绿色化学研究论文

摘要:绿色化学又称环境友好化学、环境无害化学、清洁化学。绿色化学是当今国际化学科学研究的前沿。目前随着绿色化学作为学科前沿方向的逐步形成,在短短的时间内,通向绿色化学的各种途径已隐约可见。这说明绿色化学是有效的,也是有益的。从环境角度来看,它是从源头上消除污染。我国应该及早加强对绿色化学的基本科学问题这个至关重要的跨学科领域的研究。今天小编为大家推荐《绿色化学研究论文(精选3篇)》相关资料，欢迎阅读！

绿色化学研究论文 篇1：

绿色化学研究初探

摘 要：绿色化学又称环境无害化学，是利用化学来防止污染的一门科学。绿色化学具有广阔的发展前景，其目标是通过不断的改进、发展与创新而日益接近对环境的无害，奠定实现“零排放”绿色化学的基础。

关键词：绿色化学；研究发展；环境保护；应用

1、绿色化学的基本概念

绿色化学是利用化学原理来防止污染的一门学科，也称环境无害化学、环境友好化学、清洁化学，在绿色化学基础上发展起来的技术称为绿色技术、环境友好技术或清洁生产技术。绿色化学的化学反应过程，实现“零”排放，不产生污染。绿色化学对生产过程来说，包括节约原材料和能源、淘汰有毒原料、减降废物的数量和毒性。 绿色化学通过改变化学品或生产过程的内在本质，来减少或消除有害物质的使用或产生，是非常科学的，是化学工业可持续发展的基础。

2、绿色化学的原则

绿色化学经过先驱者10多年的研究与探索，总结出了绿色化学的一些理论和原则，为绿色化学的今后研究工作奠定了墓础。P.T .A nastas和J.C. W aner提出的12条绿色化学的原则目前为国际化学界所公认，它反映了近年来在绿色化学领域中所开展的多方面的研究工作内容，同时也指明了未来发展绿色化学的方向。

3、绿色化学主要研究内容

绿色化学的研究主要是围绕化学反应、原料、催化剂、溶剂和产品的绿色化开展的，具体包括：新合成方法和路线的研究，特别是新型催化剂和催化过程的研究；新化学原料的研究，包括生物质资源的沽净转化和综合利用；新反应条件及过程的研究，包括对超临界流体、环境无害的介质等的研究；绿色产品的设计和研制的研究。

4、绿色化学的主要研究对象

4.1 原料的绿色化

现有的化工生产中，仍有不少产品在生产过程中使用着剧毒原料。为了确保环境安全和人类的健康，寻找无毒、无害的原料来生产人类所需的化工产品，是十分必要的。

4.2 化学反应的绿色化

提高化学反应效率符合化学反应绿色化的要求，化学反应的绿色化包括 （1）原子经济性。即最大限度地利用原料和最大限度地减少废物的排放，减少环境污染。 （2）反应的选择性。化学反应的选择性包括位置选择性、化学选择性和立体选择性。

4.3 产品的绿色化

产品的绿色化是绿色化学的关键部分，其实质就是大力研制并且提供人身更安全的环境友好型化工产品，如新的海洋生物防垢剂、THPS杀菌剂、灭火制冷剂、二酰基肼杀虫剂等。可降解塑料、环境友好农药、绿色燃料、绿色涂料、CFCs替代物等等都是很有发展前景的绿色产品，随着技术的进步，越来越多的产品将会取代原来的对环境有害的产品。

4.4 催化剂的绿色化

目前在许多化学反应和化学工艺中，常采用对设备腐蚀较大，污染环境、危害人体健康和社会安全的化学原材料作为催化剂，目前围绕催化剂的绿色化展开的研究主要有：仿酶催化剂、固体酸催化、水溶性有机金属配合催化剂及多相催化体系。

4.5 溶剂的绿色化

溶剂在化学品生产过程中，广泛的用做反应分离的介质或用做清洗剂。当前广泛使用的溶剂是挥发性有机化合物（VOC），其在使用过程中有的会引起地面臭氧的形成，有的会引起水源污染。

4.6 化学设计的绿色化

化学设计的绿色化是利用计算机进行辅助的绿色化学设计。其做法是：首先建立一个尽可能全的化学反应的资料库，利用计算机进行可能的化学反应的组合；其次确定目标产物和可能采用的原料；第三让计算机找出能生产目标产物的反应及所需原料，第四以上一步的原料为目标产物再做搜寻，找出该目标产物的合成反应原料，直到得出预定的原料；最后比较各条可能的反应路线的经济技术性及环境效应，从中选出最佳途径。

4.7 合成技术的绿色化

合成技术的绿色化是近年来发展起来的，其宗旨是要减少有毒有害物质的使用，该技术采用一些特别的非传统的化学方法，获得多种环境效果，改善产品的选择性，降低单位产品的能耗。其中电化学发是新世纪洁净技术的重要方法，该方法在化学反应中无需使用有毒有害试剂，而且还可以使反应在常温、常压下进行，所以，电化学方法在洁净合成中个有独特的魅力。

5、绿色化学的新技术和新工艺

5.1 催化技术

催化剂，不仅可以加速反应的过程，极大地改善化学反应的选择性和提高转化率，提高产品质量、降低成本，而且能从根本上减少或消除副产物的产生，减少污染，最大限度地利用各种资源，保护生态环境，这是绿色化学研究所追求的目标。

5.2 生物技术

生物技术被认为是21世纪最具有发展潜力的产业之一，是当代科学的高新技术，生物技术在医药、食品、能源、冶金、化工、精细化学品的制造等方面具有广泛的应用。它的最大特点在于能充分利用生物质资源，节约能源，易于实现清洁生产，而且可以实现一般化工技术难以实现的化工过程。生物技术主要包括：基因工程、细胞工程、酶工程和微生物工程。

5.3 超声技术

超声技术，即声化学，它是声学和化学的交叉渗透而产生的一门新兴交叉学科。声化学能改变反应的进程，提高反应的选择性，增加化学反应的速率和产率，降低能耗和较少废物的排放，因此声化学技术作为一种安全无害的“绿色技术”，在合成化学中具有广泛的应用。

5.4 膜技术

膜技术包括膜分离技术和膜催化技术。膜分离技术具有成本低、能耗少、效率高、无污染并可回收有用物质等优点；膜催化反应可以“超平衡”地进行，提高反应的选择性和原料的转化率，节省资源，减少污染。因此，膜技术是绿色化学的重要实用技术。膜技术广泛地应用于石油、化工、环保、能源、电子、轻工、食品、医药和生物工程等行业中，将成为当代最有发展前景的高新技术产业。

作者：谢建伟 蔡通 赵琪

绿色化学研究论文 篇2：

绿色化学的研究

摘 要:绿色化学又称环境友好化学、环境无害化学、清洁化学。绿色化学是当今国际化学科学研究的前沿。目前随着绿色化学作为学科前沿方向的逐步形成,在短短的时间内,通向绿色化学的各种途径已隐约可见。这说明绿色化学是有效的,也是有益的。从环境角度来看,它是从源头上消除污染。我国应该及早加强对绿色化学的基本科学问题这个至关重要的跨学科领域的研究。

关键词:绿色化学 研究 环境保护 趋势

一、绿色化学的概念

绿色化学又称环境友好化学、环境无害化学、清洁化学,是指化学反应和过程以“原子经济性”为基本原则,即在获取新物质的化学反应中充分利用参与反应的每个原料原子,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,是一门从源头阻止污染的化学。绿色化学不同于环境保护,绿色化学不是被动地治理环境污染,而是主动地防止化学污染,从而在根本上切断污染源,所以绿色化学是更高层次的环境友好化学。当今,可持续发展观是世人普遍认同的发展观。它强调人口、经济、社会、环境和资源的协调发展,既要发展经济,又要保护自然资源和环境,使子孙后代能永续发展。绿色化学正是基于人与自然和谐发展的可持续发展理论。

二、研究现状

绿色化学是当今国际化学科学研究的前沿。1990年美国颁布污染防治法案并确立其为国策,推动了绿色化学在美国的迅速兴起和发展。l996年,美国政府设立的“总统绿色化学挑战奖”,奖励在利用化学原理从根本上减少化学污染方面的成就。所设奖项包括:(1)变更合成路线奖(2)改变溶剂反应条件奖(3)设计更安全化学品奖(4)小企业奖和(5)学术奖。这比较典型地说明了绿色化学研究的鼓励方向。l997年,由美国国家实验室、大学和企业联合成立了绿色化学院。美国化学会成立了“绿色化学研究所”。日本制定了以环境无害制造技术等绿色化学为内容的“新阳光计划”。欧洲、拉美地区也纷纷制定了绿色化学技术的科研计划。绿色化学与技术已经成为世界各国政府关注的最重要的问题与任务之一。政府直接参与,产学研密切合作已经成为国际上绿色化学研究与开发的显著特点。此外,有关绿色化学的国际学术会议不断增加,展示了有关绿色化学的最新研究成果,受到学术界的高度重视,如美国每年有以绿色化学为主题的Gordon Conference。1999年的绿色化学的Cordon Conference在英国牛津召开,在欧洲掀起了绿色化学的浪潮,在英国出版了“绿色化学:理论与应用”专著。1999年开始还创办了绿色化学(Greenchemistry)英文国际杂志。总之,绿色化学与技术研究已成为国外企业、政府和学术界的重要研究与发展方向。在我国,绿色化学的提出已有7年的历史, 1995年中国科学院化学部确立了《绿色化学与技术——推进化工生产可持续发展的途径》的院士咨询课题,并建议国家科技部组织调研,将绿色化学与技术研究列入‘九五’基础研究规划。l997年国家自然科学基金委员会与中国石油化工集团公司联合资助了‘九五’重大基础研究项目“环境友好石油化工催化化学与化学反应工程”。中国科技大学绿色科技与开发中心在该校举行了专题讨论会,并出版了“当前绿色科技中的一些重大问题”论文集;香山科学会议以“可持续发展问题对科学的挑战——绿色化学”为主题,召开了第72次学术讨论会。l998年,在合肥举办了第一届国际绿色化学高级研讨会;《化学进展》杂志出版了绿色化学与技术专辑;四川联合大学也成立了绿色化学与技术研究中心;l999年国家自然科学基金委设立了“用金属有机化学研究绿色化学中的基本问题”的重点项目;1999年5月在成都举办了第二届国际绿色化学高级研讨会,《绿色化学与技术》专著即将出版,上述活动已推动了我国绿色化学的发展。在这种背景下,组织“绿色化学基本科学问题”的研讨是十分重要的。

绿色化学是一门具有明确的社会需求和科学目标的新兴交叉学科。从科学观点认识,绿色化学是传统化学思维方式的更新和新发展;从环境观点认识,它合理利用资源和能源,降低生产成本,符合经济持续发展的要求。绿色化学的目的是把现有化学和化工生产的技术路线从“先污染后治理”,改变为“从源头上根除污染”,它从源头上避免和消除对生态环境有毒有害的原料。催化剂溶剂和试剂的使用和产物、副产物的产生,力求使化学反应具有“原子经济”性,实现废物的“零排放”。因此,绿色化学是发展生态经济和工业的关键,是实现持续发展战略的重要组成部分。

三、存在问题

绿色化学的基本科学问题是研究应该注意利用当代物理先进技术与化学方法相结合、生物转换技术与催化理论相结合;绿色化学的选题内容应该以国家重大目标、国计民生相关和国民经济可持续发展作为主要背景,在突出国家重大需求的前提下体现更超前、更基础、更长远的原则;发展绿色化学的核心科学问题是研究新反应体系包括新合成方法和路线寻求新的化学原料包括生物的资源探索系的反应条件如超临界流体、环境无害的介质以及设计和研制绿色产品,这就要求化学家和科研工作者进一步认识化学物质本身的科学规律,通过对相关化学反应的热力学和动力学研究探索新型化学。键的形式和断裂的可能性及其选择性的调节与控制、发展新型化学反应,推动化学学科的发展。

四、绿色化学与环境保护

目前随着绿色化学作为学科前沿方向的逐步形成,在短短的时间内,通向绿色化学的各种途径已隐约可见。这说明绿色化学是有效的,也是有益的。从环境角度来看,它是从源头上消除污染。其目的是要把现有化学和化工生产的技术路线从“先污染、后治理”改变为“从源头上根除污染”。为了更明确表述绿色化学这一“良苦用心”,人们提出了5R理论:

1. 减量——Reduction 减量是从省资源少污染角度提出的。减少用量、在保护产量的情况下如何减少用量,有效途径之一是提高转化率、减少损失率。减少“三废”排放量。主要是减少废气、废水及废弃物(副产物)排放量,必须是在排放标准以下。

2. 重复使用——Reuse 重复使用这是降低成本和减废的需要。诸如化学工业过程中的催化剂、载体等,从一开始就应考虑有重复使用的设计。

3. 回收——Recycling 回收主要包括:回收未反应的原料、副产物、助溶剂、催化剂、稳定剂等非反应试剂。就拿我们县里的制砖行业来说,现在绝大部分的已采用煤矸石制砖。这很大程度减少了煤炭采选业的烦恼,即煤矸石量过多,无处堆放。

4. 再生——Regeneration 再生是变废为宝,节省资源、能源,减少污染的有效途径。它要求化工产品生产在工艺设计中应考虑到有关原材料的再生利用。目前在这方面比较典型的企业,在我们县里就算是铅锌废渣回收再利用了。一种工艺是浮选铅锌废渣中仍然存在的铅、锌产品;另一种工艺是通过回转窑再次提炼出铅锌废渣中的有效资源。又如之前我们焦化厂利用瓦斯发电,还有现在着手建设中的煤焦油加工回收,煤气发热等行业的兴起和建成,势必一定程度上改变原有焦化行业污染严重的面貌。

5. 拒用——Rejection 拒绝使用是杜绝污染的最根本办法,它是指对一些无法替代,又无法回收、再生和重复使用的毒副作用、污染作用明显的原料,拒绝在化学过程中使用。

五、发展的趋势

考虑到国际科学研究前沿的发展趋势和我国可持续发展战略的要求结合国家重大需要科学研究的基础,我国应该及早加强对绿色化学的基本科学问题这个至关重要的跨学科领域的研究,就是要以体现当代最新科学技术的物理、化学、生物手段和方法,从源头根除污染实现化学与生态协调发展为宗旨,来研究环境友好的新反应、新过程、新产品。

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作者：陈 静

绿色化学研究论文 篇3：

绿色化学的研究与应用

绿色化学(Green Chemistry),又称为环境无害化学( Environmentally Benign Chemistry)、环境友好化学( Environmentally Friendly Chemistry)、清洁化学(Clean Chemistry)。是用化学的技术和方法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、副产物等的使用和产生。绿色化学的理想是不再使用有毒、有害的物质,不再产生废物,不需处理废物,是一门从源头上阻止污染的化学。

一、绿色化学的重要性

迄今为止,化学工业的绝大多数工艺都是20多年前开发的。近年来,由于化学工业向大气、水和土壤排放了大量有毒、有害的物质,以1993 年为例,美国仅按365 种有毒物质排放估算,化学工业的排放量为13.6×109 kg,这导致加工费用从原材料、能耗和劳动力费用扩加了废物控制、处理和埋放、环境监测、达标、事故责任赔偿等费用。从环保、经济和社会的要求看,化学工业不能再承担使用和产生有毒、有害物质的费用,需要大力研究与开发从源头上减少、消除污染的绿色化学。1990年美国颁布了污染防止法案,将污染防止确立为美国的国策,而绿色化学正是实现污染防止的基础和重要工具。目前,绿色化学的研究已成为国外企业、政府和学术界的重要研究与开发方向,这对我国既是严峻的挑战,也是难得的发展机遇。

二、绿色化学在实际中的应用

1.绿色化学在农药中的应用

由于农药及其在环境介质间传递所引起的污染很难根治,近年来研究者的注意力从农药的强杀伤力和广谱性上逐渐转移到高选择性和环境友好型农药的研究上来,高效、安全的农药品种在市场上渐唱主角。在众多的新型农药中,生物农药可以说是绿色农药的首选。 近年来,我国已经生产了一些植物源农药,用于绿色食品生产中,如苦楝素、鱼藤酮、苦参碱、藜芦碱等,绝大部分植物源杀虫剂都具有对人畜安全、不污染环境、不易使害虫产生抗药性等优点。开发单一活性异构体农药或降低产品中无效、低效性异构体的比例是当代农药生产的发展方向之一,如顺式氰戊菊酯、顺式氯氰菊酯的药效分别是氰戊菊酯、氯氰菊酯的4倍和2～3倍。目前生物农药还不能实现大规模的生产,进行大面积快速防治时效果不理想, 很难在短时期内成为农药的主力军。模拟天然物质结构合成、开发新剂型以及采用绿色合成技术生产低毒无害的绿色化学农药,将是未来农药的重要发展方向。

2. 绿色化学在洗涤剂中的应用

多年来, 洗涤剂类化学品是最易引起社会公众注意的一大类生活必需品。洗涤剂工业不仅要考虑产品的性能、经济效益, 还更需要有良好的环境质量做保证。

表面活性剂对人体的温和性、安全性及环境相容性一直为人们所关注,通过研究结构性能关系进行分子设计, 开发和使用性能优越、对人体温和、生态友好的新型"绿色"表面活性剂已成为表面活性剂和洗涤剂生产商的生态责任。温和型表面活性剂, 如烷基多苷(APG) 、醇醚羧酸盐(AEC) 、脂肪酸甲酯磺酸钠(MES) 、脂肪酸甲酯乙氧基化物(FMEE) 和葡糖酰胺(AGA) 等的用量将增大。

3.绿色化学在水处理中的应用

在工业用冷却水中加入高效稳定剂,可将生产中的直流冷却水(一次性用水) 改成循环冷却水,从而节省大量的淡水资源。从绿色化学的角度考虑,新型缓蚀剂是用铂酸盐替代原来的铬酸盐和重铬酸盐,由脂肪胺替代芳香胺,其毒性和污染性都显著降低,如用绿色产品聚天冬氨酸替代原来的有机磷酸铬和磷酸盐类。

中水是生活污水和工业污水经绿色化学技术处理以后,可用于工农业生产的非饮用水。近年来淡水资源日趋紧张,中水的生产越来越得到人们的重视,我国在北京、上海等地先后建成了具有一定规模的中水生产装置。

4.绿色化学在有机合成上的应用

1991年美国著名有机化学家Trost首先提出了原子经济性的概念,认为高效的有机合成应最大限度地利用原料分子中的每一个原子,使之结合到目标分子中,实现零排放。目前在大工业品中,如氢甲酰化反应、Ziegler-Natta 聚合、从丁二烯和氢氰酸合成己二腈等都是原子经济性反应的典范。

5.绿色化学在轻化工业中的应用

轻化工业的绿色化生产,主要是指制革工业、造纸工业以及发酵工业的绿色化生产。仅造纸行业每年有害废水的排放量就高达50亿吨,占全国工业废水总量的1/6,其中90%以上是难以降解的制浆黑液和漂白废水(白液)。因此,一方面要研究开发源头绿色化的轻化工业生产工艺技术,另一方面要改造传统的生产工艺,使之逐步绿色化。

铬鞣仍然是皮革生产中使用的主要鞣制方法,铬以及皮革中的三价铬可能被氧化为致癌的六价铬,对环境和人体健康危害严重。就目前的情况来看,采用单独的无铬鞣法还不能完全达到铬鞣皮革的目的。但无铬鞣应该是未来的发展趋势。THP盐(Tetrakis Hydroxymethyl Phosphonium Salt,四羟甲基磷盐) 是近年来比较受到关注的一种无铬化鞣剂,由于它本身还具有阻燃、杀菌、防腐和助染等性能,可以在鞣制的同时赋予皮革更多的功能性,被认为是一种极具前途的有机鞣剂。蒋岚等利用丙烯酸树脂和THP盐结合鞣制,得到皮革的收缩温度可达到85℃。

6.绿色化学在分析化学技术中的应用

随着环保意识的增强,人们发现化学分析全过程也是化学物质污染排放源。传统的样品处理技术,往往伴随着大量的污染产生,特别是大量的废酸、废气以及有机溶剂废液,既危害环境又危害分析者的身体健康。因此,近年来人们致力于少用或不用有机溶剂和其他化学试剂,而是进行绿色分析化学技术的研究与开发。绿色分析化学正逐渐成为绿色化学的核心学科之一,化学分析的主要污染物来自于样品处理,绿色样品处理技术的研究与开发是绿色分析技术研究的重点,从微波消解(MWD)、微波萃取技术、固相萃取(SPE)、固相微萃取(SPME)、超临界流体萃取(SPE)等方面达到绿色化。在绿色分析测试技术方面,一些测试技术能够原位采样和收集数据,实现从样品收集、准备,到分析测试的各个阶段,都不需要任何溶剂,如X射线荧光分析法( XRF)、近红外技术(NIR)、扫描电镜(SEM)-能谱分析技术、电子探针( EMPA)技术和质子荧光分析法( PIXE)等。还有一些测试技术需用样品量、有机溶剂少,对环境污染小,如毛细管电泳(CE)、顶空气相色谱等。

7.绿色化学在高分子材料中的应用

高分子材料由于本身结构的特点,不容易降解。2000年我国废旧塑料在600万吨以上,而回收利用率仅为10%。 实施高分子材料绿色工程是解决高分子材料带来的环境问题的关键所在:首先在材料的合成制备阶段,从源头上制止废弃的高分子污染,在分子链中引入对光、热、氧、生物酶等敏感的基团。其次是利用无污染的物理方法来改善废弃高分子材料的相容性和加工流变性,制备具有一定使用价值的废弃高分子材料;或通过聚合物的可控解聚和降解,从废弃材料中回收有经济价值的单体、低分子量油脂及其他化学品。可生物降解塑料包括光降解塑料、生物降解塑料、光降解-生物降解塑料(目前公认的产品是聚乳酸),2002 年全世界生物降解塑料的市场已经达到3.5万～4.0万吨。目前开发的生物降解塑料包括天然高分子的合成、微生物发酵合成以及化学合成三个大类几十个品种,主要应用于医用材料(药物送达和缓释体系,可吸收性术后缝线,骨科用器材)、包装材料(容器,薄膜、片材,发泡缓冲包装材料,涂覆材料) 、农用材料和水产用品。

8.绿色化学在能源中的应用

我国是世界上最大的煤炭生产国和消费国,煤炭为国民经济做出巨大贡献的同时,也带来了一系列的环境污染问题。

将生物物质用作化学原料和能源是绿色化学的战略目标。地球上的绿色植物每年产生的碳氢化合物高达300 亿吨以上,其能量储备相当于8万亿吨煤或8百亿吨石油,且可在自然环境中降解。如可将淀粉或纤维素降解成葡萄糖,再用细菌发酵和(或)酶进行催化,生产出我们所需的化学物质。Texas A&M 大学的Holtzapple M教授利用废弃的生物物质经石灰消化处理,然后进行发酵,生产出有机化学品和燃料。此外,太阳能、水力能、海洋能、风力能、生物物质能均属于清洁能源。我国水力能资源丰富,水力能实际可利用2.5亿千瓦;全国陆地表面每年接受太阳能相当于1.7亿吨标准煤的能量。如果能够合理开发和利用这些清洁能源,既可以替代相当部分的矿物能源,又可减少环境污染。

三、展望

目前的绿色化学还并不是完全的绿色化学,从现有技术来看,很多绿色化学反应仅仅是将污染尽可能地减少,并没有达到绿色化学理论所说的那样没有污染。其次,很多反应的原子利用率也很低,几乎没有一个反应能同时满足美国化学会提出的绿色化学的12项准则。今后,生物技术在绿色化学发展中将会占到很大的比例。如用基因工程菌来生产疫苗、药物和化学品;用植物和动物的细胞或组织生产木质素高分子材料、蛋白质或脂肪酸高分子材料,来替代非生物降解或不完全生物降解的高分子材料及其他化学品;在酶工程方面,基于天然酶构象的印迹酶、抗体酶等人工酶和定向进化后的酶分子,将会是今后研究的热点内容。化学反应方面将沿着无害原料、绿色反应条件、环境友好产品的方向发展。光化学和电化学的发展将更加受到重视,非有机溶剂反应的研究将会吸引更多的科学家,固体酸碱将代替液体酸碱进行反应和催化。

(作者单位:湖南省长沙环境保护职业技术学院)

作者：何冰崎　蒋利华　刘晶晶