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绿色化学发展及技术分析

绿色化学发展及技术分析

摘要:绿色化学是当前化工和化学研究的发展方向,对于现代工业的发展有非常重要的作用,对于化学技术以及化工产业发展也具有良好的作用。对绿色化学及其技术发展进行了分析,阐述了绿色化学的含义,并总结了当前绿色化学技术及其相关应用,探讨了绿色化学技术发展的趋势。

关键词:绿色化学;化学技术发展;化学技术应用

化学及其技术在工业生产当中应用非常广泛,化工行业、石油行业、加工行业以及制药行业当中都应用化学技术,而化学技术在发生反应的过程中,很容易出现环境污染问题,影响到人们赖以生存的环境建设,所以在当前化学以及技术应用的过程中,非常注重绿色化学的研发,减少化学技术应用过程的环境污染问题,从而保证化学技术应用更加高效。

1绿色化学阐述

绿色化学是现代化学发展的一种新理念,其主要是指在化学研究中,研究绿色无污染的化学知识以及技术。绿色化学也被称作为环境友好化学、在其化学研究以及技术发展的过程中,希望通过绿色化学的良好研发,减少化学使用过程中造成的环境污染以及人类健康影响等负面作用,从而提升化学知识及化学技术的使用效率。绿色化学研究发展的过程中,也是对化学学科全面性的研究和发展。在具体研究中对化学有机合成、化学催化、生物化学分析等全面的化学知识进行绿色创新,通过绿色化学的研发对于人类使用化学技术的安全防护、化学工业生产安全、生态环境和谐建设都有非常重要的积极影响。绿色化学是新型化学知识理念,其中心主旨是在使用绿色化学的过程中减少环境污染,而其知识理论与现代研发的污染控制化学有一定的区别,其根本目的不是通过化学技术控制环境,而是在环境保护和健康保护的基础之上研发化学知识和技术。在世界工业化发展的背景下,世界环境也在一定程度上遭到了严重的破坏,化学工业生产中,对生产人员以及技术人员的危害性也比较大,所以在此背景下研究绿色化学技术,对于环境保护建设起到了积极的作用,也是未来化学技术的发展方向。

2绿色化学技术介绍

绿色化学技术是在绿色化学基础之上发展而来的新型化学技术,对于化学工业的技术应用起到了一定的推动作用。当前在绿色化学研发的背景下,绿色化学技术也被积极研发。

2.1不对称催化合成

化学技术中,化学合成以及化学拆分是重要的化学反应,也是当前社会中应用最为广泛的化学工业技术之一。而在当前绿色化学技术发展的过程中,研究发展了不对称化学催化合成技术,而传统的化合物制备中,发酵方法是非常重要的方法,但是使用发酵方法进行化学合成的过程中存在一定的弊端,其主要问题是在生成产物的过程中,有将近1/2的产物是无效产物,无法进行化学再生产,所以也就导致使用光化学污染的过程中存在一定资源大量浪费的问题。而在当前绿色化学技术研究的过程中,选择研发更具有效率的不对称催化技术。不对称催化技术与传统的发酵化学技术有所不同,其在使用的过程中,利用手性增值的方法进行催化生成物,并且在其具体进行化学反应的过程中,不受到生物类型的限制,可以在使用催化剂材料之后,可以生产R异构体和S异构体,极大程度上提升了化学反应的效率,减少了传统发酵化学技术应用过程中出现的浪费问题,实际上也降低了化学生产中的成本。

2.2酶催化和生物降解

生物技术是一种新型化学技术,同时也是绿色化学技术发展的主流方向,采用生物技术可以真正意义上达到绿色环保,其化学反应过程中,生成有害物质极少。如,在现代绿色化学技术发展的过程中有酶催化技术以及生物降解技术,是生物分子技术重要的组成部分。首先,酶催化绿色化学技术是利用酶在高温和高压下发生的反应,酶在水中能够实现良好的反应,保证酶反应系统工作更加良好,同时也保证酶反应工作更加合理。现代绿色化学技术研发过程中,将生物酶作为一种催化剂使用到化学反应当中,使用酶作为催化剂参与到化学反应中,可以实现手性合成率达到100%,从而促进细胞化学生成,推升化学反应效率。其次,在当前绿色化学技术研发的过程中,还针对生物降解技术进行了研发,生物降解技术是利用微生物的活性,对物体的有机原色以及部分生物元素进行合理的治理,保证生物元素降解更加高效,另外采用到微生物进行降解,其讲解过程中产生的有害物质相对也比较少,具有非常良好的发展空间。

2.3活化分子氧和多功能性氧化反应

氧化过程是化学生产过程中十分重要的模块,很大一部分化学产品生产都要进行氧化反应,对于化学技术的使用以及化学反应效率提升有非常重要的作用。而在实际的化学反应过程中,在绿色化学技术研究的过程中,活化分子氧和多功能性氧化反应是非常重要的技术发展方向,对于化学生产有非常重要的作用。如在石油有机化学品生产的过程中,在实际的化学品制造过程中,石油内烃分子的还原状态会在一定程度上阻碍反应,影响反应的实际效率,而在当前的石油化学品生产过程中,选择使用活化多功能氧化反应,在实际的化学反应中含氧基团,能够增加石油烃分子反应,解决实际化学反应中出现的烃分子反应问题,提升化学反应效率。

2.4清洁能源中的化学技术

清洁能源是当前世界能源的发展方向之一,对于未来社会的发展有非常重要的作用,在清洁能源研发过程中,绿色化学技术的研发使用也十分关键。如氢气能源是现代新能源中非常重要的能源,在氢气制取的过程中,采用绿色化学技术非常关键。如在实际的氢气制取过程中,选择使用TiO2进行光催化分解水制氢气就是一种非常重要的绿色化学技术,是一种超前的制氢气方法,其使用过程中具有高效环保的作用,也在一定程度上提升了氢气制取的效率。另外,在绿色化学技术中还有生物制氢气方法,其中生物制取氢气方法主要是利用生物活性酶进行氢气制取,从而做到高效环保。

3绿色化学技术的具体应用

绿色化学技术的发展对于化学技术的应用推广也有非常重要的作用,在实际的绿色化学技术研发过程中,还包括新型化学分离技术、绿色化学化工结合技术等,当前绿色化学技术在环境保护、化工生产等方面都有广泛的应用,对于社会生产而言也起到了一定的积极作用。

3.1绿色化学技术在环境治理中应用

绿色化学技术的研发根本目的是减少化学技术使用过程中的环境污染以及健康影响,而其在具体应用的过程中,也可以应用到环境治理和环境保护当中。环境污染的主要影响因素是废水、废气以及垃圾的随意排放和丢弃,而废水废气使用过程中,其内部存在一定的化学变化,所以在实际的环境污染治理过程中,同样可以使用到绿色化学技术进行治理,具体可以从以下几方面进行阐述。(1)水污染治理过程中使用绿色化学技术,能够在最大程度上提升水污染治理的效率,并减少环境污染。在当前水污染治理过程中,使用到的治理技术包括先进的滤膜技术,滤膜技术是绿色化学技术中非常重要的组成部分,采用膜可以实现对水体当中的杂质过滤,并对水体进行有效的净化。如在当前污水治理的过程中,可以选择使用超滤膜技术,保证水污染治理更加高效。另外,在当前水污染治理中,还可以使用绿色生物技术,利用生物活性对污染水体中的污染物进行分解或者吸附,做到水体合理净化。(2)在废气污染治理的过程中,也可以使用绿色化学技术,通过绿色化学技术的使用,最大程度提升废气治理效果,实现了环境保护。我国空气污染问题一直都比较严重,其主要原因包括两点。①现代工业生产中,气体未经处理就随意排放,严重影响大气环境。②现代交通运行中,大量的汽车尾气排放严重超标,造成了严重的环境污染问题。在当前,大气污染中主要污染物包括悬浮颗粒、氮氧化物以及二氧化硫等物质,如不及时治理还会对水体造成一定的影响,如地区内出现雾霾或者出现酸雨问题,会对环境造成严重的破坏。而在实际的废气污染治理中,应用绿色化学技术一般是从源头做起,从清洁能源研发到工业废气排放治理两个方面进行。如在当前绿色化学技术应用中,采用绿色化学技术可以制取氢气等清洁能源,实现汽车尾气的合理控制,保证空气污染能得到良好的治理。另外一方面,空气污染治理的过程中,选择在工厂生产过程中,对废气进行治理后再排放,实际的废气处理中,采用煤炭生物脱硫技术,能够在最大程度上减少空气污染,实现绿色环保。在当前化工生产中,选择使用煤炭生物脱硫技术进行废气治理,实际应用中采用了微生物絮凝法、生物浸水法等绿色化学技术,能够使煤炭有效脱硫,减少煤炭使用中二氧化硫的产生,从而减少工业废气对环境的污染。(3)绿色化学技术在固体垃圾处理当中的应用。固体垃圾是城市生活垃圾,其在产生后由于内部发生一系列的化学变化,也会直接影响到城市环境,所以实际的城市环境治理过程中,应用绿色化学技术对固体垃圾进行有效的治理非常关键。传统的城市固体垃圾处理过程中,通常使用到垃圾焚烧以及垃圾填埋的方法,但是使用焚烧和填埋的方法处理效率存在一定的问题,并且在实际的处理过程中,也很容易出现二次环境污染问题。而在当前城市固体垃圾处理的过程中,选择使用绿色化学技术进行处理,能够达到改善环保的作用。如实际的处理中使用生物降解技术,对于城市固体垃圾中可降解的垃圾进行合理处理,从而保证城市垃圾处理更加高效。另外,在当前城市固体垃圾处理中还应用有电离气化技术,也是绿色化学技术。

3.2绿色化学技术应用于化学生产

在当前绿色化学技术生产过程中,还应用绿色化学技术,其对于化学生产效率提高以及化学生产危害性的降低有非常重要的作用。

4绿色化学技术的发展趋势

绿色化学技术是当前化学知识和技术的发展方向,对于化学工艺的优化提升有非常重要的作用。而在未来绿色化学技术主要发展方向包括化学技术循环使用、再生、清洁能源、变废为宝等多种发展方向。

5结束语

介绍酶催化绿色化学技术、氧化绿色化学技术、清洁能源绿色化学技术等多种新型绿色化学技术,并指出了绿色化学技术在现代社会发展中的应用。

参考文献

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作者:王京山 单位:淮北师范大学