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摘要:綠色化學(xué)是當(dāng)前化工和化學(xué)研究的發(fā)展方向,對于現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展有非常重要的作用,對于化學(xué)技術(shù)以及化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展也具有良好的作用。對綠色化學(xué)及其技術(shù)發(fā)展進行了分析,闡述了綠色化學(xué)的含義,并總結(jié)了當(dāng)前綠色化學(xué)技術(shù)及其相關(guān)應(yīng)用,探討了綠色化學(xué)技術(shù)發(fā)展的趨勢。
關(guān)鍵詞:綠色化學(xué);化學(xué)技術(shù)發(fā)展;化學(xué)技術(shù)應(yīng)用
化學(xué)及其技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中應(yīng)用非常廣泛,化工行業(yè)、石油行業(yè)、加工行業(yè)以及制藥行業(yè)當(dāng)中都應(yīng)用化學(xué)技術(shù),而化學(xué)技術(shù)在發(fā)生反應(yīng)的過程中,很容易出現(xiàn)環(huán)境污染問題,影響到人們賴以生存的環(huán)境建設(shè),所以在當(dāng)前化學(xué)以及技術(shù)應(yīng)用的過程中,非常注重綠色化學(xué)的研發(fā),減少化學(xué)技術(shù)應(yīng)用過程的環(huán)境污染問題,從而保證化學(xué)技術(shù)應(yīng)用更加高效。
1綠色化學(xué)闡述
綠色化學(xué)是現(xiàn)代化學(xué)發(fā)展的一種新理念,其主要是指在化學(xué)研究中,研究綠色無污染的化學(xué)知識以及技術(shù)。綠色化學(xué)也被稱作為環(huán)境友好化學(xué)、在其化學(xué)研究以及技術(shù)發(fā)展的過程中,希望通過綠色化學(xué)的良好研發(fā),減少化學(xué)使用過程中造成的環(huán)境污染以及人類健康影響等負面作用,從而提升化學(xué)知識及化學(xué)技術(shù)的使用效率。綠色化學(xué)研究發(fā)展的過程中,也是對化學(xué)學(xué)科全面性的研究和發(fā)展。在具體研究中對化學(xué)有機合成、化學(xué)催化、生物化學(xué)分析等全面的化學(xué)知識進行綠色創(chuàng)新,通過綠色化學(xué)的研發(fā)對于人類使用化學(xué)技術(shù)的安全防護、化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)安全、生態(tài)環(huán)境和諧建設(shè)都有非常重要的積極影響。綠色化學(xué)是新型化學(xué)知識理念,其中心主旨是在使用綠色化學(xué)的過程中減少環(huán)境污染,而其知識理論與現(xiàn)代研發(fā)的污染控制化學(xué)有一定的區(qū)別,其根本目的不是通過化學(xué)技術(shù)控制環(huán)境,而是在環(huán)境保護和健康保護的基礎(chǔ)之上研發(fā)化學(xué)知識和技術(shù)。在世界工業(yè)化發(fā)展的背景下,世界環(huán)境也在一定程度上遭到了嚴重的破壞,化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)中,對生產(chǎn)人員以及技術(shù)人員的危害性也比較大,所以在此背景下研究綠色化學(xué)技術(shù),對于環(huán)境保護建設(shè)起到了積極的作用,也是未來化學(xué)技術(shù)的發(fā)展方向。
2綠色化學(xué)技術(shù)介紹
綠色化學(xué)技術(shù)是在綠色化學(xué)基礎(chǔ)之上發(fā)展而來的新型化學(xué)技術(shù),對于化學(xué)工業(yè)的技術(shù)應(yīng)用起到了一定的推動作用。當(dāng)前在綠色化學(xué)研發(fā)的背景下,綠色化學(xué)技術(shù)也被積極研發(fā)。
2.1不對稱催化合成
化學(xué)技術(shù)中,化學(xué)合成以及化學(xué)拆分是重要的化學(xué)反應(yīng),也是當(dāng)前社會中應(yīng)用最為廣泛的化學(xué)工業(yè)技術(shù)之一。而在當(dāng)前綠色化學(xué)技術(shù)發(fā)展的過程中,研究發(fā)展了不對稱化學(xué)催化合成技術(shù),而傳統(tǒng)的化合物制備中,發(fā)酵方法是非常重要的方法,但是使用發(fā)酵方法進行化學(xué)合成的過程中存在一定的弊端,其主要問題是在生成產(chǎn)物的過程中,有將近1/2的產(chǎn)物是無效產(chǎn)物,無法進行化學(xué)再生產(chǎn),所以也就導(dǎo)致使用光化學(xué)污染的過程中存在一定資源大量浪費的問題。而在當(dāng)前綠色化學(xué)技術(shù)研究的過程中,選擇研發(fā)更具有效率的不對稱催化技術(shù)。不對稱催化技術(shù)與傳統(tǒng)的發(fā)酵化學(xué)技術(shù)有所不同,其在使用的過程中,利用手性增值的方法進行催化生成物,并且在其具體進行化學(xué)反應(yīng)的過程中,不受到生物類型的限制,可以在使用催化劑材料之后,可以生產(chǎn)R異構(gòu)體和S異構(gòu)體,極大程度上提升了化學(xué)反應(yīng)的效率,減少了傳統(tǒng)發(fā)酵化學(xué)技術(shù)應(yīng)用過程中出現(xiàn)的浪費問題,實際上也降低了化學(xué)生產(chǎn)中的成本。
2.2酶催化和生物降解
生物技術(shù)是一種新型化學(xué)技術(shù),同時也是綠色化學(xué)技術(shù)發(fā)展的主流方向,采用生物技術(shù)可以真正意義上達到綠色環(huán)保,其化學(xué)反應(yīng)過程中,生成有害物質(zhì)極少。如,在現(xiàn)代綠色化學(xué)技術(shù)發(fā)展的過程中有酶催化技術(shù)以及生物降解技術(shù),是生物分子技術(shù)重要的組成部分。首先,酶催化綠色化學(xué)技術(shù)是利用酶在高溫和高壓下發(fā)生的反應(yīng),酶在水中能夠?qū)崿F(xiàn)良好的反應(yīng),保證酶反應(yīng)系統(tǒng)工作更加良好,同時也保證酶反應(yīng)工作更加合理?,F(xiàn)代綠色化學(xué)技術(shù)研發(fā)過程中,將生物酶作為一種催化劑使用到化學(xué)反應(yīng)當(dāng)中,使用酶作為催化劑參與到化學(xué)反應(yīng)中,可以實現(xiàn)手性合成率達到100%,從而促進細胞化學(xué)生成,推升化學(xué)反應(yīng)效率。其次,在當(dāng)前綠色化學(xué)技術(shù)研發(fā)的過程中,還針對生物降解技術(shù)進行了研發(fā),生物降解技術(shù)是利用微生物的活性,對物體的有機原色以及部分生物元素進行合理的治理,保證生物元素降解更加高效,另外采用到微生物進行降解,其講解過程中產(chǎn)生的有害物質(zhì)相對也比較少,具有非常良好的發(fā)展空間。
2.3活化分子氧和多功能性氧化反應(yīng)
氧化過程是化學(xué)生產(chǎn)過程中十分重要的模塊,很大一部分化學(xué)產(chǎn)品生產(chǎn)都要進行氧化反應(yīng),對于化學(xué)技術(shù)的使用以及化學(xué)反應(yīng)效率提升有非常重要的作用。而在實際的化學(xué)反應(yīng)過程中,在綠色化學(xué)技術(shù)研究的過程中,活化分子氧和多功能性氧化反應(yīng)是非常重要的技術(shù)發(fā)展方向,對于化學(xué)生產(chǎn)有非常重要的作用。如在石油有機化學(xué)品生產(chǎn)的過程中,在實際的化學(xué)品制造過程中,石油內(nèi)烴分子的還原狀態(tài)會在一定程度上阻礙反應(yīng),影響反應(yīng)的實際效率,而在當(dāng)前的石油化學(xué)品生產(chǎn)過程中,選擇使用活化多功能氧化反應(yīng),在實際的化學(xué)反應(yīng)中含氧基團,能夠增加石油烴分子反應(yīng),解決實際化學(xué)反應(yīng)中出現(xiàn)的烴分子反應(yīng)問題,提升化學(xué)反應(yīng)效率。
2.4清潔能源中的化學(xué)技術(shù)
清潔能源是當(dāng)前世界能源的發(fā)展方向之一,對于未來社會的發(fā)展有非常重要的作用,在清潔能源研發(fā)過程中,綠色化學(xué)技術(shù)的研發(fā)使用也十分關(guān)鍵。如氫氣能源是現(xiàn)代新能源中非常重要的能源,在氫氣制取的過程中,采用綠色化學(xué)技術(shù)非常關(guān)鍵。如在實際的氫氣制取過程中,選擇使用TiO2進行光催化分解水制氫氣就是一種非常重要的綠色化學(xué)技術(shù),是一種超前的制氫氣方法,其使用過程中具有高效環(huán)保的作用,也在一定程度上提升了氫氣制取的效率。另外,在綠色化學(xué)技術(shù)中還有生物制氫氣方法,其中生物制取氫氣方法主要是利用生物活性酶進行氫氣制取,從而做到高效環(huán)保。
3綠色化學(xué)技術(shù)的具體應(yīng)用
綠色化學(xué)技術(shù)的發(fā)展對于化學(xué)技術(shù)的應(yīng)用推廣也有非常重要的作用,在實際的綠色化學(xué)技術(shù)研發(fā)過程中,還包括新型化學(xué)分離技術(shù)、綠色化學(xué)化工結(jié)合技術(shù)等,當(dāng)前綠色化學(xué)技術(shù)在環(huán)境保護、化工生產(chǎn)等方面都有廣泛的應(yīng)用,對于社會生產(chǎn)而言也起到了一定的積極作用。
3.1綠色化學(xué)技術(shù)在環(huán)境治理中應(yīng)用
綠色化學(xué)技術(shù)的研發(fā)根本目的是減少化學(xué)技術(shù)使用過程中的環(huán)境污染以及健康影響,而其在具體應(yīng)用的過程中,也可以應(yīng)用到環(huán)境治理和環(huán)境保護當(dāng)中。環(huán)境污染的主要影響因素是廢水、廢氣以及垃圾的隨意排放和丟棄,而廢水廢氣使用過程中,其內(nèi)部存在一定的化學(xué)變化,所以在實際的環(huán)境污染治理過程中,同樣可以使用到綠色化學(xué)技術(shù)進行治理,具體可以從以下幾方面進行闡述。(1)水污染治理過程中使用綠色化學(xué)技術(shù),能夠在最大程度上提升水污染治理的效率,并減少環(huán)境污染。在當(dāng)前水污染治理過程中,使用到的治理技術(shù)包括先進的濾膜技術(shù),濾膜技術(shù)是綠色化學(xué)技術(shù)中非常重要的組成部分,采用膜可以實現(xiàn)對水體當(dāng)中的雜質(zhì)過濾,并對水體進行有效的凈化。如在當(dāng)前污水治理的過程中,可以選擇使用超濾膜技術(shù),保證水污染治理更加高效。另外,在當(dāng)前水污染治理中,還可以使用綠色生物技術(shù),利用生物活性對污染水體中的污染物進行分解或者吸附,做到水體合理凈化。(2)在廢氣污染治理的過程中,也可以使用綠色化學(xué)技術(shù),通過綠色化學(xué)技術(shù)的使用,最大程度提升廢氣治理效果,實現(xiàn)了環(huán)境保護。我國空氣污染問題一直都比較嚴重,其主要原因包括兩點。①現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中,氣體未經(jīng)處理就隨意排放,嚴重影響大氣環(huán)境。②現(xiàn)代交通運行中,大量的汽車尾氣排放嚴重超標(biāo),造成了嚴重的環(huán)境污染問題。在當(dāng)前,大氣污染中主要污染物包括懸浮顆粒、氮氧化物以及二氧化硫等物質(zhì),如不及時治理還會對水體造成一定的影響,如地區(qū)內(nèi)出現(xiàn)霧霾或者出現(xiàn)酸雨問題,會對環(huán)境造成嚴重的破壞。而在實際的廢氣污染治理中,應(yīng)用綠色化學(xué)技術(shù)一般是從源頭做起,從清潔能源研發(fā)到工業(yè)廢氣排放治理兩個方面進行。如在當(dāng)前綠色化學(xué)技術(shù)應(yīng)用中,采用綠色化學(xué)技術(shù)可以制取氫氣等清潔能源,實現(xiàn)汽車尾氣的合理控制,保證空氣污染能得到良好的治理。另外一方面,空氣污染治理的過程中,選擇在工廠生產(chǎn)過程中,對廢氣進行治理后再排放,實際的廢氣處理中,采用煤炭生物脫硫技術(shù),能夠在最大程度上減少空氣污染,實現(xiàn)綠色環(huán)保。在當(dāng)前化工生產(chǎn)中,選擇使用煤炭生物脫硫技術(shù)進行廢氣治理,實際應(yīng)用中采用了微生物絮凝法、生物浸水法等綠色化學(xué)技術(shù),能夠使煤炭有效脫硫,減少煤炭使用中二氧化硫的產(chǎn)生,從而減少工業(yè)廢氣對環(huán)境的污染。(3)綠色化學(xué)技術(shù)在固體垃圾處理當(dāng)中的應(yīng)用。固體垃圾是城市生活垃圾,其在產(chǎn)生后由于內(nèi)部發(fā)生一系列的化學(xué)變化,也會直接影響到城市環(huán)境,所以實際的城市環(huán)境治理過程中,應(yīng)用綠色化學(xué)技術(shù)對固體垃圾進行有效的治理非常關(guān)鍵。傳統(tǒng)的城市固體垃圾處理過程中,通常使用到垃圾焚燒以及垃圾填埋的方法,但是使用焚燒和填埋的方法處理效率存在一定的問題,并且在實際的處理過程中,也很容易出現(xiàn)二次環(huán)境污染問題。而在當(dāng)前城市固體垃圾處理的過程中,選擇使用綠色化學(xué)技術(shù)進行處理,能夠達到改善環(huán)保的作用。如實際的處理中使用生物降解技術(shù),對于城市固體垃圾中可降解的垃圾進行合理處理,從而保證城市垃圾處理更加高效。另外,在當(dāng)前城市固體垃圾處理中還應(yīng)用有電離氣化技術(shù),也是綠色化學(xué)技術(shù)。
3.2綠色化學(xué)技術(shù)應(yīng)用于化學(xué)生產(chǎn)
在當(dāng)前綠色化學(xué)技術(shù)生產(chǎn)過程中,還應(yīng)用綠色化學(xué)技術(shù),其對于化學(xué)生產(chǎn)效率提高以及化學(xué)生產(chǎn)危害性的降低有非常重要的作用。
4綠色化學(xué)技術(shù)的發(fā)展趨勢
綠色化學(xué)技術(shù)是當(dāng)前化學(xué)知識和技術(shù)的發(fā)展方向,對于化學(xué)工藝的優(yōu)化提升有非常重要的作用。而在未來綠色化學(xué)技術(shù)主要發(fā)展方向包括化學(xué)技術(shù)循環(huán)使用、再生、清潔能源、變廢為寶等多種發(fā)展方向。
5結(jié)束語
介紹酶催化綠色化學(xué)技術(shù)、氧化綠色化學(xué)技術(shù)、清潔能源綠色化學(xué)技術(shù)等多種新型綠色化學(xué)技術(shù),并指出了綠色化學(xué)技術(shù)在現(xiàn)代社會發(fā)展中的應(yīng)用。
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作者:王京山 單位:淮北師范大學(xué)