绿色有机化学合成的机理及其应用范围研讨

发表时间:2021/7/12   来源:《科学与技术》2021年8期   作者:何婵
[导读] 我国化学工业的发展给人们的生活环境造成了很多严重的污染,为解决化学工业造成的环境污染
        何婵
        天津都创科技有限公司   300380
        摘要:我国化学工业的发展给人们的生活环境造成了很多严重的污染,为解决化学工业造成的环境污染,我国对绿色有机化学的合成发展正在正在积极推进。目前,我国有关绿色有机化学合成技术不断进步,取得了非常优异的科研成果,在全球技术研究中的权威性不断提高。有机绿色化学合成技术是对传统化学技术的创新可以实现绿色环保的反应过程,减少或避免污染物的应用或消除反应过程中的污染,还可以通过将污染物应用于特定情况来去除污染物和保护环境。
        关键词:化学工业;绿色有机化学;合成机理;应用范围
        引言
        绿色化学强调采用可持续的绿色手段,以减少有害的物质的产生,避免对自然环境产生不必要的破坏,采用科学的化学生产方法,减少有害物质的使用和产生,对化学原料和化学试剂的使用,以及对催化剂溶剂的使用等等,有效保护环境,实现社会经济绿色可持续发展以及环保绿色化工可持续生产。在工业生产中绿色有机化学发挥着非常寻常的作用,可以为环境保护和社会经济效益增长作出贡献,避免有机化学生产对自然环境造成严重的破坏。绿色化工技术可以实现科学环保、技术、经济和社会的联系和互动,促进了绿色化工科学融合发展和经济发展,可以有效保护我国化工产业环境。
        1绿色化学的概念及绿色有机化学合成机理
        1.1简述绿色化学的概念及意义
        绿色化学是选择绿色环保的加工原料,通过采用科学高效、绿色环保的技术加工制造最符合人们需求的产品,是在技术层面研究化学以减少对环境的不利影响,减少化学品的污染物的一种技术。从根本上讲绿色化工技术是通过改善自身化学性质,减少生产过程中的污染因素,提供环保安全的化工化学品以替代当今社会的高污染化学品。绿色化学技术的概念是去除有害的化学物质,从化工生产到原材料应用的整个过程必须进行无害化的绿色环保处理,产生的废物必须通过合理排放加以处置,以免有害物质危害人类生命。
        1.2绿色有机化学的合成机理
        绿色有机化学合成机理的目的是解决传统化学反应制备过程中导致的环境污染问题。为此,在有机化学合成研究领域合成反应原料、合成反应条件和化学反应转化条件等方面进行创新,以实现绿色化学反应新途径和绿色产品开发的研发目标。目前,绿色有机化学合成技术的应用机理主要包括以下几个方面,首先,在绿色化学反应实验的准备中使用无污染、环保的反应物,从源头上控制合成过程中涉及的反应物以及催化剂和反应介质以防止污染物的产生。其次,反应的原料必须是绿色能源或可再生资源。也就是说反应介质可以是单一的,但必须使用不同的化学合成设计来进行反应实验。第三,要加大对保护人类健康的化学转化方法的探索力度,实现对环保功能的化学品开发。
        2分析几种绿色化学技术的类型
        2.1 催化剂绿化分析
        过去用于化学反应的催化剂对一些机械装置有一定的腐蚀性,会对人体造成伤害。化学反应发生后会也产生一定量的化学废料,化学废物残留破坏和污染了环境,绿色化工技术提高了催化剂在使用过程中的绿色性能,对整个化学反应过程进行优化,避免了有毒化学催化剂的使用,对改善环境保护起到了重要作用。
        2.2 溶剂的绿化分析
        目前广泛使用的化学有机溶剂主要是带有挥发性的有机化合物,有的会直接与附近的地下水形成臭氧,有的会对部分水源造成直接污染。因此,减少有机化学溶剂的大规模使用、改进传统有机溶剂的生产,选择对生态环境无污染的化学有机溶剂,研发各种无溶剂的有机化学反应物,是当前绿色化学技术的重要研究课题。很多采用超临界溶解流体和离子溶解液体以及水或其他无化学溶剂液体作为反应物进行介质溶解的化学反应,使用水性液体作为溶剂可以有效地减少。


        2.3 原材料的绿化分析
        由于有毒有害原料的过度使用生态环境的恶化日益加剧,要解决这一问题就必须在绿色化工技术中使用绿色原料,避免有害原料的使用,起到绿色原料的替代作用,对反应生成的物质无害无毒,保证化学反应的安全性能防止环境污染。
        3绿色有机化学合成的应用范围
        3.1 应用于有机化学合成反应
        化工企业在使用绿色有机化工合成技术进行化工产品生产时,首先要注意原材料的选择,为了能够达到预期的环保目标,有必要使用环保反应原料,这些原料是无毒无害的原料,对环境的污染很小或没有。有机绿色化学合成反应物的种类和具体反应过程都是由化学反应物的性质决定的,只有绿色化学反应物才不会危害环境以及实验者,如果化学反应物本身有毒,就会对实验造成严重污染的后果。
        3.2 应用于新型绿色催化剂的开发
        大多数化学合成反应都需要使用催化剂加速化学反应,以往化工企业为保证化学反应产生的产品达到预期效果,常用的催化剂是价格更便宜、催化效果更好的液化酸基催化剂。但这种化学催化剂的缺点是容易因设备腐蚀和严重的环境污染而发生不良副反应,而且化学反应合成产生的催化剂以及残留物也难以进行无害化处理。为改变这些酸碱催化剂对环境以及化学制备设施和人身健康造成的危害,需要开发分子筛催化剂、固体强酸催化剂等新型绿色无污染催化剂。
        3.3应用于固体废物污染处理与防护
        目前常见的固体废弃污染物主要包括城市生活生产垃圾以及白色污染和矿山污染等。其中,城市生活产生的固体废物处理方式大体分为填埋处理和焚烧处理,填埋垃圾处理是通过挖坑并将部分可降解垃圾埋入地下,通过土壤中的微生物进行长期分解处理从而达到分解的目的,这种处理方式周期很长且资金投入大,种类繁多效果相对较差。焚烧是将城市生活中产生的垃圾收集起来均匀点燃,这种方式处理垃圾的效率很高,但在焚烧处理过程中会对环境造成严重污染同时产生大量有毒有害气体,违背环境保护的初衷,会消耗更多的资源来控制后续的空气污染,通过绿色化学技术对城市垃圾进行处理,通常使用电离气化技术,能够实现废物的绿色环保处理,避免处理过程中的二次污染问题。
        3.4应用于农药污染
        在农业生产过程中,杂草和病虫害的经常发生影响了产品的质量,农民经常使用含有大量有毒物质的农药,会危害周围的水源以及土壤和生物多样性。为了快速解决这些问题以及减少农药的危害,要研究绿色化工技术,获得更环保的产品来替代用于农作物的农药,减少农业生产中的造成的环境污染。对以往造成的环境污染使用的农药进行升级,为不同类型的农业制备绿色化学品,将残留污染物从水源和土壤中分离出来减少环境污染。
        3.5应用于空气和水污染
        工业生产排放和加热炉产生的有毒害气体是在大气污染因素中的主要污染物,因此在应用绿色化工技术过程中,必须对包括脱硫在内的煤炭燃烧全过程进行处理。脱硫处理可有效防止煤炭燃烧过程中有毒有害气体的产生,主要包括燃煤前中后降低大气污染程度,使用过程中反应轻投入成本低,脱硫处理由于其污染物排放量低的特性,正成为一种越来越广泛使用的方法。根据水污染类型的不同绿色化工技术的应用也各不相同,其中主要研究的是工业生产废水和化学实验室废水的处理。在绿色化工技术中循环冷却液零排放技术可用于处理工业生产废水,可有效防止可再生废水和锅炉水的产生并结合定期排水,可有效降低水资源污染程度。
        结束语:绿色有机化学合成技术的应用对协调我国经济发展和环境保护,调整广大群众的日常生活需求具有重要作用。为此,绿色有机化学合成技术在各个领域的积极应用,可以促进空气保护进一步消除生态环境的污染。同时,对绿色有机化学合成技术的高效推广应用,可以提高合成产品原料的有效利用率,实现合成过程的经济效应达到环保和降本增效的目的。
参考文献:
[1]祖木热提古丽·艾比布力.关于绿色有机化学合成技术应用的探讨[J].当代化工研究,2021(03):107-108.
[2]何卫民.浅谈绿色有机合成的研究现状和展望[J].当代化工研究,2019(01):1-2.
[3]王静怡.绿色有机化学合成技术应用探讨[J].科技创新导报,2018,15(33):89+91.
       
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