浅析绿色化学在有机化学化工中的应用

浅析绿色化学在有机化学化工中的应用

李朋朋

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摘要：现阶段，我国越来越注重绿色化学。绿色化学是实现化工生产可持续发展的重要保证。21 世纪，化工领域最为重要的研究方向就是绿色化学。为了提高有机化学生态化发展水平，必须在有机化工生产中，积极渗透绿色化学理念。文章首先介绍了绿色化学和有机化工的概念，然后就绿色化学在有机化工生产中的应用进行了具体的介绍，仅供参考。

关键词：绿色化学；有机；化学化工

引言

自然学科中相当重要的一门学科就是化学，人们的生活和社会的发展离不开化学，它为人类社会发展带来了很多的便利，也作出了众多杰出的贡献。然而，化学化工产品给人们带来利益的同时，其发生反所排出的有毒物质也给生态环境带来严重的负面影响。基于此，绿色化学的概念诞生了，绿色化学的潜力是巨大的，能够在一定程度上改善化学对自然界与生态环境的伤害，减少化学化工造成的污染，从而保护生态环境。本文对绿色化学在有机化学化工中的应用进行详细分析，希望能够为化学化工持续发展提供一定的助力。

1绿色化学的涵义

绿色化学是近几年的热点话题，一般来说，绿色化学指的是不对环境造成危害的化学，能够有效降低化学化工应用中导致的环境污染问题的发生率，同时创建持续的无公害运行流程。化学化工生产的体系中，要坚持绿色环保的应用原则，研发制造无污染、无公害及无破坏力的环保型产品，提高化学产品的品质，构建全面提高技术与经济监管结构的平台，从而保障管理工作的优化与开展。在实际应用中，绿色化学需要根据化学物质合成、催化及检测等一系列的流程实现化学产品的生产检测，其中涉及到各个工序流程的监督与管理，才能保证制造的化学化工产品是绿色无公害的。绿色化学，也叫环境无害化学，具体指的是，在化工生产中，尽可能不应用可能会对人体或者环境产生有害影响的物质。与其说绿色化学是一种原理，倒不如说绿色化学是一种理念，仅仅围绕绿色、环保等准则，生产对人体或环境无危害、无影响的产品，同时降低或消除生产过程对人体和环境的影响和伤害。绿色化学理念涉及到的化工生产环节主要有 ：化学物质合成、化学物质检测以及化学物质催化，以保护生态环境为基础，为前提，开展化工产品的设计和生产。近年来，我国化工领域发展稳健，且紧跟国际对于绿色化学研究的步伐，我国也开始着手进行绿色化学在有机化工生产中的应用探究和分析。

2绿色催化剂在有机化学化工中的应用

2.1绿色催化剂的应用

想要实现有机化工生产过程的生态化水平，必须加快有机化工反应速度，减少化工生产过程所产生的副产物，从而降低或消除有机化工生产排放量。绿色化学反应和传统化学反应之间具有十分显著的差别，绿色化学反应更加高效，且可以反应的催化方式也很多，而传统化学反应速度慢，催化方式较为单一，所以说，绿色化学反应更适合化工产业可持续发展的要求。另外，作为绿色化学快速发展的核心内容，原子经济因为要求反应中，所有的原子都必须出现在反应物中，因此这类反应更加高效，且不会出现废弃物。随着绿色化学的不断发展，化合反应、加成反应、重排反应等均被纳入到原子经济性反应的范畴中来。为了夯实绿色化学生产体系的基础，必须对所有的有机化工反应的反应速度提出相对集中的要求，在整个化工生产过程中，严格审查副产物以及废弃物的排放量，根据审查结果制定高效的管理机制，提高有机化工生产过程的合理性和生态型。另外，有机化工生产过程中，应有绿色催化剂，也要注意结合环保管理要求，制定多方位的控制要点，提高整个有机化工生产过程中，催化方式的高效性和多元化。绿色化学化工生产体系的建立中，相当重要的就是化学反应速度，必须根据反应的实际流程，严格审查和筛选化学反应的副产物，有效减少废弃物的排放量，保障化学化工生产的环保性。在绿色化学催化剂的生产中，需要集中约束和管理合成反应，提高反应效率。实用价值比较高的合成类方式就是不对称合成，这种合成方法在处理农药化学物质合成中用得比较多，能够有效达成环保环境下的农药需求，并实现环境保护的目的，真正实现了绿色合成。如，在化学生产体系中，脂化反应就是催化不对称合成，主要是使用绿色催化剂减少对环境的污染，同时减少了外界因素对反应的干扰。另外，运用环保机制研发新型催化反应，能够有效减少碱性液体和酸性液体造成的严重腐蚀性，从而保障化学技术运行管理的综合效果，加强绿色催化剂的研发效率，在实际应用中实现分子催化剂的处理。总之，研发绿色催化剂的过程中，应该根据实际需求进行针对性分析，多角度的提高化学反应操作的时效性，从而提高化学化工生产的环保性。

2.2绿色溶剂在有机化学化工中的应用

有机化学化工生产体系中，要创建有效的溶剂处理方案，提高化学管理工作的实效性。当前，水溶剂和离子溶体溶剂的应用范围不断变大，对于基础性化学反应的反应环境有一定的改善作用，从而有效减少了反应的副产物对环境造成的污染，提高了溶剂的应用管理水平。对于化学化工中水溶剂的应用，要实施环保化管理与处理。在生产中，水作为溶剂的占据的地位是非常重要的，水是无毒、无害、无污染的重要标志，并且很容易反应得到水。水环境下的化学实验能够在很大程度上降低燃烧或者爆炸等造成的环境污染或者人员伤亡。当前应用中比较常见是就是有机铟试剂，它能够在碳水化合物的作用下降低对外界的污染和损害，并且生成保护基，将废弃物限定在一定的范围内，减少环境污染。另外，离子液体溶剂也对绿色环保型化学化工生产提供了较多的便利。一般情况下，离子液体溶剂的适用温度范围是比较广泛的，且在应用中有温度范围广、溶解度高级成本低的优势，同时能够进行循环利用，因而，被广泛应用于溶剂处理工序中。如，传统的溶剂应用条件下，在进行烯烃和芳烃的烷基有效转换反应时，反应过程复杂且产生较多的有害副产物，而在其反应中加入离子液体溶剂加以催化作用，就能提高反应效率，且能减少反应对外界造成的污染，防止有害副产物过量及超标，这有效提高了环保化学管理的综合效率，加深绿色环保化工理念的践行。

2.3绿色溶剂的有效应用

首先，水溶剂的基本应用。在当前的社会生产中，水作为自然界中一种无毒、无污染、低成本的溶剂，在水中开展化学实验能够避免产生燃烧、爆炸等危险。有机铟试剂作为一种化学合成的试验溶剂，能够在碳水化合物产生的情况下，避免外界的污染与伤害，并形成保护基，避免废弃物的多余排放等。其次，离子溶体溶剂的应用。一般来讲，离子溶体溶剂具备适应温度范围广、高溶解度、低成本、循环利用等优势，得到化学领域的高度认可，是一种较为常用的溶剂。例如，在传统的溶剂环境中，利用烯烃与芳烃进行烷基化反应是难以实现的，而在离子液体溶剂中，则可以借助于催化作用实现这一反应，并且生产效率较高。

3绿色化学在有机化学化工中的应用成果

3.1绿色燃料

改革开放以来，国内人口数量骤增，最近几年，虽然人口出生率有所降低，但依然不能改变我国是一个人口大国的事实，人口数量众多、经济飞速发展，使得国内各行各业的发展都展示出了新的势头，有机化工行业也不例外。有机化工行业的飞速发展对于石油、煤炭等的需求不断增加，而石油、煤炭等资源的应用，不仅是自然资源的浪费，还会给生态环境带来较大的影响，截止目前，能源问题已经成为一个世界性问题，而想要解决这类问题，必须加强对绿色燃料的研究。绿色燃料中，酒精具有良好的环保效果，且属于可再生能源，另外，在有机化工中，酒精还可以作为油品的改良剂。关于酒精—这一绿色燃料的应用，1975 年巴西就提出了一个著名的计划 ：“酒精替代计划”，而正是因为该计划的实施，大大降低了温室气体的产生量，随后，日本和美国意识到酒精燃料的优点，也开始投入到研究和应用的过程中来，并均获得了良好的应用成果。我国首次提出酒精燃料是在“十一五”计划中，随着该计划的实施，国内也开始大范围推广应用“车用乙醇汽油”。通过改进传统酒精燃料生产工艺，获得酒精汽油，解决国内能源危机的同时，降低燃料燃烧给环境带来的影响。除了酒精燃料，沼气也是一种环保效果较好的绿色燃料，该燃料主要是发酵生物物质产生获得，燃烧的物质为甲烷，目前，国内很多地区都已经建成了规模较大的沼气生产工程，为家庭生活甚至发电厂工作提供燃料的同时，大大降低了天然气、煤炭等环保性较差的资源的应用。

3.2绿色涂料

近年来，国内房地产事业飞速发展，各个地区的城市化进程不断加快，而房建项目建设施工往往都会应用到涂料，传统涂料含有大量的增塑剂、溶剂等物质，这些物质具有较强的挥发性和毒性，如果处理不好，人们居住的过程中就会对人体产生极大的危害。而随着人们的不断探索，绿色化学领域也出现了一种新的水性涂料，这种涂料在生产过程中，用水代替传统的有机涂料溶剂，大大降低了涂料中有害成分的含量。特别是近几年，随着化工行业的发展，完全性的无溶剂涂料也开始出现，这种涂料分为光固化涂料与粉末涂料两种，前者太阳能为固化能源，但是这类涂料在应用中往往需要较高的条件，后者完全不含溶剂，具有可回收、环保性高等优势。这类涂料成膜速度快，过程方面，成膜后不会发生裂纹等问题，大大降低了装修过程中涂料的用量，同时因为有害成分减少，降低了涂料对人体的危害。

3.3绿色催化剂的应用

在实际的绿色化学生产中，对于化学反应速度的要求相对较高，并且对化学反应产生的副产物的多少要求较为严格，进而确保绿色化学生产能够做到尽量少的排放废弃物。相较于原始的化学反应来说，绿色化学的催化方式具备高效实用、多元选择等特征，有助于环保社会的建立。对于绿色催化剂的生产，存在两种合成反应：首先，催化不对称合成，这是一种实用价值较高的合成方法，能够在化学反应中获取一些农药领域所需的物质，并且可以实现在保护环境的基础上应用绿色合成技术。如化学化工生产中常用到的经酯化反应便属于催化不对称反应。其次，新型催化反应。为了解决人们常用的碱和液体酸产生的高腐蚀性问题，化工技术人员开始尝试强化绿色催化剂的研发，并制成了分子筛催化剂，为化工生产带来了极高的实用价值。

3.4有机化学化工中绿色原料的应用

针对有机化学运行绿色化学体系而言，要想真正实现环保化管理，就要充分了解绿色化学的理念和应用要点，并且从源头建立健全完整的系统化监管模式，确保能一定程度上提高监管机制和运维效果，也能有效实现绿色化学的目标。其中，绿色原料的生产是绿色有机合成工作的开端也是关键。基于此，在实际有机化学合成工作开展过程中，要尽量实现材料的替换，从而确保绿色生物原料的应用能减少对环境造成的污染问题，强化绿色化工工作的基本水平，也为后续提升环境管控效率奠定基础。值得一提的是，对于生物原料而言，目前主要利用的是淀粉和纤维素，能有效完成相应的处理工作，淀粉是在化学反应下能转变为葡萄糖的物质，能在木质素和结晶的共同作用下落实相应的管控工序。另外，纤维素主要是借助内部的纤维素酶完成间接性转变葡萄糖的工作，从而完成原料的形成工序。在化工操作人员利用生物原料获取对应葡萄糖成分后，就要将其转变为原料的基础性素材，从而有效提升具体工作的整体效率，并且能在酶的辅助性作用下获得己二酸，这种原料处理和获取的方式要有效替代传统运行体系和应用模式中原料苯对于环境造成的危害，整体操作更加具有环保价值。正是借助这种处理方式，提高了资源应用管理模式的实效性，也推动了绿色化工项目的进步和发展。

结语

总而言之，化工行业的运营和发展会给环境带来十分严重的污染，特别是很多有机化工生产过程，会产生较多的副反应物质，这些副反应物质中，有些具有一定的毒性，所以会对人体和环境带来较大的影响和伤害。绿色有机化学合成技术的应用给有机化工生产过程带来了全新的机遇，具体来说，就是在有机化工生产过程中，通过应用绿色原料、绿色催化剂、绿色溶剂等，生产不会对环境产生影响的物质。

参考文献

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