浅谈绿色化工技术的进展

摘要：绿色化工倡导化学与人的新的结合，更加科学，也更加紧密，但是随着行业的发展，经济和环境之间的冲突日益明显，迫使

人们不得不进行深入的思考，改变这一状态。因为人们与化工产品的关系已经越来越密切，所以，应当特别强调绿色化工的意义，

并努力推动更多的化工行业向着绿色化的脚步前进。

关键词：绿色化工；技术；进展；应用

前言：

20 世纪中叶 ，科学与技术在全球范围内进入了一个飞速发展的时期。与此同时 ，越来越引起人类担忧的是全球资源的掠夺性开发和伴随工业化发展而产生的大量“三废”排放 ，这些对人类的生存环境造成了严重的破坏。由于环境的污染和生态平衡的失调 ，对生命和健康造成了极大的威胁 ，人们越来越清楚地认识到保护环境的重要性 ，利用化学原理从源头上消除环境污染 ，研发绿色化工技术势在必行。

1、化学工业现状

化学工业是与人类生活关系最密切的工业 ，已渗透到人类生活的各个方面 ，

包括衣、食、住、行乃至当代高科技的发展都与化学化工的进步直接相关 ，因此 ，化学工业所表现出的“环境污染”和“特殊贡献”两重性 ，对广大化工研究人员和生产人员提出了挑战。最初的办法是对化工生产过程中产生的污染进行治理 ，政府和企业投入大量资金和人力 ，对环境污染的治理方法和技术开展了大量而卓有成效的研究 ，发展了水处理技术 ，大气污染治

理技术，固体废弃物处理技术和噪声治理技术等环境保护手段，对环境生态的保护作出了重要贡献。但是人们发现 ，随着人类社会的不断进步，生产规模的迅速增长，环境治理的速度远远落后于环境污染的速度 ，而且用于污染治理的费用不断上升。地球的生态环境随着工业生产的不断进步而迅速恶化，已严重威胁着人类的生存。因此，根本的解决办法只有一条 ，这就是彻底改变传统工业的生产模式，倡导绿色化生产 ，从污染源头防止污染发生，走可持续发展道路。特别是化学工业，只有用“绿色化学工艺”来替代传统化学工艺，实施化学工业的清洁生产，才有可能完全改变化学工业的面貌，使化学工业实现跳跃式发展。在这样的背景下，产生了从源头上减少和消除污染的清洁生产，即绿色化工。

2、绿色化工的定义

环境友好化学是绿色化学的另一种称呼，根据其基础发展的技术主要主有环境友好技术、绿色技术或洁净技术。将环境污染的程度在最大程度上降低到最小是绿色化工的目的，绿色化工的工作原理就是化工本身的特性。这一工艺严格杜绝副作用的产生，使排放损失量达到最小化，并且拒绝使用毒害材料和附加品，添加剂等。绿色化工和绿色化学化工有着基本相似的概念，都体现了化学化工与绿色概念之间的联系。把污染和损伤环境的问题扼杀在生产阶段，因此提倡将绿色化工代替传统工艺，发展成为全新的模式，绿色化工的内容包含了多种方面，

其中有专业上的生物，化学等。有较强的社会目的性。它不仅起源于传统化学，又进行了更新传统化学的观念和弱势。它对保护环境有极大的好处，同时也节起到了能减耗的作用，使资源得到合理的利用，使生产投入大幅度减少，使搭配的能力不断得到提升，使化工行业得到可持续发展，发展前进的方向以科学，合理，为基础，让社会和人民一致支持绿色化工和环保。

3、研发绿色化工的紧迫性

随着经济的快速发展 ，环境问题、化学污染问题日益被提高到愈来愈重的位置 ，在各地大力发展工业的同时 ，环境污染问题实行一票否决制 ，由此催生各类厂矿企业加大绿色环保、绿色产品的研发 ，尤其是化工类企业更是下大力气进行科技研发 ，探讨环境友好 ，节约能源的新工艺 ；探索绿色原料 ，尽可能选用无毒无害的化工原料进行化学合成 ；开发绿色工艺 ，利用全新的化工技术 ，从工艺上清除有毒有害物质的产生 ，做到清洁生产 ，最终实现废物的零排放 ；生产绿色产品。近几年 ，中国科学院化学部加大了《绿色化学与技术》院士咨询课题 ，并多次召开了研讨会 ，探索“可持续发展问题对科学的挑战 -- 绿色化学”，由此推动了绿色化工的发展。

4、绿色化工的技术动态

简单来说绿色化工技术就是通过对化学原理的应用和使用工程技术来减少甚至消除能够污染环境的物质，实现废物零排放，并建立友好环境。摒弃粗放的化工生产模式是化工企业的全新出路，即绿色化工，用“资源－产品－再生资源”这种全新的循环物质流动过程替换掉过去的“资源－废物”方式排放的流动过程。增加节水措施，提高谁的重复利用率等。通过对先进技术的应用，使环保型产品被

研究出来，实现清洁生产，使三废排放量得到最大限度的降低。落后的生产工业要被逐步淘汰;使原材料消耗降低；通过提高化工废水处理设备质量、使设备成套化，来使得到化工环保产业技术和装备水平提高。“化学的绿色化”已被美国化学界列为迈向21世纪化学进展的主要方向之一，绿色化工也在一定程度上涉及到化学方面，例如化学的有机合成、生物化学、分析化学催化等。酿造、制药、造纸、印染等行业在滚动修订“九五”发展规划时，在规划中应逐步补充进绿色化学与技术的内容，我国国家科技部组织应该为此做详细的调研。使“九五”基础研究规划中含有绿色化学与技术研究工作，并在同一时间内将科研工作安排恰当。以国家自然科学基金委员会与中国石化总公司联合支持开展了“环境友好石油化工催化化学与化学反应工程”重大基础研究项目为例，这是一种把导向性基础研究与技术创新相结合较好的组织形式。

5、绿色化工的研究方向

5.1 选择可更新的原材料 ；设计低公害的化学合成方法 ；原子经济性化学反应 ；应用催化转化并开发新催化剂 ；设计更安全的化学产品和化工过程 ；降低化学过程能耗 ，尽可能采用在环境温度和常压下进行的合成方法 ；尽可能不用助剂或附料 ，必要时选用无毒的助剂或附料 ；选用本质上更安全的化学产品 ；防止产生污染的过程分析 ；化学品的可降解性。

5.2 研发可替代的原料、试剂、溶剂 ，新型催化剂与合成过程等等。如通过对废弃的物质进行处理 ，将其转化为动物饲料和有机化学品 ；利用无毒无害的原料代替剧毒的光气、氢氰酸生产有机原料 ；利用生物技术以废弃物为原料生产常用的有机原料 ；采用超临界 CO2代替有机溶剂作为油漆和涂料的喷雾剂

等。

5.3 具有可回收利用性、可处理性或可重新加工性能的清洁化学产品 ，近年来在这方面的研究有 ：

（1）可降解塑料。目前 ，降解塑料主要分为光降解塑料和生物降解塑料。

（2）氟氯烃替代产品。臭氧层的破坏是当前国际上面临的三大全球性环境问题之一 ，为了保护臭氧层必须禁止使用 CFCs（氟氯碳化合物）。

（3）绿色涂料产品：传统的涂料产品含有大量挥发性有机化合物（VOC），污染环境，危害人身健康。不含 VOC 的绿色涂料产品主要为：水基涂料、粉末涂料和无溶剂涂料。在绿色产品的要求下聚合方法也得到了发展，特别是在乳胶型涂料方面通过改进的微乳聚合方法成功地制备了固含量高达30％～50%，乳化剂含量为 1％～5%，微粒小于 2nm 的含反应性官能团的丙烯酸酯类乳胶 ，其 VOC 含量为零。

6、研发绿色化工的经济实用性

绿色化工是解决污染问题的一种根本方法 ，与传统的污染处理不同 ，绿色化工通过改变化学产品的结构与性质或产生工艺过程来减少或消除有害物质的产生与使用。绿色化工通过设计或重新设计化学物质的分子结构 ，使其具备所需的特性又避免或减少有毒基团的产生与使用。同时 ，绿色化学追求高选择性化学反应 ，副产品极少 ，甚至达到原子经济性 ，实现零排放。因此 ，研发绿色化工不仅可以防止环境污染 ，亦可提高资源与能源的利用率 ，提高化工过程的经济效益 ，对化工过程的可持续发展具有巨大的推动作用。随着化工行业清洁生产的持续推进 ，绿色化工产品将以绿色优势赢得市场。短期来看 ，推进绿色化工技术和生产规范会提升生产成本。长期来看 ，随着社会和公众对绿色化

工产品的认可 ，通过推进企业和产品的绿色化 ，先行的企业和产品将会赢得公众 ，赢得市场 ；许多尚无绿色意识和改进措施的产品将被禁止而为绿色替代产品提供机会。因此 ，开发绿色化工前景广阔 ，应用广、实用性强、经济效益显著。目前，中国绿色化学科研工作已经走出学术研究的小圈子，更加注重探索工业化应用。已有多项重要成果实现大规模工业化生产，还有一批科研项目正向工业化迈进，应用前景十分广阔。这些自主创新技术涵盖了绿色化工生产工艺、生物质合成新能源等领域。绿色化学改变了化学工业先污染后治理的传统模式，从源头上研发环境友好、节约能源根治环境污染。发展绿色化学工业，提高化学工业生产技术水平。

7、绿色化工技术存在的问题与发展

绿色化学以利用可持续发展的方法，把降低维持人类生活水平及科技进步所需的化学产品与过程所使用与产生的有害物质作为努力的目标，因而与此相关的化学化工活动均属于绿色化学的范畴。受到来自社会、技术、经济、环境、政治等多方面的推动力，根据Crystal Faraday 协会在 2004 年提出的路线图中给出的 8 个技术领域，即绿色产品设计、原料、反应、催化、溶剂、工艺改进、分离技术和实现技术。

下面就绿色化工产品的设计和溶剂的绿色化及绿色溶剂两个方面讲述绿色化工技术存在的问题及发展趋势。

7.1 绿色化工产品的设计。绿色化工的概念要求尽量避免对环境形成扰动。这当中包含设计时对于生命循环的分析以及回收状态分析，若发现自身对于环境有害的产品，通过减少花费，提升工艺的环保性能是不充分的，更要充分注意产品

自身从生产到使用以及回收利用化学工业本身应当将产品的整个周期作为思考的着重点。考虑成本问题时也应当根据环境状况来思考，促进绿色化工的脚步日渐前进，对于产品的设计一定要尊照整个生命循环，尽可能减少能量消耗和材料收集，并采用最先进的工艺和方法，促进绿色概念的生成。

7.2 溶剂的绿色化对于反应的速度和效率的改变十分明显。并且在反应的程度和种类上也可进行挑选，能够控制生成物的状态。所以，对于化工的健康发展非同小可，所以，对于材料的加工过程一定会涉及到催化剂的生成。催化剂讲求催化能力强而绿色无污染。这是催化剂研究的重要组成部分，如果想要评判催化剂的环保等级和效率等级就必然要说明其选择性，因此这也成为化学的新的研究方向，可以使能源消耗减小到最低，排出的废物也可降到最低。所以，选择性较高的催化剂更方便二次回收使用，促进环保工作落到实处。有助于资源效率高效化，并尽可能减少对于环境的影响。在这些方面能够发挥良好的效果。

8、结论

综上所述，绿色化工的普及，是降低污染的最有效最根本办法，当然，这需要必要的技术和资金投入，以赢得未来的巨大效益。时间一长便能够看到其所具备的优势，而随着人民群众对于绿色化工的概念变得越来越清晰，懂得绿色化工的价值，便会优先选择其生产的产品。现如今，高效、节能、环保是绿色化学可持续发展将发展的主要方向，今后我们工作的主要方向为无毒、无害原料和溶剂的采用，从源头上消除污染的绿色化学过程，我们子孙后代必将受益于绿色可持续的化学工业。随着人民群众对于绿色化工的概念变得越来越清晰，绿色化学的概念也越来越深入人心，绿色化工的价值正在逐渐体现，所以绿色化工生产的产品自

然是人民群众的优先选择，无绿色意识，或意识不强的产品会被逐渐淘汰。绿色化工拥有广大的前景，不论是从经济性和环保性，还是人文性角度都值得被推广，绿色化工已然成为发展的重要方向。

参考文献

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第二篇：绿色化工技术的研究进展