綠色化學(xué)簡介
1、什么是綠色化學(xué)?
綠色化學(xué)是一門新興的化學(xué)分支,以“原子經(jīng)濟(jì)性”為原則,研究如何在產(chǎn)生目的產(chǎn)物的過程中充分利用原料,減少有害物質(zhì)的釋放。綠色化學(xué)旨在從物質(zhì)產(chǎn)生的源頭控制廢物的產(chǎn)生,減少對環(huán)境的污染。
2、綠色化學(xué)十二條原則
Paul Anastas和John C Warner提出綠色化學(xué)的12項原則[1]:
1.防止廢物:設(shè)計化學(xué)合成方法防止廢物的產(chǎn)生,從而無需進(jìn)行廢物的處理。
2. 設(shè)計更安全的化合物和產(chǎn)物:設(shè)計更有效,而且低毒或無毒的化合物。
3.降低化學(xué)合成方法的危險性:降低或消除生成產(chǎn)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(nóng)產(chǎn)品或是其他過程產(chǎn)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(dāng)量試劑:通過催化反應(yīng)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(yīng)進(jìn)行的試劑,而當(dāng)量試劑一般過量且只能反應(yīng)一次。
6.避免化合物的衍生物:避免使用保護(hù)基團(tuán)或其他暫時的修飾,衍生物的產(chǎn)生將使用額外的試劑,并產(chǎn)生廢物。
7.使原子經(jīng)濟(jì)最大化:最大比例的利用起始反應(yīng)物的原子。
8.使用更安全的溶劑和反應(yīng)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(zhì)。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(jìn)行反應(yīng)。
10.設(shè)計可降解的產(chǎn)物:產(chǎn)物在使用后,應(yīng)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(chǎn)過程中進(jìn)行全程監(jiān)控,以減少或消除副產(chǎn)物的生成。
12.使事故的可能性降到最低:設(shè)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(zāi),泄漏發(fā)生的可能性。
3、原子經(jīng)濟(jì)性
在過去化工生產(chǎn)所用的公式為:
產(chǎn)率或收率(%) = (目前產(chǎn)品的質(zhì)量/理論上原料變成目的產(chǎn)品所應(yīng)得的產(chǎn)品質(zhì)量) × 100%
現(xiàn)在化工生產(chǎn)所用的公式為:
原子經(jīng)濟(jì)性或原子利用率(%) = (被利用原子質(zhì)量/反應(yīng)中所使用全部反應(yīng)物分子的質(zhì)量) × 100%
提高原子經(jīng)濟(jì)性的主要方式有三種:
開發(fā)新催化材料
尋找新反應(yīng)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(xué)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(yīng);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(xué)與化工》.五南出版.ISBN 957-11-3191-1.
(引自:維基百科網(wǎng))
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