綠色化學簡介
1、什么是綠色化學?
綠色化學是一門新興的化學分支,以“原子經濟性”為原則,研究如何在產生目的產物的過程中充分利用原料,減少有害物質的釋放。綠色化學旨在從物質產生的源頭控制廢物的產生,減少對環(huán)境的污染。
2、綠色化學十二條原則
Paul Anastas和John C Warner提出綠色化學的12項原則[1]:
1.防止廢物:設計化學合成方法防止廢物的產生,從而無需進行廢物的處理。
2. 設計更安全的化合物和產物:設計更有效,而且低毒或無毒的化合物。
3.降低化學合成方法的危險性:降低或消除生成產物的合成方法對人類及環(huán)境的毒性。
4.使用可再生的原料:使用可再生的原料而非消耗型原料;可再生的原料一般來源于農產品或是其他過程產生的廢物;消耗型原料一般來源于,石油天然氣煤礦物等。
5.使用催化劑而非當量試劑:通過催化反應將廢物的量降到最低。催化劑是指少量而可以多次催化反應進行的試劑,而當量試劑一般過量且只能反應一次。
6.避免化合物的衍生物:避免使用保護基團或其他暫時的修飾,衍生物的產生將使用額外的試劑,并產生廢物。
7.使原子經濟最大化:最大比例的利用起始反應物的原子。
8.使用更安全的溶劑和反應條件:避免使用溶劑,混合物分離試劑,和其他的輔助化合物。如果必須使用這些化合物,選擇無害的物質。如果需要使用溶劑,盡量選擇水。
9.提高能源效率:可能的話,在常溫常壓下進行反應。
10.設計可降解的產物:產物在使用后,應可降解,而不會在環(huán)境累積。
11.全程分析并防止污染:再生產過程中進行全程監(jiān)控,以減少或消除副產物的生成。
12.使事故的可能性降到最低:設計化合物及其狀態(tài)(固態(tài),液態(tài),氣態(tài)),以降低爆炸,火災,泄漏發(fā)生的可能性。
3、原子經濟性
在過去化工生產所用的公式為:
產率或收率(%) = (目前產品的質量/理論上原料變成目的產品所應得的產品質量) × 100%
現(xiàn)在化工生產所用的公式為:
原子經濟性或原子利用率(%) = (被利用原子質量/反應中所使用全部反應物分子的質量) × 100%
提高原子經濟性的主要方式有三種:
開發(fā)新催化材料
尋找新反應加工途徑
采用新合成原料
2005年,野一良治(Ryoji Noyori)指出綠色化學中三個重大的發(fā)展:使用超臨界二氧化碳作為綠色溶劑;水相過氧化氫的清潔氧化反應;在不對稱合成中使用氫氣。[2]
參考資料:
[1]Pursuing practical elegance in chemical synthesis Ryoji Noyori Chemical Communications, 2005, (14), 1807 - 1811 Abstract
[2]閔恩澤、吳魏編著(2003年2月).《綠色化學與化工》.五南出版.ISBN 957-11-3191-1.
(引自:維基百科網(wǎng))
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