简论研究方向绿色化学方向

摘　要：绿色化学是对传统化学的更新和发展，是化学工业发展的必然趋势。首先简要介绍绿色化学的兴起，然后着重阐述绿色化学的发展现状和研究方向，最后提出要对学生进行绿色化学的宣传和教育。
关键词：绿色化学；研究方向；宣传教育

一、兴起中的绿色化学

环境与发展问题，已成为当今世界必须面对的两难选择，成为21世纪人类面临的最严峻的挑战，人类不得不开始关注自身的环境问题了。人类在享受科学技术带来巨大的物质财富的同时，也使人类自身赖以生存与发展的生态环境遭到严重破坏，能源和资源
的短缺日益困扰着人们。而当今社会的许多环境问题，都直接或间接地与化学物质的污染有关。因此，一种着眼于从源头上消除污染的被称为环境无害化学或环境友好化学的绿色化学便于20世纪90年代初最早在美国应运而生。
绿色化学是用一种全新的、创造性的思维方式研究新的反应体系，寻求新的反应原料，探索新的反应条件与合成路线，设计新的绿色产品的一门新兴学科。［1］
绿色化学的主要目标是运用化学的技术和手段从源头上防止污染，是人类追求自然完美的一种高级意识，它与传统的“先污染、后治理”的环保意识不同。因此，绿色化学可以看成是进入成熟期的高层次的化学，是对传统化学和化学工业的更新和革命。

二、绿色化学的研究方向

国内外绿色化学的研究工作主要围绕原料、化学反应、催化
剂、溶剂和产品的绿色化展开的。

1.寻找绿色反应原料

在化工生产过程中，常使用一些有毒、有害的原料，如，光气、氰化氢、甲醛、苯等，它们严重污染环境，危害人类健康。采用无毒、无害原料或以再生资源作原料来生产特定的化学物品，是绿色化
学研究的重要课题。
异氰酸酯是一种重要的化工产品，以前一直以毒性很大的光
气来作为生产原料。目前，科学家已经探索出了用二氧化碳和有机胺成功地合成了异氰酸酯，取代了光气，实现了“无废弃物”工艺。［2］
石油是当今主要的化工原料，95%以上的有机化学物品都来自石油，但是地球上石油的储量是有限的。因此，科学家正在考虑如何运用生物技术手段，利用可再生的生物质原料合成有机化学物质，以替代石油、煤等矿物原料。
生物质主要有两类：淀粉和木质纤维素。玉米、小麦和土豆是淀粉类的代表，农作物秸秆和草类是典型的木质纤维素。我国拥有丰富的生物质，可都被白白浪费掉了，如，每年收成10亿吨农作物秸秆，5％用于造纸，就产生约25亿吨的造纸废水，既污染了环境，废水中有重要经济价值的木质素又被浪费掉；再如，大量的秸秆被焚烧，又造成大气污染。目前，科学家正努力寻找高效廉价的酶或化学仿酶催化剂，以实现生物质原料的高效转化，同时也是发展生态农业的需要。

2.开发原子经济反应

最大限度地利用原料、最大限度地减少副产物，减少废弃物的排放，是化学合成方法发展的趋势。理想的原子经济反应是原料分子中的原子100％地转变成产物，不产生副产物或废弃物，实现废弃物的“零排放”。
开发新的原子经济反应已成为绿色化学研究的热点之一。例如，由乙烯为原料生产环氧乙烷，较早的氯醇二步法工艺的原子利用率只有25%，改用银催化氧化法工艺，则原子利用率可达100%；再如，利用钛-硅分子筛作催化剂，将环己酮与氨、过氧化氢反应，可直接合成环己酮肟。取代先前由氨氧化法制硝酸，然后在催化剂作用下还原得到羟胺，最后羟胺再与环己酮反应合成环己酮肟的复杂合成线路，并已实现工业化。
近年来，我国对绿色化学的研究也取得了一些进展，基本做到了“零排放”。如，中国科技大学研发的制皂新工艺实现了无污水排放；四川联合大学研发的尿素氮磷复合肥、氮磷钾复合肥生产新工艺；在医药合成中，利用生物催化、仿酶催化技术，代替了传统的化学合成技术，也取得了可喜的进展。［3］

3.采用绿色催化剂

在化学反应中，我们经常使用硫酸、磷酸、氢氟酸、三氟化硼等催化剂和含有铅、汞、镉等重金属的催化剂。这些有毒、有害的催化剂严重污染环境，腐蚀设备。［4］为了保护环境，近年来国内外科研工作者正从分子筛、杂多酸、超强酸等新型催化材料中大力开发固体绿色催化剂，这些催化剂具有选择性高、不腐蚀设备、不污染环境、易分离、稳定性好、可再生利用等优点，在化学反应中得到广泛的应用。
例如，乙苯液相烃化的新型分子筛催化剂技术，催化剂选择性
高且寿命长，乙苯的回收率超过了99.6%；再如，在酰基化反应中需用到有腐蚀性、易水解的无水三氯化铝作催化剂，而每生产1吨酰化产物，就会带来3吨对环境有害的酸性富铝废弃物及蒸汽。将蒙脱土作为载体，把三氯化铝吸附在其上开发成新的非均相催化
剂，该催化剂的用量仅为传统三氯化铝催化剂用量的十分之

一、废弃物氯化氢的排放量也减少了四分之三。［5］

4.使用无毒无害溶剂

挥发性有机化合物常常被用作有机合成的溶剂，此外还在油
漆、涂料以及泡沫塑料中作喷雾剂和发泡剂使用。但是有机溶剂毒性大、易燃烧、不易回收，是环境的严重污染源。所以，绿色化学研究的另一个重点就是用无毒无害的液体取代这些易挥发的有机化合物。
因此，我们尽量选用水作溶剂，或用超临界流体做反应介质，或在无溶剂的条件下进行反应，避免使用有毒有害和挥发性的有
机溶剂，这已成为绿色化学的发展方向。
当前，超临界流体溶剂的研究已经取得重大进展。例如，采用超临界二氧化碳替代有机溶剂作为油漆、涂料的喷雾剂和泡沫塑料的发泡剂已经在工业上得到应用；再如，四川联合大学皮革系已经成功地用超临界二氧化碳对皮革进行处理，前景令人鼓舞等
等。［6］

5.设计生产绿色产品

化工产品与人类的生产和日常生活密切相关，因此，化工产品的绿色化是十分必要的。绿色产品要求在使用过程中以及使用后不含危害人体健康和生态环境，易于回收、降解和再生。为此，世界各国对化工产品的绿色化开展了广泛的研究，以寻求一些相应的解决方法。现已成功开发了为保护大气臭氧层的氟氯烃代用品和防止“白色污染”的源于：论文开题报告范文www.618jyw.com
可生物降解塑料，以及减少汽车尾气一氧化碳、芳烃排放量的新配方汽油等技术。［7］

三、积极开展绿色化学教育

绿色化学是对传统化学的更新与发展，是实现可持续发展战略的重要组成部分。目前，绿色化学及其带来的产业革命正在全球兴起。作为化学教育工作者，应从可持续发展的角度，从人与自然和谐共处的角度深刻理解绿色化学教育观，义不容辞地开展绿色化学的宣传、教育和普及工作，努力培养学生的绿色意识。
参考文献：
［1］温德才.绿色化学：现代化学新观念［J］.龙岩师专学报，2001，19（3）：30.
［2］ANASTAS　P　T，WILLIAMSON　T　C.　Green-Designing　Chem-istry　for　the　Environment，　ACS　Synmoposium　Senies　626th［C］.Washington：American　Chemical　Society，1996.
［3］张意正.第二届国际绿色化学高级研讨会论文摘要集［C］.成都：四川大学出版社，1999.
［4］朱清时.绿色化学的进展［J］.大学化学，1997，12（6）：7.
［5］赵干卿.绿色化学与化学教育［J］.平顶山师专学报，2001，16（4）：76.
［6］朱清时.绿色化学的进展［J］.大学化学，1997，12（6）：9.
［7］赵干卿.绿色化学与化学教育［J］.平顶山师专学报，2001，16（4）：77.
（作者单位　江苏省连云港中等专业学校）