绿色化学化工论文

2022-05-12

想必大家在写论文的时候都会遇到烦恼,小编特意整理了一些《绿色化学化工论文(精选3篇)》的文章,希望能够很好的帮助到大家,谢谢大家对小编的支持和鼓励。一、对绿色化学的理解(一)绿色化学的概念透析绿色化学又称环境友好化学,绿色化学不是一门全新的科学,它是一种战略思想或一种理念。对大自然和生态环境而言,绿色化学要求社会和经济发展与之协调,不损害和浪费自然资源;对人及动物的生命体而言,绿色化学要求经济发展不损害健康,不危及安全。

第一篇:绿色化学化工论文

微型化学实验 倡导绿色化学

摘要:环境保护是目前全世界人民最关心的问题,也是国际社会面临的严重问题。在新课标化学教材中实验所占的比重很大,实验过程中往往会产生、排放大量的有毒有害物质,这些物质的排放给环境造成了危害。我们可以用绿色化学观点改进中学化学实验,

即对中学化学某些实验进行微型实验,使其向无污染方向发展。

关键词:环境保护;微型实验;绿色化学

环境保护是目前全世界人民最关心的问题,也是国际社会面临的严重问题。在新课标化学教材中实验所占的比重很大,实验过程中往往会产生、排放大量的有毒有害物质,这些物质的排放给环境造成了危害。我们可以用绿色化学观点改进中学化学实验,即对中学化学某些实验进行微型实验,使其向无污染方向发展。微型化学实验具有减少污染、现象明显、快速、节约、安全等优点,非常符合“绿色化学”的思想,既真正地保护了环境,又不失时机地把环保教育渗透于化学教学之中。笔者在教学实践过程中充分体现“绿色化学”的思想,将化学实验“微型”化,初见成效。

一、解决方案的内容与实施

1、在保证获取最有效实验信息的前提下,采用尽可能少剂量实验,对试剂“减量”或“降低浓度”或“微型”实验仪器

如实验室制取氯气及氯气性质实验中,因为氯气是有毒气体,泄漏到空气中会严重污染大气,影响身体健康。而且验证氯气性质实验较多,按照教材操作比较繁琐,且不可避免造成氯气泄漏。我们可以改进实验措施,实验用品及试剂有五条滤纸条,纸条上分别滴有(1)品红试液;(2)石蕊试液;(3)淀粉一KI试液;(4)Na2S溶液;(5)KBr溶液;(6)高锰酸钾晶体;(7)吸有浓盐酸的胶头滴管。实验步骤:实验时只须挤几滴浓盐酸即可发生变化。(1)褪色;(2)先变红后褪色;(3)变蓝;(4)出现淡黄色固体;(5)变为橙红色。这样设计实验后,实验装置简单、现象明显、所需药品少、无污染。

2、改“演示实验”为“演示实验和学生实验”的结合体

如电解饱和食盐水实验中,反应在U型管里进行,使得离子在两极之间迁移距离过长,造成整个电路的电阻较大,电源功率损耗大,使阴、阳两极产生的气泡较少,很难收集到足够的氢气;用铁棒作电极,电阻大,表面积太小,不利于氢气的产生,也难收集到足够的氢气进行验证实验;尾气不及时处理,会对环境造成污染,不符合绿色环保的新理念。我们也可以改进一下:将一块滤纸裁成两半,取一半平放在玻璃板上,用NaC1酚酞试液充分浸润,分别用旧电池芯、铁钉作阳、阴极按轻轻将电极卷在其中,并接通电源。通电2分钟后,立即打开裹有碳棒的一端滤纸,滴人一滴碘化钾淀粉溶液,滤纸变蓝,证明阳板有氯气生成,再打开另一端,发现滤纸变红,证明NaOH在阴极生成。

这样,实验中药品用量少,电极产物检验简单,现象直观,节省时间;实验操作简单,效果明显,可用作教师演示实验和学生实验,以提高学生学习的参与度。

3、尽可能密闭可控、处理尾气

例如,在铜和浓硝酸的反应中,利用注射器代替试管进行试验:取一支10mL的注射器,抽出活塞,在针筒内装入0.04g铜屑,推上活塞并吸入0.1mL的浓硝酸,观察现象,等反应完毕后将注射器中的液体小心排入废液瓶中,装有无色气体的针筒内再吸入空气,可看到无色气体变成红棕色。改进后的装置是封闭体系,易于对比观察,效果明显,药品用量比改进前少得多,同时能防止有毒气体二氧化氮的泄漏并污染空气。结合汽车、飞机等运输工具排放废气污染空气而形成光化学烟雾的实例,对学生进行环境意识的教育,以提高学生的环保意识。实验完毕,启发学生利用已学知识对废弃物进行处理,以防止重金属铜和有气体二氧化氮的污染,使学生养成从我做起,保护环境。

4、回收和重复使用试剂,提高药品的利用率

回收未反应的原料、副产物(含“三废”),如用KMnO4制取O2所得到的剩余物质中主要含有MnO2、K2MnO4和未反应掉的KMnO4,这三种物质的混合物均可用来加入浓盐酸制取氯气。再如像在《乙酸乙酯的制取》实验中,由于最后的混和液中尚有相当的浓硫酸,就要求学生集中倒在指定的废物桶中,处理后再排放。还可以回收催化剂等非反应试剂,如《化学反应速率化学平衡》的催化剂对化学反应速率的影响实验中,MnO2是H2O2分解生成O2的催化剂。在实验结束时,要求学生将小试管中的H2O和MnO2一起倒入指定的回收容器(烧杯等)中,以便集中回收MnO2。

重复使用主要是将上一个实验步骤中剩余的药品以及回收来的化学药品用到下一个实验步骤中或用到其他的实验中去。如前面提到的浓硫酸稀释后,不是直接倒掉,而是用到后面的浓、稀硫酸的性质比较实验中去。再如回收的MnO2、K2MnO4和KMnO4用于浓盐酸制取氯气的實验中。这样,大大减少了药品用量,提高了药品使用效率。

5、计算机仿真化学实验

常规的、传统的化学实验不可避免地消耗许多药品和大量的水资源,尤其是对一些试剂昂贵、实验中容易引起爆炸或必须采用有毒、有害的试剂(如苯、苯酚、重金属等)的实验,并在整个实验中排放较多的有毒气体、有毒废水,给师生身体健康带来极大的危害,且对环境造成较大破坏的实验,我们可以利用计算机多媒体技术,对实验原理、装置、流程、实验过程进行仿真,用文字、声音、图像、动画的效果让学生在计算机屏幕上做实验,达到身临其境的感觉。如有毒溶剂的燃烧,有毒物质的性质及相互转化等实验,这样既让学生学会了实验方法,而且使那些毒性大、危险性大、试剂昂贵的实验变成了绿色化的实验,自始至终,不会对人体和环境造成污染。

但需要注意的是微型化学实验不是常规化学实验的简单缩微或机械减量,也不是对常规实验的补充,更不是与常规实验的对立,而是在整个实验过程中贯穿了绿色化学的思想,有效实现“尽可能小剂量实验、省资源、少污染、减成本”,还增强学生的环境保护意识,是对中学化学常规实验进行的改革和发展。因此,微型实验虽然具有许多优越性,但也并不是所有实验都可用之代替的。在教学中,应根据实验的内容、目的、现象和定量要求等进行选择,使常规实验和微型实验相结合,两者取长补短,这样可以发挥更好的教学效果。

作者:卢启芬

第二篇:高考绿色化学试题对中学绿色化学教育的导向(或启示)

一、对绿色化学的理解

(一)绿色化学的概念透析

绿色化学又称环境友好化学,绿色化学不是一门全新的科学,它是一种战略思想或一种理念。对大自然和生态环境而言,绿色化学要求社会和经济发展与之协调,不损害和浪费自然资源;对人及动物的生命体而言,绿色化学要求经济发展不损害健康,不危及安全。绿色化学的目标是寻找充分利用原材料和能源且在各个环节都洁净和无污染的反应途径和工艺。

(二)绿色化学的中心内容

绿色化学的中心内容是化学反应及其产物,应具有“四化”的特点。

1.原料綠色化

即采用无毒、无害的可再生原料,如生物质、淀粉、纤维素等,拒绝使用一些无法替代又无法回收、再生和重复使用的有毒副作用及污染作用明显的原料。

2.反应介质绿色化

探索新的反应条件,使化学反应在无毒无害的反应条件下进行。

3.化学反应绿色化,即反应具有“原子经济性”

绿色化学原理的核心内容之一就是反应的“原子经济性”,它的目标是在设计化学合成时使原料分子中的原子更多或全部变成最终希望的产品中的原子,这样才能保证尽量少地产生或不产生废物。原子经济性给我们指出了实现清洁生产的目标,同时也是评判一个化学反应是否为绿色的、环境友好的重要依据。

4.产品的绿色化

即产品应是环境友好的,对人体是健康的。

(三)绿色化学的特质所在

“绿色化学”与人们常说的“环境保护”是不同的。绿色化学是对环境更友善的化学.这种绿色意识是人类追求自然完美的一种表现,它追求的是人对自然的尊重以及人与自然和谐的关系,而通常讲的环保意识带有明显的被动状态,它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。绿色化学提出的目标和任务不是被动地治理环境污染,而是主动地防止化学污染,它是一门从源头上阻止污染的化学。绿色化学是“防”,环境保护是“治’,只有从根木上切断污染源,才能真正做到保护环境。

二、充分利用好高考试题中的绿色化学试题

2000年广东省首次在高考命题中明确使用了“绿色化学”一词。下面就有关绿色化学思想在近几年高考试题中的体现作适当列举和分析。

1.高考绿色试题回放

例:根据以下叙述,回答1~2小题.(1996年全国高考化学题1~2题)

1995年诺贝尔化学奖授予致力于研究臭氧层被破坏问题的三位环境化学家。大气中的臭氧层可滤除大量的紫外光,保护地球上的生物。氟利昂(如CCl2F2)可在光的作用下分解,产生Cl原子,Cl原子会对臭氧层产生长久的破坏作用(臭氧的分子式为O3).有关反应为:

1.在上述臭氧变成氧气的反应过程中,Cl是( D ).

A.反应物 B.生成物

C.中间产物 D.催化剂

2.O3和O2是(C)

A.同分异构体 B.同系物

C.氧的同素异形体 D.氧的同位素

很多学生知道氟利昂是冰箱所使用的传统致冷剂,致冷效果较好,而该题分析的是氟利昂是如何破坏臭氧层的,通过对该题的分析,会让学生意识到这种致冷剂不可能长期使用下去,迟早会被拒绝,必然会有更安全高效的致冷剂面世!其对学生的绿色思想渗透可谓润物细无声……

2.典例补充

例:我国第二代身份证采用的是具有绿色环保性能的PETG新材料,PETG材料可以回收再利用,而且对周边环境不构成任何污染,PETG的结构简式如下:

试回答下列问题:

(1)⑦的反应类型是:_______

(2)写出I的结构简式: _______

(3)合成时应控制单体的物质的量:n(H):n(E):n(D)= _______ 用(m n表示)

(4) 写出反应②的化学方程式:_______

(5) 写出同时符合下列两项要求的所有同分异构体的结构简式_______

a.该同分异构体的苯环上相邻的三个碳原子上都有取代基

b.该同分异构体在一定条件下能发生银镜反应和水解反应,遇到三氯化铁溶液显紫色

该题贴近实际生活,颇能激发学生兴趣。因为作为身份证必然有一定的使用期限,当它完成自己的功能后不应再滞留于环境中,而绿色化学的处理思想是通过绿色处理手段使之降解为无毒物质,甚至能够回收利用或循环使用。作为主要含塑料成份的第一代身份证是达不到这些要求的,但以PETG新材料制成的第二代身份证使用到期后又可重新降解为合成该材料的单体,所以无论在制作和使用总成本上都显示出了优越性,这就体现了绿色化学巨大的经济效益。

四、结束语

随着时间的推移,随着人们对环境和可持续发展的关注以及绿色化学的完善与绿色化学知识的普及化,绿色化学题材在高考中的比重有加大的可能,因为绿色化学的内容与社会密切相关,而高考理科综合的时效性考查的就是关注社会的各种问题。我希望这种命题走向能更明朗更突出,在命制化学试题中既要以教材中绿色化学意识为基点,又要以社会生产实际为延伸点,联系当前社会热点,从而真正的起到一个意识导向的作用,以高考绿色化学试题倡导中学绿色化学教育。而我们一线工作的化学教师在中学化学教学中,也应有意识的多选择一些体现绿色化学教学的试题,让学生在解题过程中受到绿色教育,强化学生绿色意识!

作者:夏开国?帅常文

第三篇:绿色化学化工基本问题的发展与研究

摘 要: 绿色化学化工产业通过重新设计化学物质的分子结构,来达到降低或者直接去除化学产品的设计生产过程中有害物质的目的,它的制造过程清洁、高效、无污染,和传统的粗放型的化工生产过程中高能耗、高污染有着极大的区别。在当下各国致力于发展经济却对环境产生越来越大破坏的态势下,大力推广绿色化学化工有着极其重要的现实意义。

关键词: 绿色化学化工;发展方向;环境友好型化学;分子结构

绿色化学化工又称环境无害化学,它运用多种原理和方式,降低或者直接去除化学实验、化学产品的设计与生产制造以及在后续的应用过程中产生的有害物质。

1 绿色化学化工的发展现状及优点

绿色化学化工与传统的化学化工最大的不同点在于,它将通过重新设计化学物质的分子结构,保证其一方面具备产品所需的化学特性,在另一方面,最大化的避免生产过程中容易出现的有害物质的排放。这种以化学方式来减少化学污染的形式在20世纪末期开始被留意到,并在西方国家迅速推广开来。从1990年美国颁布污染防治法案开始,他们对于绿色化学化工的研究就从未止步,迄今为止,通过设立“总统绿色化学挑战奖”、成立绿色研究所等方式,最大化的鼓励绿色化学化工的发展,包括欧盟、日本在内的许多联盟和国家都极其重视绿色化学化工的发展,通过各种各样的形式来推动本国内的无污染化学生产的发展。[1]1995年,中国科学院化学部确定了《绿色化学与技术》的院士咨询课题,连续几年内,通过开研讨会、出版学术报编等多种方式推动绿色化学化工的发展。1997年,我国召开“可持续发展问题对于科学的挑战及绿色化学”研讨会,极大地推动了相关研究与产业的发展。笔者认为,绿色化学化工在以下几个方面,有着较为突出的优点:

1.1 最大化的利用了无污染的能源。与传统的化工粗放式的生产方法不同的是,绿色化学化工使用的能源都尽可能的采用清洁无污染的材料,而且在使用过程中,能够最大化的发挥这些原材料的价值,节约能源,保护环境。

1.2 反应环境无毒、无害,减少对外界的废物排放。传统化工生产过程中,反应过程中会排放出大量的污染性物质,对生态环境造成了极大的污染与破坏。绿色化学化工进行反应的前提是能够对物质的化学结构进行改造和重组,修复掉其中有害的成分,重新组合的物质结构在反应的过程中既能保留我们所需要的特性,反应过程中也不会对外界造成污染。[2]它直接从源头杜绝了化学生产可能对环境所产生的危害,是真正意义上的环境友好型产品。

1.3 提高了原子的使用率,节约了能源。由于在生产过程中过度专注于生产结果,忽视生产过程,传统化学化工过程中对能源以及材料的使用率极低,通常为了提炼物质的某种化学成分而放弃了其他的有用成分,资源浪费现象普遍,而绿色化学化工在反应过程中经过各种组合,提高能源重复利用率,最大化的消纳所有被利用材料的原子,不仅节约了能源,还能实现污染物的零排放。

1.4 保证了产品的环保性。传统工业生产方式由于生产过程粗放,所选用的原材料没有经过重新设计与组合,所生产的产品在使用过程中往往会释放出大量的有害物质,而绿色化学化工在实验与生产过程中重组了分子结构,消除了会产生污染的分子,所以经过这种方式生产出来的化学产品也将会是对环境无害的环境友好型产品。

2 绿色化学化工产品的发展研究

虽然近些年来绿色化学化工在我国发展态势良好,但是依然存在很多问题,譬如说社会重视力度不够、发展思维僵化、人才缺乏等等,因此,我们必须采取相关措施,致力于在全社会推广这种生产方式,保护环境,实现可持续发展。

2.1 加大宣传力度,转变生产方式。虽然绿色化学化工产业已经兴起多年,但在全社会范围内,它还未能被深刻的认知与了解,这在很大程度上,阻碍了其良性发展,因此,我们要从全社会范围内,通过各大平面媒体和网络、电视、广播对绿色化学化工的方式加大宣传力度,使人们对绿色化学化工有一个深刻的认知与了解。还需要从基础教育、经济发展政策制定、国家立法以及社会责任等多个方面让包括政府、各大企业以及各级教育机构和化学化工界认识到发展绿色化学化工的重要性,促使全社会意识到使用绿色生产方式,节能减排的重要性,从而为绿色化学化工的发展营造一个良好的发展环境。[3]

2.2 在学科教育上加大投入与合作,力求创新。绿色化学化工的发展不仅仅是依靠微观的分子水平的化学,还要依赖宏观的大规模的化工技术,因此,要在一定层次上促进两者的结合与协作。建议国家加大对绿色化学化工的资金投入,建立与绿色化学化工有关的国家实验室以及科学基地,作为发展绿色化学化工的创新性平台,设置激励机制,鼓励创新,并持续不断的为实验室和科学基地的发展提供资金保障。

2.3 重视人才培养。在我国,绿色化学化工属于新兴产业,因此,相关部门必须建立起完备的人才培养体系,为了以后的长远发展储备人才力量。具体来说,高校应该开设有关绿色化学化工的相关学科课程,供感兴趣的学生进行研读;化学化工产业应该制定严格的培训体系,对相关从业人员进行培训,从而保障这一新兴产业的可持续发展。

3 结束语

进入21世纪,伴随着全球经济的不断往前发展,环境问题也开始逐渐凸显,为了保护环境,各国都在致力于开发和研究新型能源。绿色化学化工兴起于上世纪末,它的出现在很大程度上解决了化学污染给环境带来的巨大污染问题,为了全球生态环境的和谐做出了贡献,因此,全社会都必须转变思路,从以往传统化学的粗放型生产方式中跳脱出来,采用绿色化学化工制造方式,重视对绿色化学化工行业的人才培养,力求创新,并在学科教育上加大投入,争取为我国的新型化工事业和环保事业做贡献。

参考文献:

[1]王静康、龚俊波、鲍颖,21世纪中国绿色化学与化工发展的思考[J].化工学报,2011(9).

作者:杜群

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