绿色化学环保技术

绿色化学环保技术（精选12篇）

绿色化学环保技术 第1篇

一、绿色化学

绿色化学又被称为绿色技术、环境无害化学、环境友好化学、清洁化学。绿色化学技术是用化学的方法和技术, 降低或消除因化学产品 (如催化剂、溶剂等) 而对人类造成的伤害的技术。绿色化学是在对传统化学思考的基础上对物质转化过程中减少或消除污染和排放的新型技术, 它充分考虑了物质转化过程中的利用率, 属于“原子经济性”, 既做到了人们对物质生活的需求, 又做到了对环境可持续发展的思考。绿色化学从传统的粗放型化学生产向集约型的利用性化学生产转变, 将化学生产过程中的“废”变为生活所需的“宝”, 提高了化学生产的可利用率。绿色化学的兴起, 对全世界的化学工业生产产生了广泛影响, 特别对发展中国家意义深远。

二、材料选择的绿色化

绿色化学的核心是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染, 并且反应物的原子全部转化为期望的最终产物。因此, 在工业生产中, 需要从各个环节入手, 选择绿色化材料, 才能最大限度地减少工业生产给人类造成的危害。

1. 原料选择的绿色化。

原料的选择是绿色化学进行的基础。现代工业为人类的生产提供了大量的新型原料, 而工业生产在生产人类生活所需物质材料的同时也排放了许多废弃物, 使人类的生存环境遭到了破坏。如, 塑料从生产到处理的整个过程中都会造成对资源的消耗和对环境的污染。人们日常使用的塑料袋需要200年以上的时间才能自行分解, 同时还会对土地和水质造成污染。以美国为例, 2000年, 美国在包装上使用的塑料就超过了约600万吨, 而这些包装基本在产品打开后即被抛弃, 之后转入垃圾站再被掩埋, 如果进行焚烧又会排放剧毒, 对人类造成伤害。这也使塑料生产成为让世界各国头痛的问题。因此, 要减少和消除这一污染还得从原材料的选择上做起。正如塑料生产一样, 目前, 光降解材料和生物降解塑料的研究和生产逐步进行, 这是从源头上进行控制的化学方法之一。

2. 溶剂的绿色化。

化学生产所造成的污染基本和溶剂有关。在传统有机反应中, 由于有机溶剂对有机化合物的溶解较为容易, 反应介质多为有机溶剂, 但其毒性和低回收率则易造成了环境的重度污染。因此, 要实现绿色化学, 就要从溶剂入手, 使得在无溶剂的条件下以水 (或萃取溶剂) 作为反应媒介的有机化学洁净反应成为绿色法学发展的总体趋势。在无溶剂的条件下进行的化学反应有以下几种。

(1) 固体化学反应。即在没有溶剂条件下以固体作为反应介质的化学反应, 这是目前绿色化学研究的重点, 具研究以固体参与反应为基础, 注重反应的生成和污染的减少。

(2) 以水为介质的化学反应。传统化学反应都不以水为介质, 原因在于有机化学物在水中的溶解性差, 并且很多试剂在水中都会被分解, 这就易造成反应的失败或效率的降低。但从另一角度来看, 世界上水资源较为丰富、价格低廉、清洁无毒, 因此, 研究以水作为介质的化学反应将占据整个有机化学反应的主流, 只是在其反应速率和选择性上需要进行深度研究。

此外, 以超临界流体作为有机溶剂的化学反应研究也逐步深入, 其无毒、不可燃、价廉的特点也将改变有机化学的反应研究应用。

3. 催化剂选择的绿色化。

催化剂是化学反应中不可或缺的部分。酸、碱液体是传统有机反应常用的催化剂, 如氢氟酸、三氯化铝等作为烃类的烷基化反应的催化剂, 此类催化剂对化学反应的设备具有高度腐蚀性, 对人体也有较大危害, 而且其废渣对环境的污染也较为严重。因此, 要选择无毒无害的催化剂。如今, 采用新型分子筛催化剂的乙苯液相烃化技术已较为成熟。

三、生产过程的绿色化

化学反应的目的是为化学生产而服务的, 因此, 在化学生产中实现反应的绿色化是化学绿色技术的关键, 这也是减少污染和节约资源的关键所在。在化学反应的绿色化中需要从两方面进行考虑, 一方面是合成效率的选择性, 这主要是化学、区域等和对映体选择性方面;另一方面是原子经济性, 即在物质转化过程中做到零排放、零污染。在化学反应合成效率的研究中, 反应减少中转 (有效利用物质原子, 减少反应中无用物的形成) 、实现反应的高效 (提高反应效率) 和特快 (物质转化的反应速率缩短) 是重点。

四、在化学中应用生物技术

生物科学是当代科学的前沿, 生物化工是21世纪最有发展潜力的产业之一, 它将成为创造巨大社会财富的重要产业体系。生物技术在采矿、肥料、农药、蛋白质、聚合物等方面的应用目前已较为广泛, 实现了能源的节约和环境污染的减少, 而且, 生物化工具有独特的优势, 一般化工无法达到, 其产品的环保型也受到了广泛欢迎。

绿色化学环保技术 第2篇

【论文关键词】化学实验 绿色环保 实验污染

【论文摘要】绿色环保实验是新课改下化学实验教学中所倡导的一种新型的实验理念，通过绿色实验，可以有效降低实验的污染性，减少化学实验的环境压力。在本文中，笔者就简单阐述了在化学实验教学中开展绿色化学实验的几点措施，希望能够为绿色环保实验理念的培养有所裨益。

高中化学新课程改革的实施，其目的是为了提高学生的化学科学素养，培养他们自主学习的能力、合作能力、探究能力等多方面的能力，而这些目标的实现都离不开化学实验。作为一门建立在实验基础上的自然学科，化学实验教学占据了整个化学教学工作的重要位置。然而，大部分的化学实验都带有一定的污染性，可以说，每一个实验室都是一个污染源，而全国大大小小的实验室所造成的污染是非常可观的。因此，在化学实验中，我们要努力改变传统的实验格局，努力培养学生的绿色环保实验理念。这不仅有利于减少化学实验的污染，同时，通过改进的化学实验，还可以提高学生的思维能力、创新能力等多方面的能力，可以说是一个一举多得的良举。

一、发展微型实验

化学实验的污染主要来自于化学反应的生成物和化学实验的药品残留，如果在进行化学实验的过程中，在不影响实验效果的情况下，对实验进行改进，减少实验药品的用量，使得实验微型化，这样自然有利于降低实验的污染。所谓微型实验，其核心内容就是实验药品微量化、实验器材微型化。一般来说，在微型实验中，其药品的用量仅仅相当一般常规实验的十分之一，最少甚至能达到千分之一，由于药品用量的明显减少，从而使得微型实验中所产生的污染也大大减少。不仅如此，由于药品用量减少，其相应的水电等能耗也会大大降低，并且也使得爆炸、燃烧等实验的危险性降低了很多。关于微型实验，在国际上已经有了比较多的经验，然而，微型实验在我国来说还是一个比较新的课题。我国最早研究微型实验是在1988年，然而，多年以来，由于资金和技术的限制，微型实验始终没有得到很好的普及，作为教师，我们可以在日常的化学教学中，多花一些时间和精力去研究和改进化学实验，努力推进实验的微型化，降低实验教学的污染成本。

二、改进化学实验

在化学实验中，有些实验药品产生的污染物较少，或者产生的污染物便于处理，而有些药品在实验时产生的污染很大，并且处理的成本也非常高。因此，我们可以想办法改进实验以降低实验造成的污染。例如，对于一些污染较为严重的化学实验药品，我们可以想办法寻找一些更加环保的替代品。例如，在实验室制取氧气的实验中，我们大多数采用的都是加热高锰酸钾或者氯酸钾的方式来制取氧气，然而，这两种制取氧气的方法所产生的污染物是非常难以处理的。在国外很多的教科书上，在制取氧气时，都会采取过氧化氢分解的方式，因为过氧化氢分解以后产生的是O2和H2O，而这两种实验产物显然不会对环境造成污染，使得实验更加的环保。基于这种更加环保的制取氧气的方式，现在我国的很多教材中也开始采用这种方式来制取氧气。

三、注意实验药品的回收和利用

在过去的化学实验中，我们通常会把实验残留药品经过简单的处理，然后丢弃掉，但事实上，很多化学实验的残留药品，生成的废液废渣等是可以重复利用的，例如，在用二氧化锰和浓盐酸制取氯气的实验中，很多人在得到氯气以后，就会把实验的废弃物直接丢掉，然而，事实上，二氧化锰是可以重复利用的，如果直接丢弃，不但会造成环境的污染，同时也造成了一定的浪费。因此，在实验结束以后，我们要注意对实验药品的回收和利用，这样，在减少污染的同时，还可以降低实验成本。

四、适当开展多媒体模拟实验

随着计算机信息技术的普及，以该技术为核心的多媒体工具开始越来越频繁地走进化学课堂。通过多媒体工具，可以改变传统的化学课堂教学模式，其中就包括实验教学。在化学实验中，有相当一部分的实验不但造成的污染大，同时，还具有一定的危险性，像是探究氯气的.漂白作用的实验、电解饱和食盐水的实验等，正因如此，很多原本应当做的实验，由于课堂环境下不具备条件，从而只能用讲实验的方式来替代。很明显，通过讲实验的方式当然无法起到真正地实验教学的效果。而有了多媒体工具以后，一些不具备实验条件的化学实验就可以通过计算机进行模拟实验。教师可以从网络上下载一些视频，把他们同Flash动画结合起来，这样，通过计算机技术，就可以给学生模拟出整个实验过程，使得学生通过多媒体工具来观察实验现象、总结实验规律、了解实验原理。这样一种依赖多媒体工具的模拟实验不但是一种零污染的绿色实验，同时，这种模拟实验相较于传统实验还有很多自身的优势，例如，在一些化学实验中，有些实验现象时间非常短暂，或者发生的反应非常不明显，一旦学生不注意就很难观察。而利用计算机进行模拟实验时，当遇到一些不明显的实验现象时，可以采用放大的技术让学生看的更加清楚，而遇到一些实验现象时间很短时，则可以采取回放的技术让学生反复观察。这样，相较于传统的化学实验，模拟实验更有利于学生观察实验过程。虽然模拟实验有很多的优点，但是，我们也不能用模拟实验完全取代传统的实验，毕竟，很多的知识和能力的培养还需要在亲自动手的传统实验中才能够获得。

在化学实验中树立环保理念，推动实验的绿色化，不但是化学教学素质教育的要求，同时也是化学科学发展的趋势，因此，作为教师，我们一定要在实验教学中，通过各种途径来培养学生的绿色环保理念。

【参考文献】

[1]金俊香.高中化学实验绿色化的方法[J].新课程学习(下)，第01期.

[2]陈淑芬.高中化学绿色实验途径初探[J].现代教学，第11期.

基于化学绿色环保实验理念的培养 第3篇

关键词 化学实验 绿色环保 实验污染

中图分类号：G633.8 文献标识码：A

化学课程改革的实施，其目的是为了提高学生的化学科学素养，培养他们自主学习的能力、合作能力、探究能力等多方面的能力，而这些目标的实现都离不开化学实验。作为一门建立在实验基础上的自然学科，化学实验教学占据了整个化学教学工作的重要位置。然而，大部分的化学实验都带有一定的污染性，可以说，每一个实验室都是一个污染源，而全国大大小小的实验室所造成的污染是非常可观的。因此，在化学实验中，我们要努力改变传统的实验格局，努力培养学生的绿色环保实验理念。这不仅有利于减少化学实验的污染，同时，通过改进的化学实验，还可以提高学生的思维能力、创新能力等多方面的能力，可以说是一个一举多得的良举。

1 发展微型实验

化学实验的污染主要来自于化学反应的生成物和化学实验的药品残留，如果在进行化学实验的过程中，在不影响实验效果的情况下，对实验进行改进，减少实验药品的用量，使得实验微型化，这样自然有利于降低实验的污染。所谓微型实验，其核心内容就是实验药品微量化、实验器材微型化。一般来说，在微型实验中，其药品的用量仅仅相当一般常规实验的十分之一，最少甚至能达到千分之一，由于药品用量的明显减少，从而使得微型实验中所产生的污染也大大减少。不仅如此，由于药品用量减少，其相应的水电等能耗也会大大降低，并且也使得爆炸、燃烧等实验的危险性降低了很多。关于微型实验，在国际上已经有了比较多的经验，然而，微型实验在我国来说还是一个比较新的课题。我国最早研究微型实验是在1988年，然而，多年以来，由于资金和技术的限制，微型实验始终没有得到很好的普及，作为教师，我们可以在日常的化学教学中，多花一些时间和精力去研究和改进化学实验，努力推进实验的微型化，降低实验教学的污染成本。

2 改进化学实验

在化学实验中，有些实验药品产生的污染物较少，或者产生的污染物便于处理，而有些药品在实验时产生的污染很大，并且处理的成本也非常高。因此，我们可以想办法改进实验以降低实验造成的污染。例如，在实验室制取氧气的实验中，我们大多数采用的都是加热高锰酸钾或者氯酸钾的方式来制取氧气，然而，这两种制取氧气的方法所产生的污染物是非常难以处理的。在国外很多的教科书上，在制取氧气时，都会采取过氧化氢分解的方式，因为过氧化氢分解以后产生的是O2和H2O，而这两种实验产物显然不会对环境造成污染，使得实验更加的环保。基于这种更加环保的制取氧气的方式，现在我国的很多教材中也开始采用这种方式来制取氧气。

3 注意实验药品的回收和利用

在过去的化学实验中，我们通常会把实验残留药品经过简单的处理，然后丢弃掉，但事实上，很多化学实验的残留药品，生成的废液废渣等是可以重复利用的，例如，在用二氧化锰和浓盐酸制取氯气的实验中，很多人在得到氯气以后，就会把实验的废弃物直接丢掉，然而，事实上，二氧化锰是可以重复利用的，如果直接丢弃，不但会造成环境的污染，同时也造成了一定的浪费。因此，在实验结束以后，我们要注意对实验药品的回收和利用，这样，在减少污染的同时，还实验成本。

4 适当开展多媒体模拟实验

随着计算机信息技术的普及，以该技术为核心的多媒体工具开始越来越频繁地走进化学课堂。通过多媒体工具，可以改变传统的化学课堂教学模式，其中就包括实验教学。在化学实验中，有相当一部分的实验不但造成的污染大，同时，还具有一定的危险性，像是探究氯气的漂白作用的实验、电解饱和食盐水的实验等，正因如此，很多原本应当做的实验，由于课堂环境下不具备条件，从而只能用讲实验的方式来替代。很明显，通过讲实验的方式当然无法起到真正地实验教学的效果。而有了多媒体工具以后，一些不具备实验条件的化学实验就可以通过计算机进行模拟实验。教师可以从网络上下载一些视频，把他们同Flash动画结合起来，这样，通过计算机技术，就可以给学生模拟出整个实验过程，使得学生通过多媒体工具来观察实验现象、总结实验规律、了解实验原理。这样一种依赖多媒体工具的模拟实验不但是一种零污染的绿色实验，同时，这种模拟实验相较于传统实验还有很多自身的优势，例如，在一些化学实验中，有些实验现象时间非常短暂，或者发生的反应非常不明显，一旦学生不注意就很难观察。而利用计算机进行模拟实验时，当遇到一些不明显的实验现象时，可以采用放大的技术让学生看的更加清楚，而遇到一些实验现象时间很短时，则可以采取回放的技术让学生反复观察。这样，相较于传统的化学实验，模拟实验更有利于学生观察实验过程。虽然模拟实验有很多的优点，但是，我们也不能用模拟实验完全取代传统的实验，毕竟，很多的知识和能力的培养还需要在亲自动手的传统实验中才能够获得。

在化学实验中树立环保理念，推动实验的绿色化，不但是化学教学素质教育的要求，同时也是化学科学发展的趋势，因此，作为教师，我们一定要在实验教学中，通过各种途径来培养学生的绿色环保理念。

渗透绿色化学 提高环保意识 第4篇

绿色化学又称“环境友好化学”。绿色化学是当今国际上化学学科研究的前沿。世界上很多国家已把“化学的绿色化”作为新世纪化学进展的主要方向之一。绿色化学的核心内容是“原子经济性”, 即充分利用反应物中的各个原子, 因而既能充分利用资源, 又能防止污染。绿色化学是以绿色意识为指导, 以最终杜绝化学污染源, 实现绿色化学为最终目标。其最大特点在于它是在始端就采用实现污染预防的科学手段, 因而过程和终端均为零排放和零污染。

二、化学教学中渗透绿色化学理念, 提高学生环保意识

新的课程标准也明确指出:“在化学教学中, 通过帮助学生了解化学制品对人类健康的影响, 懂得运用化学知识和方法去治理环境, 合理地开发和利用化学资源, 逐步学会从化学的角度认识自然与环境的关系, 分析有关的社会现象”。要预防化学污染, 最关键的问题应该是从小培养具有环境保护意识的人, 学生最早系统地学习化学知识是在中学教育阶段, 这就需要将绿色化学思想贯穿于中学化学教育的全过程中。把绿色化学融于中学课程教材改革和课堂教学改革之中, 使绿色化学成为中学化学教育的一个重要的组成部分。

(一) 对化学教育工作者的要求

化学教师在教学活动中起主导作用, 因此教师只有观念更新了, 具备了绿色意识才会产生积极的行为效果。要把绿色化学的理念贯穿到整个化学教育之中:首先, 化学教育工作者要树立可持续发展的观念。绿色化学有利于保护人类赖以生存的环境、实现人类社会的可持续发展。其次, 化学教师要在课程内容中体现绿色化学的理念。化学教育必须体现绿色化学的新内容, 要在课程教材中体现绿色化学的理念, 使绿色化学的思想和内容贯穿于从基础教育到高等教育的始终。教师在课堂教学、实验等方面, 要始终贯彻绿色化学的思想;要让学生了解绿色化学, 树立起绿色意识, 培养学生从事绿色化学研究与开发的能力。最后, 教师要积极进行教改探索。进行教学科研, 对传统的教学内容、方法提出思考, 进行改革, 使化学教育能够得到发展。对一些探究实验进行创新。

(二) 绿色化学理念在化学教学中的渗透

把绿色化学融合于中学课程教材改革和课堂教学改革之中, 使绿色化学成为中学化学教育的一个重要的组成部分, 这是中学化学教育的崭新课题。

1. 密切联系化学教学内容适当延伸, 适时渗透绿色化学理念, 不断提高学生的环保意识

老师在教学实践中, 应该紧扣教学大纲, 认真钻研教材, 深入探讨课本中环境教育的因素, 详细列出中学化学各个章节可进行环境教育的内容, 有计划、有目的地施以环境教育。初中化学主要涉及的环境问题: (1) 认识“三废” (废水、废气和废渣) 处理的必要性以及处理的一般原则。 (2) 了解典型的大气、水、土壤污染物的来源及危害。 (3) 认识合理使用化肥、农药对保护环境的重要意义。 (4) 初步形成正确、合理地使用化学物质的意识, 认识化学在环境监测与环境保护中的重要作用。

2. 结合实验, 改进实验, 强化环境保护和绿色化学理念的教育

在实验教学中, 要求学生严格按实验操作要求完成。对一些可能对环境造成不良影响的实验进行改进, 如硫在空气中 (可在集气瓶中完成) 、在氧气中燃烧时可先在集气瓶中加少量的吸收液 (如氢氧化钠) ;还有对燃烧的条件探究实验时, 对装置进行改进, 用两支试管分别装少量的红磷、白磷, 同时用胶塞密闭放在80℃水中, 防止白磷燃烧后产生的浓厚的白烟排放在空气中, 另外红磷可以重复使用。

3. 联系实际, 切实开展环境保护教育

仅就初中化学教学中的环保内容, 还远远不能激起学生的共鸣。作为教师, 报纸、广播、电视等新闻媒体每天都有大量的环境题材应及时搜集与化学和环境有关的资料, 恰到好处的结合到日常教学中去, 通过讲解、分析、讨论, 使学生心灵受到震动。结合我校零排放工程———西昌俊波外国语学校污水处理及中水回用工程, 进行水污染及治理和节约水资源的教育。

4. 开展多种活动, 提高学生的环保意识

由于环境问题的综合性、人为性和它的实践性, 因此, 进行环境教育的一个有效途径是开展丰富多彩的各种活动, 提供人人参与的机会, 创设一种人人参与的环境和氛围, 让每个学生都真正参与进来, 使他们在活动中真正思考人的作用和责任。开展多种形式的活动:讨论课、专栏宣传、课外实验、实地参观社会调查和环保小组等。这样不仅能培养学生理论联系实际、实事求是的科学态度, 而且能使他们感知环境污染的危害性和环境保护的迫切性。

因此, 在社会生产、人类生活中都应贯穿绿色化学的思想, 让每位学生都应养成具有环境保护意识的人, 在生活中对其废弃物也要妥善处理, 绝不能随意倾倒, 造成环境污染, 有的还可以变废为宝。

总之, 地球是全人类共同的家园, 重视环境问题日益突出, 保护环境是全人类的共同责任。所以应提高每一位教育工作者的环保素养, 特别是化学教育工作者, 应当好排头兵, 担负起环保教育的神圣使命。

摘要：随着科技和市场经济的发展, 人类一味追求经济快速发展时, 加速了资源和能源的消耗。形成了“高生产、高消耗、高污染”的发展模式。随着化学品的大量生产和广泛应用, 给人类原本和谐的生态环境带来了黑臭的污水、讨厌的烟尘、难以处置的废物和各种各样的毒物……威胁着人们的健康, 伤害着人类, 生态环境遭到严重破坏, 地球和人类已经不堪重负。环保问题是一个刻不容缓的问题, 是关系社会可持续发展的重要问题。

关键词：绿色科学,环保意识,生态环境

参考文献

[1]仲崇立.绿色化学导论.1版.化学工业出版社, 2000.

[2]化学课程标准.北京师范大学出版社, 2001.

初中化学渗透绿色化学教育 第5篇

从小培养学生们的绿色化学意识，把学生们培养成为化学专门人才的重担就肩负在了化学教学工作者的身上。那么怎么在初中化学教学过程中渗透绿色化学就成为教学工作者面对的首要问题。下面我们将从初中化学教学中渗透绿色化学的实践和意义方面进行探讨。

一、在初中化学中渗透绿色化学的意义

素质教育的提出，促使学生们向着提高综合素质的方向努力。而化学教育要想顺应素质教育的发展，就必须接受绿色化学教育，在化学教学过程中培养学生们的绿色化学意识。绿色化学意识有利于培养学生们热爱和尊重大自然，对其牢固树立绿色意识起到了加强作用。

二十一世纪，人类生存面对的最大问题来自于环境。科学技术的发展不仅带来了社会的进步，还带来的环境污染和恶化。绿色化学的提出是环境的要求也是教育发展的必要。学生们在学习绿色化学的同时，能够更好地体会保护环境的重要性，对于自身素质的提高也起到了促进作用。

二、初中化学中渗透绿色化学思想的实践研究

2.1有计划地安排绿色化学教育内容

绿色化学作为新兴的.化学学科，虽然融入了初中化学教材，但是内容却不是很详尽。作为化学教学工作者，在这个时候就应该肩负起引导工作，在教学过程中引导学生体会绿色化学的好处，在在课堂上缓慢自然地渗透绿色化学的内容和意义。

例如，在初中化学教学中，根据教材内容，在讲解化学反应和合成过程中，讲解生成物和化学反应对环境的污染，对人类的危害。

氯气消毒的化学反应中，讲解的同时，要渗透此过程造成的水氮磷过多造成的赤潮给予人类和环境的危害;汽油在化学反应中如何反应以驱动汽车给人来带来方便和进步的同时，讲解汽油在燃烧过程中，造成汽车尾气对空气的污染，对人类健康的危害。

这样，教师的逐步渗透才是绿色化学渐渐深入学生意识的切入点。所以在初中化学教育中，教师们应该有计划地逐步安排绿色化学的教学内容，以提高学生们的绿色化学意识。

2.2在化学教学过程中强化绿色化学意识

在初中化学教学中渗透绿色化学意识，不仅能够培养学生们的绿色环保意识，这也是社会实现可持续发展的基本要求。

在绿色化学教育的同时，进行一些可以强化学生们绿色化学意识的活动可以潜移默化地建立和强化他们的绿色化学意识。

例如，在讲授工业生产类章节的时候，基本讲解绿色化学的内容和释义后。组织学生们在生活中发现化学反应对环境和人类的危害，并对此活动进行发言讨论，初步对这些化学反应的认识和解决化学对环境危害的解决方法。

这样的学习形式不仅仅能够激发学生们的学习积极性，还能在潜意识里深化绿色化学在生活中的重要性，是他们下意识里建立绿色化学的意识。

绿色化学意识的强化是学生们学习化学和能力培养的重要方法，在初中化学教学中不仅仅要注意绿色化学的渗透，还应该及时对绿色化学意识进行强化。

2.3利用“环境保护日”，加大绿色化学渗透力度

环境保护日，是大力宣传绿色化学的最好时间。这一天不仅仅社会关注环境，会有大量的宣传单页和画册，而且学校还会借此开展一系列活动以实践素质教育。这对绿色化学教育是一个加大的宣传。

例如，环境保护日，教师可以借此开展一次大型自由发言班会，学生们可以利用网络、图书馆等工具查阅绿色化学相关知识和有关图片。

绿色化学的教学不仅仅是在课堂上，只有在生活细节上能时刻引起学生们的关注和重视，才真正实现了绿色化学的渗透。所以，教师们应该利用一切能吸引学生关注的工具和活动，在最大程度上使他们关注和重视绿色化学。

2.4重视培养实验活动中的绿色化学意识

化学作为一门实验学科，化学实验在教学中占有重要的不可替代的作用。要实现绿色化学真正的深入人心就必须重视其在实验活动中的渗透。

在实验活动中加强绿色化学意识就要注重实验细节的改进。以往的教学中，因为课时条件的限制，或者是教师不在意，有些有害的实验气体会被学生们随意排放。那么在绿色化学的教学模式下，就要求教师注意这些细节。

教师可以在实验过程中告诫学生，实验气体要尽量排放入玻璃瓶中，并把这个细节广泛运用到每一个实验中去，只有这样，学生们在实验课程中渐渐养成环保的习惯，逐步深化绿色化学意识。

对实验的重视是绿色化学教学的重要环节，教师在化学实验教学中一定要重视绿色化学的实践，以身作则，从每一个细节每一个步骤严格实践绿色化学原则。使学生们养成环保、健康的绿色意识和习惯。

三、小结

绿色化学是在社会进步和科技发展的背景下应运而生的新兴学科，在素质教育的提倡下，教师们必须摒弃以往落后的、不环保的教学模式。在初中化学教学中，应该逐步渗透绿色化学。

绿色化学环保技术 第6篇

【关键词】化学实验；绿色环保；实验污染

高中化学新课程改革的实施，其目的是为了提高学生的化学科学素养，培养他们自主学习的能力、合作能力、探究能力等多方面的能力，而这些目标的实现都离不开化学实验。作为一门建立在实验基础上的自然学科，化学实验教学占据了整个化学教学工作的重要位置。然而，大部分的化学实验都带有一定的污染性，可以说，每一个实验室都是一个污染源，而全国大大小小的实验室所造成的污染是非常可观的。因此，在化学实验中，我们要努力改变传统的实验格局，努力培养学生的绿色环保实验理念。这不仅有利于减少化学实验的污染，同时，通过改进的化学实验，还可以提高学生的思维能力、创新能力等多方面的能力，可以说是一个一举多得的良举。

一、发展微型实验

化学实验的污染主要来自于化学反应的生成物和化学实验的药品残留，如果在进行化学实验的过程中，在不影响实验效果的情况下，对实验进行改进，减少实验药品的用量，使得实验微型化，这样自然有利于降低实验的污染。所谓微型实验，其核心内容就是实验药品微量化、实验器材微型化。一般来说，在微型实验中，其药品的用量仅仅相当一般常规实验的十分之一，最少甚至能达到千分之一，由于药品用量的明显减少，从而使得微型实验中所产生的污染也大大减少。不仅如此，由于药品用量减少，其相应的水电等能耗也会大大降低，并且也使得爆炸、燃烧等实验的危险性降低了很多。关于微型实验，在国际上已经有了比较多的经验，然而，微型实验在我国来说还是一个比较新的课题。我国最早研究微型实验是在1988年，然而，多年以来，由于资金和技术的限制，微型实验始终没有得到很好的普及，作为教师，我们可以在日常的化学教学中，多花一些时间和精力去研究和改进化学实验，努力推进实验的微型化，降低实验教学的污染成本。

二、改进化学实验

在化学实验中，有些实验药品产生的污染物较少，或者产生的污染物便于处理，而有些药品在实验时产生的污染很大，并且处理的成本也非常高。因此，我们可以想办法改进实验以降低实验造成的污染。例如，对于一些污染较为严重的化学实验药品，我们可以想办法寻找一些更加环保的替代品。例如，在实验室制取氧气的实验中，我们大多数采用的都是加热高锰酸钾或者氯酸钾的方式来制取氧气，然而，这两种制取氧气的方法所产生的污染物是非常难以处理的。在国外很多的教科书上，在制取氧气时，都会采取过氧化氢分解的方式，因为过氧化氢分解以后产生的是O2和H2O，而这两种实验产物显然不会对环境造成污染，使得实验更加的环保。基于这种更加环保的制取氧气的方式，现在我国的很多教材中也开始采用这种方式来制取氧气。

三、注意实验药品的回收和利用

在过去的化学实验中，我们通常会把实验残留药品经过简单的处理，然后丢弃掉，但事实上，很多化学实验的残留药品，生成的废液废渣等是可以重复利用的，例如，在用二氧化锰和浓盐酸制取氯气的实验中，很多人在得到氯气以后，就会把实验的废弃物直接丢掉，然而，事实上，二氧化锰是可以重复利用的，如果直接丢弃，不但会造成环境的污染，同时也造成了一定的浪费。因此，在实验结束以后，我们要注意对实验药品的回收和利用，这样，在减少污染的同时，还可以降低实验成本。

四、适当开展多媒体模拟实验

随着计算机信息技术的普及，以该技术为核心的多媒体工具开始越来越频繁地走进化学课堂。通过多媒体工具，可以改变传统的化学课堂教学模式，其中就包括实验教学。在化学实验中，有相当一部分的实验不但造成的污染大，同时，还具有一定的危险性，像是探究氯气的漂白作用的实验、电解饱和食盐水的实验等，正因如此，很多原本应当做的实验，由于课堂环境下不具备条件，从而只能用讲实验的方式来替代。很明显，通过讲实验的方式当然无法起到真正地实验教学的效果。而有了多媒体工具以后，一些不具备实验条件的化学实验就可以通过计算机进行模拟实验。教师可以从网络上下载一些视频，把他们同Flash动画结合起来，这样，通过计算机技术，就可以给学生模拟出整个实验过程，使得学生通过多媒体工具来观察实验现象、总结实验规律、了解实验原理。这样一种依赖多媒体工具的模拟实验不但是一种零污染的绿色实验，同时，这种模拟实验相较于传统实验还有很多自身的优势，例如，在一些化学实验中，有些实验现象时间非常短暂，或者发生的反应非常不明显，一旦学生不注意就很难观察。而利用计算机进行模拟实验时，当遇到一些不明显的实验现象时，可以采用放大的技术让学生看的更加清楚，而遇到一些实验现象时间很短时，则可以采取回放的技术让学生反复观察。这样，相较于传统的化学实验，模拟实验更有利于学生观察实验过程。虽然模拟实验有很多的优点，但是，我们也不能用模拟实验完全取代传统的实验，毕竟，很多的知识和能力的培养还需要在亲自动手的传统实验中才能够获得。

在化学实验中树立环保理念，推动实验的绿色化，不但是化学教学素质教育的要求，同时也是化学科学发展的趋势，因此，作为教师，我们一定要在实验教学中，通过各种途径来培养学生的绿色环保理念。

【参考文献】

[1]金俊香.高中化学实验绿色化的方法[J].新课程学习（下），2010年第01期.

[2]陈淑芬.高中化学绿色实验途径初探[J].现代教学，2009年第11期.

[3]郭莉莉.高中化学实验绿色化的探究[J].大庆社会科学，2009年06期.

水作反应介质的绿色化学技术 第7篇

其中, 水无毒且是地球上最丰富的自然资源, 通常被视为一种良性溶剂。然而, 对所有的化学过程而言没有普遍的最佳溶剂, 选择何种溶剂最终还是要建立在评估其对环境的整体影响的基础之上。化学反应中水的使用对环境影响较小, 因此, 使用水作反应介质发展绿色化学技术显得尤为重要。本文将采用一些实例来分析水作介质的反应技术的特点。

1 水相有机合成反应技术

对于水溶性化合物与非水溶性物质的反应, 传统化学反应中常常使用有机质子溶剂来提高目的产物收率。近年来的研究表明, 很多认为只能在有机溶剂中进行的合成反应在水相中也可以进行, 如环加成反应、有机金属类反应、自由基反应、聚合反应等。

1.1 水相中的环加成 (Diels-Alder) 反应

Diels-Alder反应大多是在有机溶剂中进行的。以水作为溶剂进行的Diels-Alder反应, 虽然很早已有人发现, 但由于水对二烯体的溶解能力差, 以致水相Diels-Alder反应没有引起人们重视。直到1980 年, Breslow[1]等人发现, 在水相中进行的Diels-Alder反应比在有机溶剂中进行时速率大大加快, 水相Diels-Alder反应的研究日趋活跃。典型的实例[2]是1, 3-环戊二烯与丙烯酸在水相发生分子间Diels-Alder反应, 其反应如下:

实验结果表明, 水相中的反应速率要比在异辛烷中反应快740倍, 比在甲醇中反应快58倍。

此外, 在水相中进行的还有路易斯酸催化和胶束催化的Diels-Alder反应。例如, 在路易斯酸催化下, 萘醌与环戊二烯在四氢呋喃和水的混合溶液中进行Diels-Alder反应, 不但有93%的高产率, 而且具有高度的立体选择性[3]。

从以上例子来看, 水相Diels-Alder反应既可以在分子间发生, 也可以在分子内发生;水相Diels-Alder反应相对于有机溶剂中的反应不但速率快, 而且选择性高;更为重要的是以水来代替有机溶剂是实现绿色化学的重要途径。

1.2 水相中的有机金属类反应

铟[4]试剂是水相有机合成中发展金属类反应试剂的成功实例之一。在已研究的可进行水相反应的有机金属试剂中, 铟试剂因其反应不需要活化, 反应条件温和, 选择性强, 副产物少而显示了其独特的优势。

胡丽化[5]报道了在铟促进下醛与合成的2-苯基-4-溴-2-丁烯在水相中经烯丙基化反应合成一系列的支链高烯丙基醇, 产率较高, 反应条件温和。Ranu[6]等人研究了铟在乙醇-氯化铵溶液中对高活性共轭烯烃中碳-碳双键的还原, 比如α, α-二氰基烯烃, β-芳基烯酮、烯酮酯中的碳-碳双键的还原, 反应有较好的效率。Chan[7]等人通过甘露糖与α-溴甲基丙烯酸甲酯的偶联非常简捷地合成了 (+) -KDN (下式) , In催化反应的优点是碳水化合物的多个羟基宫能团在碳—碳键形成步骤无需保护。

金属铟直接与有机试剂在水相中反应具有以下优点: (1) 操作简单, 对环境污染小, 不需要对一些易燃的有机溶剂进行无水处理; (2) 不需对如羟基、羰基等一些基团进行保护, 在合成中使用保护基是为了达到选择性所做的无奈的选择, 因为需要使用化学计量的保护试剂进行保护, 最后还得除去保护基, 不但增加反应步骤, 多消耗能量和原料, 还增加了废物的排放; (3) 水溶性的化合物, 尤其是糖类, 不需进行衍生化即可进行反应。这些特点使得水相有机金属类反应成为了绿色化学的研究热点。

1.3 水相中的自由基反应

由于亚胺的CN双键表现为自由基受体, 因而许多碳-碳键形成的反应都可进行。通常这些反应在有机溶剂中或无水条件下进行。而Miyabe[8]等人的工作表明亚胺衍生物可在水中进行自由基反应, 并由此可将制备α-氨基酸衍生物的反应优化为一锅反应。曹长青[9]等报道了瞬态吸收光谱研究水相中三苯基锡与·OH自由基反应, 研究表明, HNO2在355 nm紫外光照射下产生的·OH自由基和三苯基锡阳离子 (SnPh3+) 反应生成了瞬态粒子SnPh3+OH, 其二级生成速率常数为 (7.9±1.2) ×109 L·mol-1·s-1。

Oshima[10]等研究了以水为介质, 三乙基硼诱导的卤化物对烯烃和炔烃的自由基加成反应, 这一反应还可以在酸或碱的条件下进行。该反应如下:

水相中自由基反应具有反应条件温和, 反应速率快, 产率高, 选择性好, 环境友好的特点, 开发水相自由基反应技术对绿色化学具有重要的意义。

1.4 水相中的聚合

水溶性单体在水介质中的聚合反应是一种新型绿色合成技术, 关于水相中的聚合已越来越引起人们的注意, 最近有相当部分工作将着重点放在水介质中聚合的研究上。

如赵亚奇[11]等阐述了无机引发剂引发丙烯腈水相沉淀聚合的反应机理。研究表明, 水相沉淀聚合具有下列优点: (1) 通常采用水溶性氧化-还原引发体系, 引发剂的分解活化能较低, 聚合可在30～55 ℃之间甚至更低的温度下进行, 所得产物色泽较白; (2) 反应热容易控制, 得到的产品分子量分布较窄; (3) 聚合速度较快, 聚合转化率较高。白玮[12]报道了有氧条件下N-异丙基丙烯酰胺的室温水相可逆加成-断裂-链转移自由基聚合 (RAFT聚合) , 研究结果表明, 聚合反应呈现活性特征, 而且在室温和有氧条件下能以较快的反应速度进行。

2 水相中的生物催化反应技术

近年来生物技术领域的突破性进展, 使得生物催化在化工生产中的作用日趋重要。由于大部分生物酶促反应过程发生在水介质中, 将酶促反应和化学反应在水相中结合起来是切实可行的[13]。因为水是生物催化过程的良好溶剂, 许多生物催化技术大都采用水-有机溶剂双相系统作为反应介质。

刘铭[14]等对微生物法生产丙烯酰胺的生物催化剂-腈水合酶的研究进展进行了报道, 微生物法催化生产丙烯酰胺是石油化工骨干产品利用酶催化技术成功的第一个范例, 具有划时代的意义。丙烯酰胺是以丙烯腈为原料水合而成的, 从20世纪50年代至今, 丙烯酰胺的生产工艺先后经历了硫酸水合、铜系催化的化学水合及微生物腈水合酶生物转化三代技术。丙烯腈的微生物反应如下, 反应终产物为丙烯酸:

从微生物对腈的分解情况来看, 有2种酶可催化腈, 一类是腈水解酶, 一类是腈水合酶, 而微生物法生产丙烯酰胺的关键是制备腈水合酶。

与传统的化学法相比, 微生物法的生产工艺简单得多, 丙烯腈的转化率接近100%, 省去了丙烯腈的回收工段和分离工段;而且利用酶催化反应在常温、常压下进行, 降低了能耗、提高了生产安全性;产品纯度高, 对环境污染小, 从而实现了清洁化生产。

此外, 生物催化技术在医药合成上的利用更为显著。因为医药合成对产品纯度要求极高, 一般的化学合成很难达到要求。即使有达到其纯度要求的化学合成方法, 其产率也非常低, 这种生产方式不但生产成本高, 而且对厂家和生态环境都造成了极大的负担。

另一个突出的例子[15]是青霉素酰化酶在β-内酰胺类抗生素生产中的应用。β-内酰胺类抗生素主要由6-氨基青霉烷酸 (6-APA) 或者氨基去乙酰基头孢霉烷酸 (7-ADCA) 衍生合成。传统生产工艺中, 这2个中间体一直由青霉素G通过化学脱酰基法制备, 青霉素G的羧基首先需硅烷化来进行保护, 随后进行选择性脱酸, 最后除去保护基团。该方法需要化学计量的硅烷化试剂、氯化磷、N, N-二甲基苯胺和大量的二氯甲烷, 而且反应要在-40 ℃中进行。

相比之下, 青霉素G酰化酶催化的脱酰基反应在室温水溶液中进行, 无需引入保护和去保护步骤。而且, 通过反应工程的研究和酶固定化, 青霉素G酰化酶催化6-APA与氨基酯或氨基酰胺进行酰化反应可合成众多的半合成β-内酰胺类抗生素, 如青霉素、阿莫西林、头孢克洛、头孢氨苄和头孢羟氨等。反应式如下:

很明显, 与传统工艺相比较, 水相酶催化法具有工艺操作简单, 合成步骤少, 反应条件温和, 产物收率好、纯度高, 副产物少, 环境友好的特点, 是水相绿色化学生产技术成功应用的典范。

3 水相反应的催化剂回收和产品分离技术

迅速发展的水相催化技术, 可以简化催化剂的回收利用和产品的分离。而水相催化技术的关键是开发利用水溶性催化剂。最理想的反应情况是, 合成的产品应该是没有或很少是水溶性的, 这样待反应完成后, 通过简单的相分离就可以分离出产物和回收有毒的通常也是昂贵的催化剂。

其中比较成功的水相催化技术是催化氢化反应。1975年, Joo[16]等首次报道了在水溶液中成功使用具有水溶性膦配体的催化剂的催化氢化反应。从此, CC不饱和键和碳氧双键这2个可加氢的键在水溶液中得到了广泛的研究。Benyei[17]等的研究表明, 使用RuCl2 (TPPMS) 2和甲酸钠为供氢体, 各种芳香醛和α, β-不饱和醛在水溶液中可转化为相应的饱和醇。此后, 许多良好的催化氢化反应技术被逐渐研发出来。孙昱[18]等研究了水溶性纳米镍催化氢化氯代硝基苯制备氯代苯胺, 结果表明, 水溶性纳米镍催化剂具有高活性和高选择性, 反应产物通过简单的相分离便可分出。

李和兴[19]等详细介绍了均相催化剂、相转移催化剂和非均相催化剂应用于水介质中有机合成反应的研究进展, 其中最突出的研究成果“温控相转移催化”的基本原理是:反应前催化剂在水中具有良好的溶解度, 因此和有机底物处于不相溶的两相中;反应时, 由于反应温度高于配体的浊点温度, 催化剂从水相转移入有机相和有机底物反应;反应结束后, 温度降至浊点以下时, 催化剂恢复水溶性, 从有机相返回水相, 从而使留在水相中的催化剂可通过简单的相分离分出, 达到催化回收的目的。

回收利用催化剂, 尤其是如银、金、铂、铱、铑等贵金属催化剂, 不仅节约了成本, 还减少了含重金属的废水的排放, 对环境危害小, 有利于实现绿色化生产。

4 水相中电化学、太阳能化学的结合

在水作介质的化学反应中, 结合电化学、太阳能化学技术, 可以为化学反应开发利用新能源提供条件。

利用电化学技术的著名例子是丙烯腈电解二聚法生产己二腈[20], 该生产工艺于20世纪60年代由孟山都公司率先开发成功, 逐步从隔膜式电解法发展到无隔膜式电解法。电化学法生产己二腈的反应如下:

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丙烯腈电解二聚法生产己二腈, 原料来源较广泛, 无隔膜电解法具有能耗低、收率高、产品质量好等特点, 是当前世界上广泛应用的一种工艺技术。

在化学反应过程中利用太阳能是另一种清洁反应技术。人类对于再生性能源的需求在石化原料日渐耗尽的同时越来越受到重视, 太阳能利用是个源源不断的绝佳能源替代方案。于瑞莲[21]等在阳光照射下, 研究水中2, 6-二硝基甲苯和间硝基氯苯的光化学反应, 结果表明, 2, 6-二硝基甲苯和间硝基氯苯在水中的分解反应可以进行。王雪松[22]等研究了水溶液中双环[2, 2, 1] -2, 5-庚二烯-2, 3-二羧酸在吖啶黄 (AY) 和吖啶橙 (AO) 的敏化作用下的光诱导价键异构化反应。该反应使得制备二烯衍生物和太阳能转换与存贮成为可能。

水相中电化学和太阳能化学技术的开发和利用将使得传统化学反应可以利用新的替代能源, 同时也为新能源的开发提供了新的途径。

5 结语

当今世界人口的急剧增长和化工污染对地球生态环境的压力已经达到相当紧张的程度, 因此未来化工生产必将以绿色化学的十二原则为指导。而作为绿色化学的一个重要分支, 为化工生产开发以水为介质的化学反应技术已成为了广大化学工作者的研究热点。水相有机合成技术、生物催化技术、催化剂回收和产品分离技术、电化学和太阳能化学技术的不断发展, 为人类开发水作反应介质的化工生产技术提供了条件。但是这些技术在生产应用中依然面临着如催化剂回收和产品分离等新的问题, 如何解决这些问题, 这就需要我们在理论和实践中进行更深入的研究。水作介质的反应技术的发展, 必然会推动经济的发展和人类社会的进步。

摘要：综述了水相中的各种有机合成反应技术、生物催化反应技术、催化剂的回收和产品分离技术以及水相反应中电化学和太阳能化学技术, 并对水作反应介质的绿色化学技术在化工中的应用和发展进行了展望。

水作反应介质的绿色化学技术 第8篇

目前在化工或其他相关工业的生产过程中,溶剂的使用是重要的组成部分。尤其是在传统化学反应中使用了大量有机溶剂如苯、氯代烷烃、醇、酮等,对环境造成了严重的污染。为此迫切需要为生产过程开发可供选择的绿色溶剂,这成了新兴的绿色化学的一个重要的研究领域。近年来,随着绿色化学的深入研究,在化学反应过程中,更加清洁和相对温和的反应技术被开发出来。其中开发使用绿色溶剂的反应技术占了很大比例,包括采用水、超临界二氧化碳、离子液体等绿色溶剂的反应技术。

其中,水无毒且是地球上最丰富的自然资源,通常被视为一种良性溶剂。然而,对所有的化学过程而言没有普遍的最佳溶剂,选择何种溶剂最终还是要建立在评估其对环境的整体影响的基础之上。化学反应中水的使用对环境影响较小,因此,使用水作反应介质发展绿色化学技术显得尤为重要。本文将采用一些实例来分析水作介质的反应技术的特点。

1 水相有机合成反应技术

对于水溶性化合物与非水溶性物质的反应,传统化学反应中常常使用有机质子溶剂来提高目的产物收率。近年来的研究表明,很多认为只能在有机溶剂中进行的合成反应在水相中也可以进行,如环加成反应、有机金属类反应、自由基反应、聚合反应等。

1.1 水相中的环加成(Diels-Alder)反应

Diels-Alder反应大多是在有机溶剂中进行的。以水作为溶剂进行的Diels-Alder反应,虽然很早已有人发现,但由于水对二烯体的溶解能力差,以致水相Diels-Alder反应没有引起人们重视。直到1980年,Breslow[1]等人发现:在水相中进行的Diels-Alder反应比在有机溶剂中进行时速率大大加快,水相Diels-Alder反应的研究日趋活跃。典型的实例[2]是1,3-环戊二烯与丙烯酸在水相发生分子间Diels-Alder反应,其反应如下:

实验结果表明:水相中的反应速率要比在异辛烷中反应快740倍;要比在甲醇中反应快58倍。

此外,在水相中进行的还有路易斯酸催化和胶束催化的Diels-Alder反应。例如,在路易斯酸催化下,萘醌与环戊二烯在四氢呋喃和水的混合溶液中进行Diels-Alder反应,不但有93%的高产率,而且具有高度的立体选择性[3]。

从以上例子来看,水相Diels-Alder反应既可以在分子间发生,也可以在分子内发生;水相Diels-Alder反应相对于有机溶剂中的反应不但速率快,而且选择性高;更为重要的是以水来代替有机溶剂是实现绿色化学的重要途径。

1.2 水相中的有机金属类反应

铟[4]试剂是水相有机合成中发展金属类反应的成功实例之一。在已研究的可进行水相反应的有机金属试剂中,铟试剂因其反应不需要活化,反应条件温和,选择性强,副产物少而显示了其独特的优势。

胡丽化[5]报道了通过铟促进下醛与合成的2-苯基-4-溴-2-丁烯在水相中经烯丙基化反应合成一系列的支链高烯丙基醇,产率较高,反应条件温和。Ranu[6]等人研究了铟在乙醇-氯化铵溶液中对高活性共轭烯烃中碳-碳双键的还原,比如α,α-二氰基烯烃,β-芳基烯酮、烯酮酯中的碳-碳双键的还原,反应有较好的效率。Chan[7]等人通过甘露糖与α-溴甲基丙烯酸甲酯的偶联非常简捷地合成了(+)-KDN(下式),In催化反应的优点是碳水化合物的多个羟基宫能团在碳—碳键形成步骤无需保护。

金属铟直接与有机试剂在水相中反应具有以下优点:(1)操作简单,对环境污染小,不需要对一些易燃的有机溶剂进行无水处理;(2)不需对如羟基、羰基等一些基团进行保护,在合成中使用保护基是为了达到选择性所做的无奈的选择,因为需要使用化学计量的保护试剂进行保护,最后还得除去保护基,不但增加反应步骤,多消耗能量和原料,还增加了废物的排放;(3)水溶性的化合物,尤其是糖类,不需进行衍生化即可进行反应。这些特点使得水相有机金属类反应成为了绿色化学的研究热点。

1.3 水相中的自由基反应

由于亚胺的C=N双键表现为自由基受体,因而许多碳—碳键形成的反应都可进行。通常这些反应在有机溶剂中或无水条件下进行。而Miyabe[8]等人的工作表明亚胺衍生物可在水中进行自由基反应,并由此可将制备α—氨基酸衍生物的反应优化为一锅反应。曹长青[9]等报道了瞬态吸收光谱研究水相中三苯基锡与·OH自由基反应,研究表明,HNO2在355nm紫外光照射下产生的·OH自由基和三苯基锡阳离子(SnPh3+)反应生成了瞬态粒子SnPh3+-OH,其二级生成速率常数为(7.9±1.2)×109L·mol-1·s-1。

Oshima[10]等研究了以水为介质,三乙基硼诱导的卤化物对烯烃和炔烃的自由基加成反应,这一反应还可以在酸或碱的条件下进行。该反应如下:

水相中自由基反应具有反应条件温和,反应速率快,产率高,选择性好,环境友好的特点,开发水相自由基反应技术对绿色化学具有重要的意义。

1.4 水相中的聚合

水溶性单体在水介质中的聚合反应是一种新型绿色合成技术,关于水相中的聚合已越来越引起人们的注意,最近有相当部分工作将着重点放在水介质中聚合的研究上。

如赵亚奇[11]等阐述了无机引发剂引发丙烯腈水相沉淀聚合的反应机理。研究表明:水相沉淀聚合具有下列优点:(1)通常采用水溶性氧化-还原引发体系,引发剂的分解活化能较低,聚合可在30-55℃之间甚至更低的温度下进行,所得产物色泽较白;(2)反应热容易控制,得到的产品分子量分布较窄;(3)聚合速度较快,聚合转化率较高。白玮[12]报道了有氧条件下N-异丙基丙烯酰胺的室温水相可逆加成-断裂-链转移自由基聚合(RAFT聚合),研究结果表明:聚合反应呈现活性特征,而且在室温和有氧条件下能以较快的反应速度进行。

2 水相中的生物催化反应技术

近年来生物技术领域的突破性进展,使得生物催化在化工生产中的作用日趋重要。由于大部分生物酶促反应过程发生在水介质中,将酶促反应和化学反应在水相中结合起来是切实可行的[13]。因为水是生物催化过程的良好溶剂,许多生物催化技术大都采用水-有机溶剂双相系统作为反应介质。

刘铭[14]等对微生物法生产丙烯酰胺的生物催化剂-腈水合酶的研究进展进行了报道,微生物法催化生产丙烯酰胺是石油化工骨干产品利用酶催化技术成功的第一范例,具有划时代的意义。丙烯酰胺是以丙烯腈为原料水合而成的,从20世纪50年代至今,丙烯酰胺的生产工艺先后经历了硫酸水合、铜系催化的化学水合及微生物腈水合酶生物转化三代技术。丙烯腈的微生物反应如下,反应终产物为丙烯酸:

从微生物对腈的分解情况来看,有两种酶可催化腈,一类是腈水解酶,一类是腈水合酶,而微生物法生产丙烯酰胺的关键是制备腈水合酶。

与传统的化学法相比,微生物法的生产工艺简单得多,丙烯腈的转化率接近100%,省去了丙烯腈的回收工段和分离工段;而且利用酶催化反应在常温、常压下进行,降低了能耗、提高了生产安全性;产品纯度高,对环境污染小,从而实现了清洁化生产。

此外,生物催化技术在医药合成上的利用更为显著。因为医药合成对产品纯度要求极高,一般的化学合成很难达到要求。即使有达到其纯度要求的化学合成方法,其产率也非常低,这种生产方式不但生产成本高,而且对厂家和生态环境都造成了极大的负担。

另一个突出的例子[15]是青霉素酰化酶在β-内酰胺类抗生素生产中的应用。β-内酰胺类抗生素主要由6-氨基青霉烷酸(6-APA)或者氨基去乙酰基头孢霉烷酸(7-ADCA)衍生合成。传统生产工艺中,这两个中间体一直由青霉素G通过化学脱酰基法制备,青霉素G的羧基首先需硅烷化来进行保护,随后进行选择性脱酸,最后除去保护基团。该方法需要化学计量的硅烷化试剂,氯化磷,N,N-二甲基苯胺和大量的二氯甲烷,而且反应要在-40℃中进行。

相比之下,青霉素G酰化酶催化的脱酰基反应在室温水溶液中进行,无需引入保护和去保护步骤。而且,通过反应工程的研究和酶固定化,青霉素G酰化酶催化6-APA与氨基酯或氨基酰胺进行酰化反应可合成众多的半合成β-内酰胺类抗生素,如青霉素,阿莫西林,头孢克洛,头孢氨苄和头孢羟氨等。反应式如下:

很明显,与传统工艺相比较,水相酶催化法具有工艺操作简单,合成步骤少,反应条件温和,产物收率好、纯度高,副产物少,环境友好的特点,是水相绿色化学生产技术成功应用的典范。

3 水相反应的催化剂回收和产品分离技术

迅速发展的水相催化技术,可以简化催化剂的回收利用和产品的分离。而水相催化技术的关键是开发利用水溶性催化剂。最理想的反应情况是,合成的产品应该是没有或很少是水溶性的,这样待反应完成后,通过简单的相分离就可以分离出产物和回收有毒的通常也是昂贵的催化剂。

其中比较成功的水相催化技术是催化氢化反应。1975年,Joo[16]等首次报道了在水溶液中成功使用具有水溶性膦配体的催化剂的催化氢化反应。从此,C-C不饱和键和碳氧双键这两个可加氢的键在水溶液中得到了广泛的研究。Benyei[17]等的研究表明,使用RuCl2(TPPMS)2和甲酸钠为供氢体,各种芳香醛和α,β-不饱和醛在水溶液中可转化为相应的饱和醇。此后,许多良好的催化氢化反应技术被逐渐研发出来。孙昱[18]等研究了水溶性纳米镍催化氢化氯代硝基苯制备氯代苯胺,结果表明,水溶性纳米镍催化剂具有高活性和高选择性,反应产物通过简单的相分离便可分出。

李和兴[19]等详细介绍了均相催化剂、相转移催化剂和非均相催化剂应用于水介质中有机合成反应的研究进展,其中最突出的研究成果是“温控相转移催化”的基本原理:反应前催化剂在水中具有良好的溶解度,因此和有机底物处于不相溶的两相中;反应时,由于反应温度高于配体的浊点温度,催化剂从水相转移入有机相和有机底物反应;反应结束后,温度降至浊点以下时,催化剂恢复水溶性,从有机相返回水相,从而使留在水相中的催化剂可通过简单的相分离分出,达到催化回收的目的。

回收利用催化剂,尤其是如银,金,铂,铱,铑等贵金属催化剂不仅节约了成本,还减少了含重金属的废水的排放,对环境危害小,有利于实现绿色化生产。

4 水相中电化学、太阳能化学的结合

在水作介质的化学反应中,结合电化学、太阳能化学技术,可以为化学反应开发利用新能源提供条件。

利用电化学技术的著名例子是丙烯腈电解二聚法生产己二腈[20],该生产工艺于20世纪60年代由孟山都公司率先开发成功,逐步从隔膜式电解法发展到无隔膜式电解法。电化学法生产己二腈的反应如下:

丙烯腈电解二聚法生产己二腈,原料来源较广泛,无隔膜电解法具有能耗低、收率高、产品质量好等特点,是当前世界上广泛应用的一种工艺技术。

在化学反应过程中利用太阳能是另一种清洁反应技术。人类对于再生性能源的需求在石化原料日渐耗尽的同时越来越受到重视,太阳能利用是个源源不断的绝佳能源替代方案。于瑞莲[21]等在阳光照射下,研究水中2,6-二硝基甲苯和间硝基氯苯的光化学反应,结果表明,2,6–二硝基甲苯和间硝基氯苯在水中的分解反应可以进行。王雪松[22]等研究了水溶液中双环[2,2,1]-2,5-庚二烯-2,3-二羧酸在吖啶黄(AY)和吖啶橙(AO)的敏化作用下的光诱导价键异构化反应。该反应使得制备二烯衍生物和太阳能转换与存贮成为可能。

水相中电化学和太阳能化学技术的开发和利用将使得传统化学反应可以利用新的替代能源,同时也为新能源的开发提供了新的途径。

5 结语

当今世界人口的急剧增长和化工污染对地球生态环境的压力已经达到相当紧张的程度,因此未来化工生产必将以绿色化学的十二原则为指导。而作为绿色化学的一个重要分支,为化工生产开发以水为介质的化学反应技术已成为了广大化学工作者的研究热点。水相有机合成技术、生物催化技术、催化剂回收和产品分离技术、电化学和太阳能化学技术的不断发展,为人类开发水作反应介质的化工生产技术提供了条件。但是这些技术在生产应用中依然面临着如催化剂回收和产品分离等新的问题,如何解决这些问题,这就需要我们在理论和实践中进行更深入的研究。水作介质的反应技术的发展,必然会推动经济的发展和人类社会的进步。

摘要：本文综述了水相中的各种有机合成反应技术、生物催化反应技术、催化剂的回收和产品分离技术以及水相反应中电化学和太阳能化学技术,并对水作反应介质的绿色化学技术在化工中的应用和发展进行了展望。

绿色化学环保技术 第9篇

1 绿色化学灌浆技术实施成果和主要化学浆材环境友好水平分析

1.1 绿色化学灌浆技术要点

在《绿色化学灌浆技术研究》一文中, 蒋硕忠先生提出了绿色化学灌浆的五点含义和六个方面的要求, 主要包括浆液无公害、施工无污染、浆液完全固化、固化物耐久性好、对环境友好、提升职业道德等[1]。

绿色化学灌浆的实施应尊重如下四项基本原则:

第一, 能用水泥浆材解决工程防渗加固问题的绝不使用化学灌浆材料;

第二, 在满足工程防水和基础加固设计基本要求的前提下, 选用化学灌浆材料应首选无公害的水玻璃浆材;

第三, 选用其他化学灌浆材料应选用无公害产品, 并注意不要任意扩大应用范围及用量;

第四, 对含致癌有毒化合物的化学灌浆材料建议不用, 若要使用应慎用, 并尽快研究寻找替代用品。

1.2 绿色化学灌浆技术的影响

自绿色化学灌浆技术概念提出10年以来, 原有的大溶剂、高挥发、低成本材料设计理念被打破, 新型材料通过采用预聚、拮抗剂、新型固化体系, 减少或不使用高挥发溶剂等措施, 材料的技术指标、耐久性和环保性能均得到大幅提升, 使这一阶段成为化学灌浆史上发展最快、成果最丰硕的时期。

1.3 化学灌浆材料环境友好水平分析

从材料本身角度看, 四大类化学灌浆材料的环保性能大致呈现出如下特点:

1) 水玻璃和硅溶胶

水玻璃是公认的环保性较好化学浆材, 但它的某些成分也还是值得注意的。特别是耐久性较好的酸性水玻璃, 其中的硫酸兼具高腐蚀和易致毒特征, 对环境也有较大影响。新型硅溶胶材料则较好地解决了这个难题, 环境友好水平有了进一步提升。

2) 丙烯酸盐

通过采用丙烯酸镁-丙烯酸钙拮抗体系以及去掉甲撑双丙烯酰胺后, 丙烯酸盐浆液已可做到低毒至实际无毒。但从单一成分上分析, 它还做不到环境友好。

3) 聚氨酯

国内某些聚氨酯灌浆产品溶剂含量过高、耐久性较差、环保性不好, 对聚氨酯材料声誉造成了不好的影响, 目前仍未恢复。从国际上看, 聚氨酯已可做到实际无毒, 但受其固化机理影响, 不能保证每种成分都是环境友好。

4) 环氧

目前, 国内主要环氧浆材均已做到实际无毒级别, 但还不能保证每种成分都无毒无害。即使是环保性能较好的De neef公司的DENEPOX 40, 其A液中的双酚A、双酚F, B液组分中的异佛尔酮二胺、DMP30等均为低毒材料, 并非完全绿色环保。

由上可见, 如果单纯从材料角度分析, 水玻璃类, 特别是其升级版硅溶胶的环保性能最为优异, 如果固化剂也采用环保系列, 则可认为它是环境友好的绿色化学灌浆材料。丙烯酸盐、聚氨酯和环氧浆材可能含有少量低毒成分, 但均可做到实际无毒级别, 在运用得当的情况下对环境的影响处于可控状态。

2 化学灌浆的环保目标

从系统的角度看, 化学灌浆的环保目标应以灌前和灌后的地下水环境状况变化为依据进行评估, 以“局部加固、严控扩散, 全程环保、水质不变”为基本原则, 包括以下几个方面:

第一, 局部加固:受灌部位的防渗堵漏或补强加固达到设计指标, 保证在设计年限内的工程整体的安全、稳定运行, 不要过分提高标准;

第二, 严控扩散:受灌部位以外, 浆液的扩散和影响范围应当适度, 使受灌区域外围地下水仍有一定的自由流动空间, 原有地下水的径流状态尽量保持, 尤其要注意的是不能彻底封死, 否则可能会产生意料不到的负面后果和问题, 且很难挽回;

第三, 全程环保:设计和施工中应将环保因素纳入其中, 采用环保性好的浆材, 使用密闭性设备, 以控制性灌浆工艺进行灌注, 保证全程环保;

第四, 水质不变:灌浆结束后及运行期间, 地下水的水质不因化学灌浆原因发生明显改变。

3 化学灌浆环保体系的两个要点

为达成上述目标, 应当从系统化的角度看待化学灌浆, 并建立化学灌浆环保体系。

简单来说, 化学灌浆环保体系可以归结为一句话:“用尽可能少的环保浆材解决工程问题”。要点有两个, 一是少灌浆, 即进行控制性灌浆, 二是灌好浆, 即采用环保型材料, 用环保型工艺进行灌注。

众所周知, 与水泥基灌浆材料相比, 化学灌浆材料的环保性能具有内在缺陷, 且因化学工业技术发展水平的制约, 在可预见的将来难以彻底解决, 因此, 如何在保证工程效果的前提下进行控制性灌浆, 尽量减少浆材用量, 控制扩散范围, 减少对受灌区外地下水渗流场的影响, 是更为迫切和现实的问题。

4 化学灌浆环保体系的要素之一:控制性灌浆

化学灌浆材料是真溶液, 但其灌注过程仍然是可控的。实际上, 提高化学灌浆的可控性, 减少浆材用量, 兼具“技术可靠、经济可行、进度可控、环境可保”四个方面的特征, 是化学灌浆行业发展的不二选择。

作为典型的渗透性灌浆, 化学灌浆可以用裂隙群的梯次均化和填充理论来获得简要解释。概括地说, 浆液首先填充较大裂隙, 当其填充到与中等裂隙相当时, 整个受灌体已均化为中等裂隙而不存在大裂隙, 因此中等裂隙开始充填, 一直到小裂隙和微细裂隙。因此, 从环保的角度看, 大裂隙尽管条数很少, 但其很容易发生流窜过远问题, 需要重点防范。为此, 可以采取如下的两次封闭措施:

1) 外围封闭, 提前均化

对于地基与基础处理工程而言, 外围封闭指的就是水泥灌浆所形成的帷幕。它的标准一般是3 Lu。该帷幕的作用有两个, 一是在化学灌浆前已经进行了均化, 大中小裂隙基本消失, 整个受灌体处于均化后的微细裂隙状态, 利于化学浆液的均匀填充和固化;第二, 当帷幕透水率达到3 Lu以下时, 受灌地层中的地下水的流速已经很小, 极大地降低了浆液随地下水流远窜的可能性, 可以从根本上提高工程的环保效益。因此, 必须做好水泥灌浆。如果必要, 可以考虑采取磨细水泥甚至快凝型化学浆形成加强型封闭。

长江科学院在向家坝水电站右岸二期基坑257平台挠曲核部破碎带水泥化学灌浆试验中, 采取了湿磨细水泥-改性环氧复合灌浆的措施, 以加强外围封闭[2]。灌后检查结果表明, 环氧浆材对微细裂隙结构风化疏松V类岩体充填和浸润效果较好, 不良地质体灌后透水率、疲劳压水指标均满足设计要求, 声波值改善明显, 总体效果较好。同时, 极少数孔段化学灌浆材料单耗偏大, 而灌后整体取芯率较低, 碎屑中可以闻到浆液的味道, 但没有固结, 分析认为关键在于试区较小, 外围封闭效果较差所致。由此可见, 加强外围封闭, 对灌浆质量和保护环境都有决定性意义。

对于混凝土结构裂缝等结构性缺陷而言, 问题要复杂一些。一旦发生内部渗水, 就说明结构内外的地下水已经贯通。此时, 应首先考虑在结构外侧灌注水泥浆或其他快凝型化学浆进行外围封闭, 而后再进行二次灌浆以修复结构, 既保证工程质量, 又利于环保效果。

2) 突变体系, 二次封闭

工程实践表明, 水泥灌浆帷幕和裂缝外围封闭并不能完全杜绝浆液远窜, 此时, 采用突变性化学浆液, 可以保证浆液在一定范围内扩散, 而后就地胶凝, 形成第二道封闭, 提高了灌浆效果。

从材料上看, 水玻璃 (硅溶胶) 、聚氨酯、丙烯酸盐均具有较强突变性, 笔者发明的高渗透突变型环氧浆也在工程中得以应用, 在相当程度上缓解了环氧浆远窜的老大难问题, 以较小的注入量取得了良好效果[3]。5化学灌浆环保体系要素之二:环保型浆材和环保型工艺

5.1 环保型浆材的基本要求和措施

从总体角度看, 环保型浆材至少应当满足以下四个方面的要求:

1) 完全固化

在工程实际环境中能够完全固化, 将游离单体或浆液组分单独流失污染减至最低或完全消除。

日本福冈污染事件的原因正是没有完全固化, 导致单体污染。因此, 应注意灌浆过程中材料的扩散机制, 特别是在地下水环境下的扩散机制, 分析材料发生离析的原因, 在什么样的边界条件下不再凝固而变成单体状态, 发生污染。为此, 应根据水质、水温、流速等的变化, 对不同地下水环境下化学灌浆材料的固化过程进行分析研讨, 获得一手资料, 而后再分析决定。在此基础上, 制定相关措施, 并做到以下几点:

第一, 进行外围封闭和突变所形成的二次封闭, 降低地下水流速, 使其基本保持在静止状态;

第二, 进行现场材料和工艺试验, 提前调整浆液配比, 减少稀释剂等有机小分子的含量, 使浆液对地下水的稀释有一定的耐受力;

第三, 针对试验中出现的问题, 有针对性地做好预案。

2) 固化物耐久性

主要要求是固化物在工程运行期间不挥发、不分解, 稳定性好、耐久性好;主要做法是减少不参与反应的小分子溶剂含量。

3) 材料的毒性和可挥发有机物含量

材料至少应达到实际无毒水平, 即LD50值5 000 mg/kg以上;材料的可挥发有机物含量即VOC值应降至安全水平。所谓安全水平, 系指材料中的小分子溶剂和主剂的含量较小, 浆液的燃点和闪点较高, 挥发量很小, 不对施工人员的健康造成危害。

5.2 环保型工艺的基本要求

环保型灌浆工艺主要包括全系统密闭和废弃物无害化处理两个方面。

全系统密闭, 是指在化学灌浆实施过程中尽可能地把浆液控制在一个密闭的系统内, 减少挥发和渗漏, 以保证人员安全, 减少施工过程对环境的影响。它包括两个方面, 一是从制浆到灌浆的设备和管路系统进行封闭, 二是对可能漏浆部位提前加强或及时处理, 避免浆液进入水体中。

废弃物无害化处理是指灌浆过程中因清洗、暴聚、漏浆等原因产生的废液或废渣应及时集中收集, 并使其固化或采取其他无害化处理措施, 避免其进入地下水体中。

6 化学灌浆环保体系的运行机制

化学灌浆环保体系有赖于相关各方的共同努力和协作。当前比较突出的问题是业主、设计对化学灌浆了解较少, 信任度较低, 在环保方面尤其如此。笔者认为最重要的是有问题不能掖着藏着, 实际问题和控制措施要告诉业主和设计, 明明白白实施, 以扎扎实实的成果说话, 只有这样, 才能树立行业整体形象。

7 小结

1) 自绿色化学灌浆技术提出以来, 化学浆材的环保性能大幅提升, 主要化学浆材均可达到实际无毒级 (LD50>5 000 mg/kg) , 但部分单体或成分仍属低毒级, 部分材料的可挥发有机物含量偏高, 对质量和环保都造成了负面影响。因此, 在绿色化学灌浆的基础上, 构建化学灌浆环保体系具有重要意义。

2) 化学灌浆环保体系构建应遵循“局部加固、严控扩散, 全程环保、水质不变”的总体目标, 力争用尽可能少的环保浆材和工艺解决工程问题。

3) 化学灌浆环保体系由两个要素构成, 一是控制性灌浆, 二是环保型浆材和环保型工艺。外围封闭和突变型浆液的运用是控制性灌浆的核心要素, 能完全固化、固化物耐久性好、可挥发有机物含量低是环保型浆材的三个基本要求, 全系统密闭和废弃物无害化处理是环保型灌浆工艺的两个要点。

4) 化学灌浆环保体系有赖于相关各方的共同努力和协作。应当把化学灌浆在性能和环保方面的局限性和可能出现的问题如实告知业主和设计, 建立信任, 促进行业整体进步。

参考文献

[1]蒋硕忠.绿色化学灌浆技术研究[C]//绿色灌浆技术.武汉:长江出版社, 2006.

[2]魏涛.向家坝水电站挠曲核部破碎带水泥化学复合灌浆试验成果研究剖析[C]//复杂地基化学灌浆技术.北京:中国电力出版社, 2012.

绿色化学环保技术 第10篇

加快推进有机化学实验“绿色化”教学改革成为解决此问题的根本途径,即提倡“绿色化学”教育。绿色化学是当今国际上化学学科研究的前沿。绿色化学是用化学的技术和方法,从源头上减少或消灭那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂和试剂、产物、副产物的科学。如何有效地减少有机化学实验过程中产生的污染,培养绿色化意识是高校有机化学实验教学改革的重点[1]。对于我们有机化学实验教学来说,提高环保意识,我们认为可以从四个方面来考虑。

1 推广微型化学实验

按照“绿色化学”所倡导的“减少试剂用量”的原则,微型实验所需试剂用量最少,污染最小,理应被推广,而微型实验从1985年在美国被Butcher等人首次设计提出,已经历了较长的发展期[2]。与常量反应相比,小量-半微量(试剂量一般为常规实验的1/10~1/1000)实验具有节省原料,减少环境污染等优点。同时,由于微型实验仪器相对较小,对学生进行规范操作提出了更高更严的要求, 教师必须精心指导,学生必须认真细致的操作,从而教学质量得以提高,学生的良好的工作作风和实验操作能力得到培养。对有机化学实验而言,如果在减少药品用量的同时,对实验结果及实验现象的观察又不会造成大的影响,也不失为减少实验污染的有效途径。其优点在于可以大大节省实验药品用量,降低实验教学中试剂的损耗(一般节约开支90% ), 从而有效地减少对环境的污染。当然除了上述显著优点外,研究表明,微型实验还兼有缩短反应时间、节省实验空间、提高学生动手能力的优越之处。在身受其益的同时,学生的环保意识、实验积极性、好奇心和创造性得培养和提高。?微型化学实验的研究和推广工作受到广泛关注并得以快速发展,根本原因是它适应了时代发展旋律,符合“绿色化学”和“教育创新”的理念,体现了一种“小、快、省”的实验特点以及“人与自然协调发展”、以人为本的精神。

2 采用相对“绿色”的合成方法,尽量从源头上消除污染

当我们谈到污染,污染给人类带来多少疾病,多大经济损失的时候,实际上还是把人放在与自然相对立的位置上,是在以人为中心的基点上来处理人与自然的关系。只有在以绿色意识为核心谈环保意识的时候,才会有正确持续的作用。绿色化学的目标是不使用有毒、有害的物质,不生产废物,不处理废物,最终实现零污染和零排放。它和“末端治理”不同,是一门“从源头上阻止污染”的化学,又称环境无害化学。尽量不用危险品。通过采用绿色的合成新技术,降低或控制了有毒原料的使用,尽量选择无毒无害的溶剂和高选择性低毒的催化剂, 采用新型能源优化了反应条件, 使副产品的产量降至最低,基本实现了“零排放”,也最大限度地体现了“原子经济性”。目前,绿色有机合成方法非常多,如无溶剂、水相、离子液体、超临界流体、微波、超声波等反应方式。作者一直从事绿色有机合成研究,在有机合成实验教学过程中常将这些不同的“绿色合成”方法介绍给学生,挑选一些容易操作的反应来强调这些方式方法的环保性以增强学生的环保意识。特别是乙酰苯胺的合成实验中用水为溶剂重结晶,在水溶剂条件下合成苯基正丁醚等都是非常好的使用 “绿色合成”方法的例子。

3 合理处理三废

切勿将用过的化学试剂随意倾倒至下水池内。我们的实验工作经常会用到甲(乙)醇、丙酮、石油醚、浓硫酸等化学试剂及其它有机物。不仅是本科生,甚至有些研究生会有人随意地将这些用过的试剂倾倒至下水池内。我们应该强调将这些用过的试剂收集在专门分类的封闭容器内,待一定的时期后,统一处理。我们还应提醒学生进行可回收再生材料的归类。常有学生在实验室里,将喝过的饮料瓶、易拉罐、软纸壳等随手丢入垃圾桶。我们该时常提醒学生们应将他们与生活垃圾分开存放,以便以后处理。实验室经常打坏的玻璃仪器的碎片,应该集中起来存放以回收利用。如若我们的大学和研究所的实验室,都能进一步加强这方面的环保意识与管理措施,才不失于学界应有的社会责任感。使产生的废溶剂最好能循环使用、合成得到的产品最好能回收使用,这是我们完全可以做到但是目前还比较欠缺的方面。

4 对于毒性很大的试验,可以采取观看录像的方法

对于污染较严重,毒性较大的实验,如硝化反应、溴化反应,尚无法通过改进而减少污染实现绿色化的,但可通过录像、多媒体等形式将实验过程展示在屏幕上[3]。目前,互联网上模拟性质实验及性质实验演示录像等资源较多,对其加以合理利用将能有效地减少污染。教学录像中演示人员操作规范,实验原理讲解清晰,实验现象明显,学生在观看时既能学习规范操作,深入了解实验原理,又能加深对性质实验的认识。我们对多媒体教室实行开放式管理,学生还可在课余时间进行学习,查看更多的实验教学资源,选择经典且污染较小的性质实验,以性质鉴别的形式由学生完成,既提高了教学要求,也锻炼了学生的思维能力。将多媒体辅助教学贯穿到实验教学中既减少了以往性质实验带来的环境污染,也激发了学生的学习兴趣。我们课题组拟准备开发本课程的多媒体课件,完成后上传校园网络,除用于课堂上的辅助教学外,还方便了学生课外的预习及复习,培养了他们自主学习的能力,并通过互联网进行讨论式学习。

5 结 论

倘若按照上述四个方面教学模式进行有机化学实验的改革,可在顺利完成教学大纲规定的教学要求,而且能使学生普遍成为具有正确的学习态度、良好的实验习惯、扎实的实验技能、实事求是的科学态度和树立环保意识,较好地完成实验教学任务,从而收到良好的教学效果[4]。学生在积极提高学生实验技能的同时,更应该树立较强的环保意识。我们将翘首以待有机化学实验教学“绿色化”的教改模式。

参考文献

[1]李瑞珍,郭英.探讨有机化学实验改革、倡导实施绿色化学教育[J].实验科学,2006,3:108.

[2]林群.美国化学实验教学改革—微型实验简介[J].化学教育,1994(10):46.

[3]安琳.有机化学实验“绿色化”教改模式的初步探索[J].西北医学教育,2007,15(2):294.

利用化学课渗透绿色化学教育 第11篇

对学生进行绿色化学教育，首先要使学生对绿色化学思想、绿色化学资源以及环境保护的重要性、必要性和紧迫性有清醒的认识。利用化学学科优势，教师可以以恰当利用化学乡土环境资源，介绍环境污染及其危害，逐步树立学生的环境忧患意识。利用好教材与地方资源培养学生绿色化学思想和可持续发展战略。

一、培养学生树立环境忧患意识

利用化学乡土环境资源对学生进行环境教育，首先要使学生对环境保护尤其是地方环境保护的重要性、必要性和紧迫性有清醒的认识，了解地方环境资源现状，关注身边发生的的环境恶性事件，从内心深处产生环境危机意识，树立用科学的方法，学科优势，通过学习去传播净化、美化、绿化环境的思想。教师可以利用化学乡土资源，介绍地方环境污染及其危害，逐步树立学生的环境忧患意识，从而培养学生的绿色化学思想及可持续发展战略。 例如：在讲空气污染与防治一节时，向学生展示学校附近水泥厂排放废气、汽车尾气以及建筑装修产生的噪声污染等相关资料和图片，并组织学生相互讨论工业强县带来的大生产和家用汽车数量的增多等对环境造成的污染的严重性，应该采取的对策和学生对环境管理部门的建议。教师进而有的放矢地讲述了世界环境污染最著名的“八大公害”和“十大事件”，让学生认识到保护环境、防止污染的重要性和紧迫性，树立环境忧患意识。

二、培养学生树立绿色化学思想

绿色化学又称环境友好化学、环境无害化学、清洁化学，是用化学的技术和方法去减少或消除有害物质的生产和使用，并通过化学的方法合成对环境无害或友好的物质。绿色化学不但有重大的社会、环境、经济效益，而且说明化学的副作用是可以避免的，同时显现了人的能动性。 绿色化学的核心是： 利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染。在教学中，教师可以利用教材中的环境知识内容并结合乡土化学资源对学生进行绿色化学思想的点拨。例如：在讲“化学与环境”一节时，采用分组进行探究性学习的教学方法，向学生提出3个探究问题：

1.通过网络查找资料或走访环保部门专家，了解绿色化学的含义并体会绿色化学对地方人文环境的改善和经济建设可持续发展的重要性。

2.从学校所建化学乡土教学资源库中下载有关污水对农业生产的影响、垃圾任意排放造成的环境污染对居民日常生活的影响等问题，谈谈防止污染的重要性并探讨应采取的措施。

3.调查你身边使用塑料快餐盒、方便袋的情况、并思考塑料快餐盒、方便袋的便宜性和低成本与环境污染的矛盾？

每小组根据自己调查、了解的情况和交流讨论形成的意见，写出一篇小论文。这样既可以调动学生的积极性，又可以鼓励学生的自主参与意识，同时也培养了学生合作意识和协调能力。让学生明确化学资 源的利用和环境保护的重要性，明确发展经济不能走先污染再治理的老路，要提倡绿色化学，从源头上减少和消除工业生产对环境的污染，从而树立学生的绿色化学思想。

三、在化学教学中渗透绿色化学知识

化学不仅在资源开发上能发挥重要作用，在资源的综合利用以及环境保护方面同样大有用武之地。现行的初中化学教材已经融入了绿色化学知识，教学中要时时体现绿色化学原则，渗透绿色化学育。例如：在讲“化学与能源”时向学生说明不可再生能源的合理开发与利用和开发新能源的必要性和重要性；在讲“水的净化”时，讲讲氯气用于自来水消毒的利弊、并要求学生上网查资料查找具有绿色环保价值的化学物质替代氯气作消毒剂；在讲“石灰石的利用”中，说说传统建筑材料、装饰材料的危害及为何提倡使用绿色建筑材料等；在讲“化学肥料”时，说说水中氮、磷过多造成水华现象和赤潮现象等的危害；在讲“金属的化学性质”时，从化学乡土资源库中下载本县铝土矿、硫铁矿开发的相关资料，并向学生介绍铝对人体的危害与应用，树立合理开发利用金属矿物的思想；在讲“有机物”中，讲讲生态环境的破坏与保护、室内装修产生的化学物质（如甲醛、苯等）的污染与健康等知识。使学生意识到应如何合理应用化学，用绿色化学观点防治污染、保护环境，为人类能生存在一个绿色的地球上做出自己的贡献。

绿色化学环保技术 第12篇

一、培养中学生环保意识的重要性

目前环保已成为世界性课题。中国工业的迅速发展, 人们在享受着巨大物质财富的同时, 也遭受着严重污染的危害, 如臭氧空洞, 温室效应, 淡水资源缺乏, 酸雨肆虐, 光化学烟雾, 等等。这些严重污染环境的现象, 反映了我们较差的环保意识。因此, 我们在实验教学中, 除了教给学生实验技能之外, 还应该大力培养他们的环保意识。

二、推广微型化学实验, 提高环保意识

化学实验不仅可以激发学生的学习兴趣, 为学生提供感性认识, 而且可以让学生系统地学习掌握知识和科研方法, 培养现代思维方式和科学态度, 提高实践能力和创新精神。采用微型实验方法即用微型仪器和少量试剂进行实验教学, 除了有现象明显、操作简便快速、节省经费、减少污染、安全等优点外, 在培养、提高学生的科学素质上也发挥着不可估量的作用。

三、充分利用环保型实验装置

环保型的实验装置, 是指某些药品为有毒物质的化学实验, 其实验仪器可用密封有该化学药品的成品化的仪器来完成的化学实验。这种仪器操作直接简单, 仪器和药品都可循环使用, 不存在污染毒害, 是绿色化学实验的理想装置。如:“碘的升华实验”, 可用实验室配备的安全装置 (两头向内凹陷, 其内密封有碘晶体) 来完成, 其方法是在其中一头滴入一滴冷水, 另一头在酒精灯上加热, 因水的冷却作用, 碘升华后可凝聚在“碘锤”上方内壁上, 下次实验时, 再在另一头加热即可。

四、重视废弃物的处理, 培养环保意识

随着工农业的迅速发展, 废气、废水、废渣的排放量日益增多, 严重危害人类生存的环境, 影响着人们的身心健康。因此, 在化学实验中, 不仅要少用药品减少废弃物, 而且要对其废弃物进行妥善处理, 决不能随意倾倒, 造成环境污染, 有的还可以变废为宝。

五、教师应重视实验教学的监督管理机制

教师是对学生进行教育的主要实施者, 教师的思想、言行对学生有最直接有效的影响。从“环保意识”的培养角度来说, 我们应该做好以下几点。

1. 做好榜样示范作用。

在演示实验时, 教师应特别注意自己示范作用, 如在做CO、HCl等有毒气体实验时, 应特别强调对装置气密性的检查、化学药品用量的适量, 以及设计吸收尾气的装置等。实验完毕, 一定要对废液进行处理:如应将废液倒入指定的废液缸, 可回收的尽量回收, 以身作则, 增强学生的环保意识。

2. 严格管理, 相互监督, 培养学生良好的实验习惯。

在平时的学生实验中, 教师除了要督促检查学生的规范操作外, 进行安全、环保方面的监督也是不可缺少的环节。监督学生将废液倒入废液缸, 实验完的废酸、废碱可再利用, 如用来洗试管、处理废液至无污染再排放。

3. 在教育教学中渗透环保教育。

教材中有关环保的课题很多, 教师应准确把握、妥善利用。如:《酸雨的危害》、《CO和CO2》等章节涉及到很多与生活相关的实例。教师在处理这部分教材时最好结合本地情况另加分析, 多利用多媒体手段辅助教学, 使学生充分认识到环保的重要性, 树立从我做起的环保意识。