一、绿色化学的定义“绿色化学”这个名称最早出现在美国环保局的官方文件中,以突出化学对环境的友好。
1995年,美国总统克林顿、副总统戈尔专设了“总统绿色化学挑战奖”,以推动社会各界进行化学污染预防和工业生态学研究,鼓励支持重大的创造性的科学技术突破,从根本上减少乃至杜绝化学污染源。
由于上述原因,使得“绿色化学”这个名称广为传播。
绿色化学又称环境无害化学、环境友好化学、清洁化学。
绿色化学即是用化学的技术和方法去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。
绿色化学的理想在于不再使用有毒、有害的物质,不再产生废物,不再处理废物。
它是一门从源头上阻止污染的化学。
它涉及到有机合成、催化、生物化学、分析化学等学科,内容广泛。
二、绿色化学的特点(绿色化学“12条原则”)绿色化学品应该具有这样两个特点:(一)产品本身不会引起环境污染或健康问题,包括不会对野生生物、有益的昆虫和植物造成损害;(二)产品被使用后,在环境中可以降解为无害的物质。
针对这两大特点,绿色化学品的生产应该满足以下12条原则:1、不让废物产生而不是让其生成后再处理。
环境都有自己的承载能力,而对于污染其有一定的自净能力,当污染没有超过它的自净能力时,它便能够处于原先的平衡,也就是我们所说的生态平衡。
而当此平衡被破坏时,物种之间的关系也将发生变化,而这些变化很多都是不可逆转的,平衡破坏了就难以恢复。
先污染后治理是非常不科学的做法。
2、最有效地设计化学反应和过程,最大限度的提高原子经济性,将所有的起始物质嵌入到最终产物中。
近年来,开发原子经济性反应已成为绿色化学研究的热点之一。
实现反应的高原子经济性,就要通过开发新的反应途径、用催化反应代替化学计量反应等手段,使反应过程中所用的物料能最大限度地进到终极产物中3、尽可能不使用、不产生对人类健康和环境有毒有害的物质。
4.设计的化学产品应在保持原有功效的同时,尽量使其无毒或毒性很小。
设计化学反应的生成物不仅具有所需的性能,还应具有最小的毒性。
在设计方案时,要尽量避免使用和生成毒性较大的、容易形成污染的物质,尽量选择污染少的实验方法和实验装置。
在无法避免使用或者产生有害物质和污染的情况下,方案必须包括有效保护和消害处理措施。
5、尽可能不使用辅助性物质(如溶剂、分离试剂等),如需使用也应是无毒无害的。
用无毒、无害的溶剂取代挥发性的有机溶剂也是绿色化学的重要研究方向。
目前广泛使用的挥发性有机溶剂不仅会污染水源,还会引起地面臭氧的形成。
用超临界流体,特别是超临界二氧化碳来代替有机溶剂,其最大的优点是无毒、不可燃、价钱便宜。
6、在考虑环境和经济效益的同时,尽可能使能耗最低。
在设计化学反应时尽可能降低化学过程所需能量,合成程序尽可能在大气环境的温度和压强下进行。
高温和高压都需要浪费大量的能量,这些我们要尽量避免。
7、技术和经济上可行时应以可再生资源为原料。
利用生物或农业废物如多糖类制造新型聚合物,这样同时解决了多个环保问题,其优越性在于聚合物原料单体实现了无害化。
生物催化转化方法优于常规的聚合方法,它的聚合物还具有生物降解功能。
8、应尽可能避免不必要的衍生过程(如基团的保护,物理与化学过程的临时性修改等)。
采用价格便宜易得的反应原料,经过简单安全的、环境可接受的和资源有效利用的操作,快速和高产率地得到目标分子。
减少那些不必要的,可能产生有毒或者无用物质的操作流程非常重要。
9、尽可能使用性能优异的催化剂,而不是提高反应物的配料比。
催化剂不仅能改变热力学上可能进行的反应速率,还能有选择地改变多种热力学上可能进行的反应中的副反应,选择性地生成所需目标产物,因此在实现化工工艺与技术的绿色化方面举足轻重。
高效无害催化剂的设计和使用成为绿色化学研究的重要内容,选择性对于催化剂的评价和绿色程度的评价来说尤为重要,选择性的提高可开辟化学新领域,减少能量消耗和废物产生量。
目前有关绿色化学的研究中有相当的数量是应用新型催化剂对原有的化学反应过程进行绿色化改进,如均相催化剂的高效性、固相催化剂的易回收和反复使用等。
这类研究几乎无一例外地描述了对反应绿色化改进的程度,或者减少了试剂的使用,或反应条件更加温和,或反应更加高效和高选择性,或催化剂多次重复使用和回收等。
10、设计化学产品时,应考虑当该物质完成自己的功能后,不再滞留于环境中,而可降解为无毒的产品;11、应发展实时分析方法,以监控和避免有毒有害物质的生成,在有害物质形成前加以控制。
12、尽可能选用安全的化学物质,最大程度地减少化学事故发生,如气体释放、爆炸和着火等。
三、绿色化学在绿色材料方面的分类及应用材料是人类生存和科学技术应用的物质基础,经常成为社会发展的重要标志。
所谓“绿色材料”又称生态环境材料,它的制备、生产及应用过程就满足绿色化学品的所有特点。
其主要特征是材料本身的先进性、生产过程的安全性和使用的合理性。
“绿色材料”涉及到材料的设计、生产、运输、销售、使用和处理等环节。
它包括绿色净化材料、绿色能源材料、绿色建筑材料、绿色循环材料等。
1、绿色净化材料在化学材料工业上,通常把能分离、分解或吸收废气、废液的材料称为绿色净化材料。
随着改革开放,我国的城市规模在不断扩大,车辆激增,致使大、中城市污染正由煤烟型向尾气型转化,汽车尾气的排放已成为造成城市环境问题的主要原因之一。
面对日益严重的汽车尾气污染,尾气净化材料的研制就显得迫在眉睫,一般可采用催化转化的办法来消除汽车尾气中的有毒气体。
在1996年以来,美国一些主要汽车公司与中国有关科研部门通力合作,联合开展贵金属及稀土材料复合的汽车尾气催化剂的研制,在绿色净化材料的研究领域中迈出了重要的一步。
2、绿色能源材料绿色能源是指洁净的能源,废热能源等,如太阳能、风能、水能、废热、垃圾发电等。
太阳能是人们最熟知的洁净能源,在城乡各种住宅的楼顶屋面上林立的太阳能热水器,显示着太阳能这种绿色能源正深入人们的日常生活。
太阳能无污染、储蓄丰富,可永久为人类服务。
从化学环保的角度而言,控制城市大气污染,尤其是尾气污染,其主要出路还在于绿色能源的开发和利用。
1998年9月,北京市采取了治理大气污染的紧急措施,其中包括推广使用清洁燃料车,即采用液化石油气和压缩天然气作为汽车的替代燃料。
然而,替代燃料车只是“过渡性环保车”,燃料电池车才是最终的环保车,它以零排放、高效、能源安全和巨大的高科技潜在市场等特征在21世纪具有强大的综合竞争优势。
3、绿色建筑材料悉尼奥运会之所以被称为“绿色奥运”,与其体育场馆建设中大量使用绿色建筑材料不无关系。
绿色建筑材料的标准既要满足强度要求,又要最大限度地利用废弃物,并且具有节能、净化功能,还要有利于人类的身心健康。
最近,BASF公司在法国和西班牙的工厂推出了一种典型的绿色建筑材料——挤塑聚乙烯泡沫隔热板,主要用作建筑和土木工程方面的建筑材料,该产品的主要特点是对环境无污染和可回收再生利用。
4、绿色循环材料随着可持续发展战略意识的增强,人们已逐渐认识到,所谓废弃物不过是放错了位置的资源,循环材料的开发受到广泛的重视。
绿色循环材料主要指用固体废弃物制造的、可再循环制备和使用的材料,如再生纸、再生塑料、再生金属以及再循环利用的混凝土等。
绿色循环材料一般具备以下四个特点:(1)可多次重复循环使用‘(2)废弃物可作为再生资源;(3)废弃物处理消耗能量少;(4)废弃物的处理对环境不产生新的污染。
循环材料的使用已逐渐为人们所接受,如不少单位的广告和名片印制采用了再生纸,不少政府部门和企业也把再生纸作为日常办公用纸。
利用循环材料的另一个例子就是用生活垃圾发电,这已成为绿色循环材料开发中的一个热门话题。
如近年来在英国出现了一种别具一格的垃圾反应堆,看外型它类似于原子反应堆的安全壳,可容纳下300万吨的腐烂物质,通过抽气泵从反应堆竖井或卧井中抽出垃圾反应后产生的气体,可从中分离出高纯度的甲烷作为化工厂和轻纺业的燃料,并可用作价格低廉的原料。
绿色循环材料的开发和利用,使一向被人们所唾弃的垃圾身价倍增,成了能源再生的宝库。
四、绿色材料的发展现状及前景全球的工业化,城市化将继续发展,人口还要继续增加,传统能源逐渐耗尽,环境保护不断深入人心。
传统化学材料虽在生产和生活当中做出了巨大贡献,但很也增加了对环境的压力。
联合国环保小组反复强调:“保护环境是可持续发展的重要内容,直接关系到全球经济建设的成败。
”然而绿色材料以其“原子子经济性”为基本原则,一方面充分利用资源防止浪费,另一方面实现“零排放”,达到不污染环境的效果。
绿色材料正是基于人与自然和谐发展的可持续发展理论。
可以说,绿色材料为化学的发展注入了新的活力,是新世纪最重要的科学领域之一,是实现污染预防最基本的科学手段,对人类的可持续发展有极其重要的意义,绿色材料对人类未来生活都有着不可估量的巨大意义。
无论是从社会发展的大环境、国家的政策还是从人们逐渐转变的理念来看,绿色材料的发展都处在非常有益的阶段,是非常有前途更是“有钱途”的领域。
五、我们公司与绿色化学相关的产品及绿色印刷项目的现状1、咱们公司与绿色化学相关的产品(项目)咱们公司对环境保护非常重视,在新产品开发时就要求将绿色环保作为前提。
例如,咱们公司新开发的免处理CTP版材就是得到国家领导人高度评价的新型环境友好产品。
咱们公司和高校合作开发的聚合物太阳能电池项目也是绿色环保型新项目。
2、绿色印刷先进材料项目组的介绍。