

  【摘要】加强绿色化学实验室建设是绿色化学研究的重要内容,是培养具有绿色化学理念和环保意识的化学人才的需要。通过实验室管理、污染物质处理和实验教学改进等角度实现绿色化学实验室的目标,可以改善化学实验室环境,减少实验室污染和保护师生健康的保障。

  【关键词】绿色化学;实验室;建设

  化学是一门实验科学,化学实验是高校化学教学的重要组成部分。[1]每天都有大批大学生在实验室进行着各种各样的化学实验,其中许多学校排放的废物很少处理,虽然每次排放量不算大,但由于不同专业的学生重复同样的实验,每年周而复始的进行,会给排放区附近造成排放污染,累计效应实在不可轻视.可以说几乎每个化学实验室都是一个小型的环境污染源。随着绿色化学日益深入人心,高校的化学实验室作为不可忽视的污染源,成为了环境威胁的一个重要方面。因此,创建高校绿色化学实验室势在必行。

  绿色化学实验室是以绿色化学为指导,对环境无显著毒副作用的实验室。绿色化学的核心是“杜绝污染源”。[2]用预防化学污染的新思想和新技术,对常规实验进行改革而形成的化学实验新方法。用尽可能少的试剂来进行实验,从而极大地减少实验室的“三废”,降低污染程度和不必要的浪费,以实现绿色化学要求尽可能少的负作用的理想和目标。绿色化学实验的目标和任务是主动地减少和消除实验室的化学污染,而不是被动地治理污染,这与绿色化学倡导的零污染或零排放理念是一致的。要达到绿色化学实验的目标,应该注意从以下几个方面做起:

  1 培养和提高绿色化意识

  在提倡绿色生活的今天,绿色化学思想已经逐步渗透于化学教育中,而化学实验室的绿色化问题不仅关系到师生健康与环境,还关系到学生科学素养、环保意识的培养。因而,化学教育工作者首先要改变传统的思维方式,要在实验室的整体运作过程中体现出绿色化学思想。化学老师要树立可持续发展的观念,把绿色化学贯穿于化学教育之中,老师不仅要系统地学习绿色化学的理论知识,还要学习绿色化学技术的最新研究成果和发展方向,以及与之相关的学科知识。要充分利用各种宣传工具和媒体宣传绿色化学实验,在实验课上不仅要使学生掌握各种实验理论和操作方法,更要加强培养学生的环保意识,引导学生时刻注意节约药品,能少用的一定要少用,能回收的一定要回收,能循环使用的一定要循环使用,这样既节省了实验经费,又减少了“三废”,保护了环境。实验教师应从我做起,既要耐心、细致的言传身教,又要认真、严格地要求学生,做保护环境的模范,才能在实验过程中逐渐培养学生的绿色理念。

  2 化学实验室管理的绿色化

  实验室药品的保存和使用管理,必须遵循科学化、准确化和数量化的要求。试剂的存放应采用分类存放原则,实验室常规所用的化学药品与实验准备室所用化学试剂分开;剧毒化学药品、易燃易爆化学药品与一般化学药品分开。根据不同化学药品的特性存放,对一些易挥发、易升华,易潮解、水解、风化、氧化或易与二氧化碳反应的化学药品,应分别采用蜡封、油封、水封、避光、低温、通风、防震、防碰等方法进行保管。

  化学试验室还应做好定期检查工作. 检查化学试剂包装是否完好,试剂有无变质,标签有无脱落,危险品有无混放,以及试剂存放室有无隐患等现象,发现问题及时处理。[3]化学试剂配用要科学化、定量化。试剂配制是实验准备过程中的重要环节,一定要做到规范操作准确计量,注意控制溶液的浓度和用量,不仅可以降低实验成本,而且可以增强实验的安全性,减少对环境的污染。

  3 实验内容的绿色化

  化学实验与化工生产有不同之处,实验内容的选择机动性很大,而产生的废物随实验内容的不同而有很大不同。实验内容的选择应注重典型性、代表性和环境毒害性最小。在能够很好地让学生实践理论知识获得动手操作能力的前提下,要充分考虑试剂和产物的毒性以及整个过程所产生的“三废”对环境的污染情况,尽量排除或减少对环境污染大、毒性大、危险性大、“三废”处理有困难的实验项目,而选择低毒、污染小、反应过程副反应少且后处理容易的实验项目。同时注重实验过程中和实验后及时回收并妥善处理排除的废气、废水和固体废物。积极采用新方法使中间产物和最终产品均对人体健康和环境无毒、无害。多设计和制作一些全封闭的成套装置,可以有效地防止有毒气体的污染。

  4 发展微型化学实验,减少环境污染

  所谓微型化学实验,就是在微型的化学仪器装置中进行的化学实验,是以尽可能少的化学试剂而获得比较明显的反应结果和准确的化学信息的一种新型方法。微型化学实验是在绿色化学思想指导下用预防化学污染的新实验思想、新方法和新技术对常规实验进行改革和发展的必然结果。采用微型实验技术,不仅可大幅度减少实验费用,而且可以扩大化学实验的覆盖面,提高化学教学质量。其优点是减少试剂用量,仅为常规实验的十分之一至千分之一降低实验排废量,减少环境污染,缩短实验时间,且安全可靠。[4-5]微型化学实验作为绿色化学的一项方法和技术,已在国内外日益得到重视和推广。

  开展微型化学实验有利于培养学生严谨的科学态度,增强环境意识。通过由常量到微型实验的方法演变,使学生体会到如何利用化学基本原理来重新设计、改造、组合各种仪器装置,以满足不同规格的实验要求。这个灵活应用知识的过程,对活跃学生的思路,激发他们的创造力将起到积极的作用。另外,微型制备实验把合成产物的数量控制在不超过后续测试的需用量作为原则。这样,既满足实验所需获取的化学信息的要求,又大幅度地降低原料试剂的用量,减少化学反应对环境的污染,其经济效益是显而易见的。同时,试剂量可使反应时间缩小,一些实验现象更易观察,有良好的教学效果。

  5 实验室废弃物的处理

  在化学实验过程中所产生的一些废气、废水、废渣,都应该按照国家要求的排放标准进行处理。随时收集、集中处理和回收使用是人们对绿色化学实验室的基本要求。

  5.1 废水处理。

  化学实验室废水的数量相对较大,实验室内设有废酸桶和废碱桶,对不含有毒害离子的稀酸和稀碱废水,在实验时随时收集于相应的桶中,达到一定数量时相互中和并调节pH值达到6-9后,直接排入下水道。实验室内还设有多种废液瓶,对有毒、高浓度或可回收利用的废液,分别收集在不同的废液瓶中,标记并妥善保存,待期末进行综合处理。

 
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