在當(dāng)前強(qiáng)調(diào)環(huán)境保護(hù)的大時(shí)代背景下,在化學(xué)教學(xué)中實(shí)施綠色化學(xué)教育,無論對學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)和形成綠色化學(xué)理念是十分必要的。下文是學(xué)習(xí)啦小編為大家搜集整理的關(guān)于綠色化學(xué)方面論文的內(nèi)容，歡迎大家閱讀參考!

　　綠色化學(xué)方面論文篇1

　　淺談綠色化學(xué)的進(jìn)展

　　摘要：綠色化學(xué)是一門從源頭上阻止污染的化學(xué)，因此這門學(xué)科還可稱為環(huán)境無害、友好化學(xué)與清潔化學(xué)。世界各國在最近幾十年來主要是圍繞化學(xué)反應(yīng)材料、參與反應(yīng)的催化劑以及化工產(chǎn)品的“綠色化”展開研究的。

　　關(guān)鍵詞：綠色環(huán)保;化學(xué);研究

　　當(dāng)今社會，我們正面臨著有史以來最為嚴(yán)峻的危機(jī)，尤其是環(huán)境危機(jī)。大家知道，世界各國的人口正在急劇的增加，導(dǎo)致人類對于可再生與不可再生的資源的消耗日益擴(kuò)大，耕地、淡水和礦產(chǎn)等資源人均占有量日趨減少，所以人口與資源的矛盾逐漸變得“尖銳化”，環(huán)境保護(hù)問題就成為世界經(jīng)濟(jì)與人類社會發(fā)展進(jìn)步的重要問題之一?；瘜W(xué)工業(yè)及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)作為國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)之一，在為人類創(chuàng)造物質(zhì)文明作出重大貢獻(xiàn)的同時(shí)，在生產(chǎn)、生活中也不斷排放出大量的有害物質(zhì)，所以，化學(xué)工業(yè)及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)也給人類及環(huán)境帶來不可小視的危害。眼下，西方發(fā)達(dá)國家對于環(huán)境的治理，已開始從末端治理污染轉(zhuǎn)向開發(fā)清潔工業(yè)技術(shù)、消減污染源頭、生產(chǎn)環(huán)境友好產(chǎn)品，這就從治標(biāo)轉(zhuǎn)向了治本，是一大進(jìn)步。“綠色技術(shù)”已成為21世紀(jì)化工技術(shù)與化學(xué)研究的熱點(diǎn)和重要科技前沿。

　　世界各國在最近幾十年來主要是圍繞化學(xué)反應(yīng)材料、參與反應(yīng)的催化劑以及化工產(chǎn)品的“綠色化”展開研究的。遵照上述主線，文章評述了最近幾十年來人類在綠色化學(xué)方面進(jìn)行的一些主要的研究進(jìn)展。

　　一、化學(xué)原料的高效充分利用——原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)

　　近年來，化學(xué)家們孜孜不倦地研究原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)，取得很多寶貴成果。例如，用氯醇法合成環(huán)氧乙烷，其原子利用率只有25%，采用乙烯催化環(huán)氧化方法僅需一步反應(yīng)，原子利用率達(dá)到100%，產(chǎn)率99%。但是現(xiàn)在已經(jīng)應(yīng)用于工業(yè)上的一些技術(shù)——“原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)”，仍然還需要進(jìn)一步從環(huán)保、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等方面進(jìn)行研究及相關(guān)的改進(jìn)。人們在化學(xué)反應(yīng)中想要實(shí)現(xiàn)高原子經(jīng)濟(jì)性，還需要開發(fā)新的途徑或者用催化反應(yīng)來替代化學(xué)計(jì)量反應(yīng)等方式來實(shí)現(xiàn)。1997年的新合成路線獎(jiǎng)的獲得者BCH公司的工作即是一個(gè)很好的例證。該公司開發(fā)了一種合成布洛芬的新工藝，傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝包括6步化學(xué)計(jì)量反應(yīng)，原子的有效利用率低于40.1%，新工藝采用3步催化反應(yīng)，原子的有效利用率達(dá)77.4%，如果再考慮副產(chǎn)物乙酸的回收利用，則原子利用率達(dá)到99%。[1]

　　二、在化學(xué)工業(yè)上利用無毒害原料進(jìn)行化工生產(chǎn)

　　工業(yè)化的發(fā)展為人類提供了許多新型的物料，這些新物料大大改善了人們的物質(zhì)生活水平，同時(shí)也給人類造成了十分嚴(yán)重的污染，僅大量的生活廢棄物一項(xiàng)就使我們的生活環(huán)境變得不斷地而且越來越迅速地惡化。為了既不降低人類的生活水平，又不破壞環(huán)境，我們必須研制并采用對環(huán)境無毒無害又可循環(huán)使用的新物料。現(xiàn)在在化學(xué)工業(yè)上，己二酸和鄰苯二酚是以苯為原料制造的。苯是石油生產(chǎn)的產(chǎn)品，消耗的是不可再生的資源，另外，苯是一種易揮發(fā)的有機(jī)物，室溫下容易汽化，長期吸入苯可以導(dǎo)致白血病和癌癥。而且在合成己二酸的過程中，最后一步是利用硝酸氧化環(huán)己酮和環(huán)己醇，這一反應(yīng)的副產(chǎn)物N2O以每年10%的水平增長，并且還會破壞臭氧層。N2O同時(shí)也是一種溫室效應(yīng)氣體，會導(dǎo)致氣候異常。密執(zhí)安州立大學(xué)的J.W.Frost和K.M. Draths經(jīng)研究將葡萄糖轉(zhuǎn)化為順-己二烯二酸，然后經(jīng)氧化形成己二酸。Draths和Frost已經(jīng)研制出另一種基因修飾的大腸桿菌，可抑制DHS(一種抗氧化劑BHT的潛在替代物)和鄰苯二酚的進(jìn)一步反應(yīng)，故可將這些化合物作為產(chǎn)品分離出來。因此，從葡萄糖出發(fā)通過生物合成DHS和鄰苯二酚的合成路線與傳統(tǒng)合成方法相比，不僅可利用再生資源，而且可以避免有毒的苯及其加工過程中生成的N2O等造成的環(huán)境影響和對人體健康的危害。

　　三、催化劑的綠色化

　　人類在化學(xué)工業(yè)上利用使用催化劑進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)從而生產(chǎn)了大量的各類有機(jī)產(chǎn)品時(shí)，大部分是采用了催化氧化的手段得到的，所以這種方法生產(chǎn)的產(chǎn)品占了相當(dāng)大的比例，而很少采用烴類催化氧化的方式進(jìn)行。這類方式的選擇性較低的主要原因之一是因?yàn)闊N類的烷基化反應(yīng)大都使用諸如H2SO4溶液、AlCl3溶液等作為催化劑，但是這樣的催化劑存在著很大的缺點(diǎn)，即在使用中會對設(shè)備產(chǎn)生腐蝕，并且還會危害人類的身體健康及安全等，反應(yīng)所產(chǎn)生的工業(yè)三廢(廢水、廢渣、廢氣)還會對人類的居住環(huán)境產(chǎn)生大量的十分嚴(yán)重的污染。所以，“綠色化學(xué)”所追求的最終的目標(biāo)就是利用對人類及生態(tài)環(huán)境無毒害的“綠色催化劑”得到所需的產(chǎn)品。為了達(dá)到這個(gè)目標(biāo)，研究如何應(yīng)用催化轉(zhuǎn)化并開發(fā)新的催化劑越來越受到科學(xué)家們的重視，而且也研究出了很多新的科研成果。

　　現(xiàn)在人類除了在化工生產(chǎn)中采用“超臨界溶劑”外，還在研究以水或“近臨界水”作為溶劑。“近臨界水”對有機(jī)物的溶解性能相當(dāng)于丙酮或乙醇，介電常數(shù)介于常態(tài)水和超臨界水之間。采用水作為溶劑雖然能避免有機(jī)溶劑的使用，但是由于物質(zhì)在水中的溶解度具有一定的限度，大大限制了水在化工生產(chǎn)的大量利用。并且在利用水作溶劑時(shí)還要注意廢水對生態(tài)環(huán)境造成的污染。目前人類正在進(jìn)行利用無溶劑的固相反應(yīng)來避免使用揮發(fā)性溶劑的研究。我國制訂了“科教興國”和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，并且在1993年世界環(huán)境和發(fā)展大會之后，編制了《中國21世紀(jì)議程》，表明了走可持續(xù)發(fā)展道路的決心。1999年北京第16次九華山科學(xué)論壇以“綠色化學(xué)的基本科學(xué)問題”為研討重點(diǎn)。2000年科技部《國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展規(guī)劃項(xiàng)目》立項(xiàng)——石油煉制和基本有機(jī)化學(xué)品合成的綠色化學(xué)。上述活動(dòng)已推動(dòng)了我國綠色化學(xué)的發(fā)展。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]邢其毅.基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)[M].北京：人民教育出版社，1980.

　　[2]Frost，J.W.，Draths，K.M.Biocatalytic Syntheses of Aromatics from D-Glucose：Renewable Microbial Sources of Aromatic Compounds[J].Ann.Rev.Microbiol，1995，(49)：557.

　　[3]Li K，Mikola M R，Draths K M.Fed-batch fermentor synthesis of 3-dehydroshikimic acid using recombinant Escherichia[J].coli，1999，(1).

　　綠色化學(xué)方面論文篇2

　　淺談綠色催化劑與綠色化學(xué)

　　摘 要：綠色化學(xué)是現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的發(fā)展趨勢和前沿技術(shù)。生產(chǎn)化學(xué)產(chǎn)品的原料、催化劑、溶劑的綠色化， 以及生物技術(shù)等清潔生產(chǎn)方法的開發(fā)和應(yīng)用， 對維護(hù)人類健康， 保護(hù)生態(tài)環(huán)境， 實(shí)現(xiàn)化學(xué)工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

　　關(guān)鍵詞：綠色催化劑;綠色化學(xué)

　　一、催化劑與綠色催化劑

　　催化劑是一種物質(zhì)的特定稱呼，是指在化學(xué)反應(yīng)中能改變反應(yīng)速率，但本身的化學(xué)性質(zhì)和質(zhì)量在反應(yīng)前后都沒有發(fā)生變化的物質(zhì)。催化劑會誘導(dǎo)化學(xué)反應(yīng)發(fā)生改變，而使化學(xué)反應(yīng)變快或減慢或者在較低的溫度環(huán)境下進(jìn)行。催化劑在工業(yè)上也稱為觸媒。

　　綠色催化劑是指在催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)過程中，不產(chǎn)生環(huán)境污染，甚至是“零排放”，從而能夠?qū)崿F(xiàn)清潔生產(chǎn)的這樣一類催化劑。

　　二、綠色化學(xué)

　　綠色化學(xué)又稱環(huán)境無害化學(xué)、環(huán)境友好化學(xué)、清潔化學(xué)。近年來，綠色化學(xué)的研究工作主要圍繞化學(xué)反應(yīng)、原料、催化劑、溶劑和產(chǎn)品的綠色化展開的。綠色化學(xué)代表著二十一世紀(jì)化學(xué)學(xué)科的主流方向，而綠色催化劑將是綠色化學(xué)的重要組成部分。

　　綠色化學(xué)對人類社會的發(fā)展和進(jìn)步有著深遠(yuǎn)的影響，而綠色催化技術(shù)在綠色化學(xué)發(fā)展中作用十分重要。因?yàn)椋?0%以上的傳統(tǒng)化工過程都與催化作用有關(guān)。近年來隨著人類對能源、環(huán)境和健康等問題的普遍關(guān)注，綠色催化劑的作用和地位獲得了新的評價(jià)。

　　三、綠色催化劑的種類

　　(一)分子篩催化劑

　　分子篩催化劑，又稱沸石分子篩催化劑，系指以分子篩為催化劑活性組分或主要活性組分之一的催化劑。分子篩具有離子交換性能、均一的分子大小的孔道、酸催化活性，并有良好的熱穩(wěn)定性和水熱穩(wěn)定性，可制成對許多反應(yīng)有高活性、高選擇性的催化劑。

　　(二)雜多酸催化劑

　　雜多酸是一類由中心原子(俗稱雜原子)和配位原子(多原子)按一定的空間結(jié)構(gòu)、借助氧原子橋聯(lián)成的含氧多元酸。是強(qiáng)度均勻的質(zhì)子酸，并有氧化還原能力，通過改變組成，可調(diào)節(jié)酸強(qiáng)度和氧化還原性能。水分存在時(shí)形成的擬液相也能影響其酸性和氧化還原能力。雜多酸有固體和液體兩種形態(tài)。

　　(三)固體超強(qiáng)酸催化劑

　　超強(qiáng)酸是比100%硫酸還強(qiáng)的酸，其HO<11.93，而固體超強(qiáng)酸是一類固體超強(qiáng)酸的總稱。它主要又以下幾類：(1)負(fù)載型固體超強(qiáng)酸：這是以金屬氧化物作載體將液體超強(qiáng)酸負(fù)載起來的一類超強(qiáng)酸HF-SbF3-AlF3/固體多孔材料/SbF3-Pt/石墨，SbF3-Hf/F-Al2O3，SbF3-FSO3H/石墨。(2)混合無機(jī)鹽類：AlCl3-CaCl2，AlCl3-Ti(SO4)3。(3)氟代磺酸離子交換樹脂(Nafion-H)。(4)硫酸根離子酸性金屬氧化物：SO42-/ZrO2，SO42-/TiO2，SO42-/Fe2O3等。(5)負(fù)載金屬氧化物的固體超強(qiáng)酸如WO3/ZnO2，MoO3、ZrO2等。這些固體超強(qiáng)酸其酸度高于100%硫酸的103-104倍，它們易于制備和保存，不腐蝕反應(yīng)器，在500℃時(shí)仍具有催化活性，且能反復(fù)使用。其中以(3)(4)(5)三種不含鹵原子，不污染環(huán)境，可作優(yōu)良的質(zhì)子催化劑。

　　(四)光催化劑

　　這是一類借助光的激發(fā)而進(jìn)行催化反應(yīng)的催化劑，如ZnO-CuO-H2O2，在紫外光作用下，可對染料廢水進(jìn)行催化脫色，脫色率近100%。TiO2光催化劑光解二氯乙酸、光的光解制氫、CO2的光催化固碳都是為未來解決能源、人工光合作用的主要催化反應(yīng)。

　　(五)電極催化劑

　　在這類電化學(xué)反應(yīng)中，電極既是電化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)物場所 也是供應(yīng)和接收電子的場所，故兼有催化和促進(jìn)電子遷移的雙重功能。通過外部電路調(diào)控電極電位，可對反應(yīng)條件、反應(yīng)速率進(jìn)行調(diào)控。

　　(六)酶催化劑

　　酶催化劑可以說時(shí)一種真正的綠色催化劑，它是一種能加速特殊反應(yīng)的生物分子，有近乎專一的催化性能。

　　(七)膜催化劑

　　膜催化劑是將催化劑制成膜反應(yīng)器，反應(yīng)物可選擇性的穿越催化膜并發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)物也可以選擇性的穿過膜而離開反應(yīng)區(qū)域，從而有效地調(diào)節(jié)反應(yīng)區(qū)域內(nèi)的反應(yīng)物和產(chǎn)物的濃度，這也是將膜技術(shù)和催化綜合的一種催化工藝。

　　四、綠色催化劑在綠色化學(xué)上的應(yīng)用

　　(一)分子篩催化劑

　　分子篩熱穩(wěn)定性好，在900K時(shí)仍存在催化活性，因而用它制成蜂窩狀陶瓷，用于汽車尾氣的催化劑轉(zhuǎn)化的載體。另外，分子篩催化裂化在石油化學(xué)工業(yè)中已大量使用。催化裂化分子篩催化劑一般是稀土元素或高價(jià)金屬元素取代鈉元素的Y型分子篩。與普通硅鋁催化劑相比，具有活性高，熱穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，可在較緩和條件下進(jìn)行反應(yīng)，同時(shí)允許在630～680℃的高溫下再生以更好地恢復(fù)活性。此外，它抗中毒能力強(qiáng)，能加工某些含重金屬較多的劣質(zhì)原料。

　　(二)雜多酸催化劑

　　作為酸催化劑，其活性中心既存在于“表相”，也存在于“體相”。雜多酸有類似于濃液的“擬液相”，這種特性使其具有很高的催化活性，既可以表面發(fā)生催化反應(yīng)，也可以在液相中發(fā)生催化反應(yīng)，雜多酸如前所述既是氧化催化劑，還是光電催化劑。十二鎢磷酸，用于催化丙烯水合制異丙醇，轉(zhuǎn)化率中等，選擇性很高，是成功應(yīng)用的典范。

　　雜多酸具有的可調(diào)控酸性，它取代HF、硫酸、磷酸，以固體形式進(jìn)行多相催化反應(yīng)，用雜多酸做催化劑可提高反應(yīng)的回收率。與沸石分子篩催化劑類似，它具有不腐蝕設(shè)備、資源利用充分、不污染環(huán)境、工藝簡便等優(yōu)點(diǎn)。雜多酸又因其兼具氧化、光電催化等功能，在化工生產(chǎn)尤其是石油化工生產(chǎn)中被廣泛采用。

　　(三)固體超強(qiáng)酸催化劑

　　固體超強(qiáng)酸在丙醇水合制異丙醇和異丙醚，甲醇和異丙烯制甲基叔丁基醚、醇酸酯化、烴的硝化、氧化氯代烴的還原等反應(yīng)中都體現(xiàn)出優(yōu)良的催化性能。

　　五、結(jié)語

　　雖然綠色化工催化劑理論發(fā)展逐漸得到完善，但大多數(shù)催化劑仍停留在實(shí)驗(yàn)階段，催化劑性能不穩(wěn)定，制備過程復(fù)雜，性價(jià)比低是制約其工業(yè)化應(yīng)用的主要原因，但從長遠(yuǎn)角度考慮，采用綠色化工催化劑是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)零污染的一個(gè)必然趨勢。