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綠色化學論文

發布時間:2022-03-15 08:55:56

開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的1篇綠色化學論文,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。

綠色化學論文

綠色化學論文:綠色化學高中化學教育論文

一、綠色化學

我國是人口超級大國,同時也是資源豐富的國家。社會經濟的高速發展,必然帶來資源的高消耗,人口數量的不斷提升,人們所能占有的資源也是屈指可數。我們可以清楚的看到,擺在我國面前最大矛盾就是:通過對生態環境的“犧牲”來換取經濟的“騰飛”,還是更好的限制人均資源的消耗來保護目前的生態環境,最大限度的降低破壞。工業在我國占據了舉足輕重的作用,關系到整個國民經濟的發展,而其中我們所熟悉的化學工業為其他行業持續不斷的提供更多的科學服務和產品支持。但是,我們不得不面對在追求經濟高速發展的同時,整個大自然也受到了空前破壞的問題。生態失去平衡和環境受到嚴重污染制約了經濟的發展,也影響了人類的日常生活、健康,不斷加深社會各個領域的矛盾,出現更多的問題。面對這種現狀就必須讓我們通過改變研究模式來改變生產模式,將“綠色化學”的理念融入到化學工業中,將能從源頭控制和防范污染。綠化化學無疑是“無害”為基礎的環境化學,通過化學的先進技術和手段更大限度的消除或者降低有害于人類健康、生態環境的原料、產物、副產品、催化劑、溶劑等生產和使用。綠色化學的優秀理念是倡導不要使用有害、有毒的物質,更加不能產生過量的廢棄物,不合理的處理廢棄物。這是一門從源頭加強防范和控制污染的化學,或者說這是一個更有層次的化學理念。從綠色化學的定義上我們就能看出它是以可持續發展為目標而產生的理念。綠色化學理念引導人們更加重視環境。早在1996年美國就以“總統綠色化學挑戰獎”作為美國綠色化學挑戰計劃中的主要內容,通過這個獎項的設立,其目的是為了鼓勵人們敢于探索綠色化學,積極使用和推行綠色化學的科研成果。在上個世紀90年代我國的主要力量還放在經濟發展上,也在1996年舉行過以“工業生產中綠色化學與技術”為主題的研討會,通過這個小小的研討會也體現了我國對環境保護的重視,對綠色化學工業成果研究和開發。后來的一年,在香山會議上宣布了我國以“可持續發展問題對科學的挑戰——綠色化學”為主題的研討工作機構。從這些資料來看我們在進行高校化學教育的過程中,需要將這些思想體現出來,做到更好的借鑒。

二、綠色化學理念在高中化學教育中作用的研究

綠色化學理念在化學教育中有助于培養辯證統一的良好思想綠色化學以全新的方式顛覆了“先污染再治理”的思想,需要從源頭抓起,才能避免污染和破壞,是一門以源頭為基礎進行治理的無害化學。而且要特別強調了,對綠色化學全新理念的推出并不是要全部否定傳統的化學,而是以客觀為基礎,堅持唯物主義的觀點,將傳統化學的精華發揮的淋漓盡致,將對人類健康和生存環境有危害的因素消除,這才能更加突出綠色化學的優秀理念。

綠色化學理念有利于加強學生更加愛護生命最近幾年,根據資料顯示,我國食物中毒人數已經達到了4萬人,而且這個數據只是所有發生事件中的一小部分。經過分析導致人們食物中毒的主要原因有:過量農藥殺蟲、劇毒殘留等等。在高中化學教材中涉及到了部分農藥,例如我們非常熟悉的DDT、六六六、有機磷農藥等等,根據目前農業的快速發展,以實現綠色產物為目的,全方面的對農藥進行評價。例如:六六六和DDT具有很高殺蟲性的同時,也會嚴重的污染其環境,而且具有很高的毒性,對人類與牲畜都的健康具有很大的威脅。而這些具有危害性的農藥正逐漸被植物生長調節劑與以內源性的昆蟲激素等具有生態意義的農藥所替代。這類新型的農藥不但高效、而且不會污染環境,降低了毒性不會危害到人類和牲畜的健康。最大限度的避免了因為農藥的濫用而出現大量魚類、益鳥益蟲的死亡的現象。為學生舉出綠色化學具體教育實例,從而加強學生保護環境的意識,積極主動的去倡導和愛護我們生存的環境。綠色化學理念有利于培養正確的發展觀

高中化學教育工作者要樹立可持續發展的先進觀念,將綠色化學的理念滲透到整個化學教育過程中去。在進行課堂教學的時候要重視對綠色化學原則進行體現,將綠色化學的相關知識做到更好的滲透。讓學生知道在發展的同時不能以犧牲環境作為代價,地球上的能源和物質都是有限的,要善于應用和珍惜。例如:學習“烯烴與溴的親電加成”相關知識時,以往基的烯烴與溴的加成反應逐漸連結吸電子所取代,在麥克爾受體的作用下烯烴在陽光引發下與溴進行自由基的加成反應。而這里的能源綠色化就體現在對太陽輻射能的直接利用,它為解決目前化學能源的污染性、有限性以及溫室效應等能源問題開辟了更多的出路。通過以上綠色化學的實際例子進行教育,讓學生明白和關心生態環境、珍惜能源等問題,逐漸加強學生的社會責任感。綠色化學理念有利于培養學生的創新意識綠色化學理念是對傳統化學一次全新的改革。可以通過以化學理論課為基礎,融入綠色化學理念培養創新意識,并得到實踐和強化。例如:在高中有機化學教材中,介紹濃硫作為酸催化劑的時候,只介紹了酯化反應。但是濃硫酸作為催化劑的時候存在諸多問題:對設備進行腐蝕、產生大量的無機鹽廢棄物、收率低等。這樣可以對學生進行引導從多個角度來提升產物收率的方法。學生進行資料手機和查閱提出了一些方案:一是用高效催化劑替代,可以用雜多酸、固體超強酸、無機路易斯酸等;二是建議使用綠色溶劑:三是用微型實驗進行替代。從實際情況出發,鼓勵學生敢于親自動手操作進行驗證,這樣開拓了學生的研究,培養了學生的綠色化學意識,激發學生的創新精神。

綠色化學理念有利于培養適應經濟發展的新型人才綠色化學的主要特點是通過對原子經濟性反應的研究、選用凈化原料、采用無害無毒的溶劑和催化劑等。讓企業用于治理污染的費用集中用于研發綠色新成品,抓源頭,將污染扼殺在搖籃中,這樣才能讓企業和社會呈現“雙贏”的居民啊。在高中有機化學中,有很多的這類的教學重點,例如對氧化進行選擇性反映,教材中通常會介紹使用大劑量的強氧化劑,如K2Cr2O7,但是在工業生產實際情況中采用的是催化氧化,如H2O2,O3也是氧化劑,用來進行催化反映是非常合適的,可以更好的進行清潔,而且產率極高,沒有出現“三廢”的現狀。通過這些實際綠色教育實例,學生能明白,先進的科學技術具有市場競爭力。化學是一門長盛不衰的科學,它始終走在各個學科的前沿。綠色化學理念在高校化學教育中具有非常重要的意義。在化學以及相關專業學生的培養過程中不斷滲透綠色化學理念的教育,才能加強學生愛護環境的意識,激發學生熱愛化學的興趣,提升創新能力。而且在一定程度上培養了高校學生的適應社會的能力。

作者:彭秀麗 單位:漳州師范學院

綠色化學論文:綠色化教學化學教育論文

1綠色化學概念

綠色化學是在環境友好化學的基礎上發展起來的,它的優秀內容主要是講在化學實驗過程中,利用化學技術,盡量減少或者完全不使用有毒試劑和減少或避免有害物質的產生。綠色化學概念于20世紀90年代提出,它不同于傳統化學,是以環境保護意識為指導,盡量避免污染環境的化學。綠色化學有以下特點:

(1)反應原料綠色化;即化學反應的原料為毒性低且可再生物質。

(2)化學反應綠色化;充分提高原子的利用率,減小副反應的發生。

(3)催化劑的綠色化;催化劑為無害的,如生物酶等。

(4)溶劑的綠色化;目前實驗室采用的溶劑大多數有毒、易揮發、易燃燒,應該用對環境無污染的溶劑,如水,超臨界流體等。

(5)產品的綠色化;化學反應所得到的產物必須為綠色產品,對環境不造成污染。

2實驗過程中綠色化學的實施

綠色化學是“防”,環境保護是“治”,綠色化學是從根源上杜絕污染源。按照Anasta和Warner提出綠色化學12條原則和從化學品出發的5R原則:拒用(reject)危害品,減少(reduce)用量,循環利用(reuse),回收再利用(recycle),再生利用(regenerate),基于原子的最大化利用,采用以下方案來保證綠色化學的實行:

(1)設計符合綠色化學標準的實驗

教師應精心設計對環境無污染的環保型實驗來指導學生,如蒸餾、沸點和熔點的測定。

(2)按綠色化標準對現有實驗進行改進

根據綠色化學的特點,教師可在下面幾個方面進行修改:減少實驗試劑的用量(采用半微量或微量實驗);選擇綠色催化劑;選擇綠色溶劑;改進反應方法,盡量減少反應步驟;引進新的實驗技術如微波輻射加熱技術和計算機模擬技術等。

(3)對實驗室的“三廢”進行回收和處理

由于實驗產生的大量有毒有害物質,實驗室應制定相對應的回收處理方法,對實驗室的“三廢”進行回收和處理,減少化學實驗對環境的污染。

(4)實驗項目連續化

傳統的化學實驗多為“孤立型”實驗,而實驗過程中得到的產品需要進行處理,這樣不僅造成了實驗試劑的浪費,還對環境造成了不必要的污染。因此在設計實驗項目時盡可能把各個單一的實驗盡量聯系起來,實現實驗的連續化。此外培養學生的綠色化學理念也十分的重要,加強學生的環保意識,同時還加強對學生的實驗室安全教育。可從下面幾個方面對學生進行綠色化教育:(1)學校多開展關于綠色化學的專題講座,樹立學生的綠色化學觀念。(2)在課堂上對學生進行綠色化學教育,培養學生的環保意識(3)在實驗項目設計和具體實驗教學中體現綠色化學理念。

3結論

采用上述措施,增強了師生的環保意識,減少化學實驗室的“三廢”和有毒害物質的排放,降低了化學實驗對環境的污染,節約了實驗室實驗試劑的費用,保障了實驗室和環境的安全,培養了學生的創新能力。綠色化學是一種以可持續發展為目的的理念,在有機化學教學中,貫徹綠色化學教學思想尤為重要。只有在學習過程中培養學生良好的環境保護意識,才能真正實現綠色化教學,所以綠色化學教育已然成為廣大教育工作者十分關心的問題。

作者:彭東明 劉艷飛 帥海濤 李玲 王福東 陽華 盧茂芳 單位:有機化學實驗中綠色化學教育的研究

綠色化學論文:化學工程工藝中綠色化工技術論文

1綠色化工技術

綠色化工技術是通過改進改良現有的化學技術及方法,對化學原理的應用和使用工程技術來減少甚至消除化工原料、催化劑、溶劑、化學廢物或化工產品等能夠污染環境的物質,實現廢物零排放,減少其對人類健康和生態環境的危害,建立友好環境。用“資源-產品-再生資源”這種全新的循環物質流動過程替換掉過去的“資源-廢物”方式排放的流動過程。利用先進的綠色化工技術,研究出新型環保產品,及綠色工藝技術的運用實現清潔生產,從而大幅度降低三廢排放量【1】。21世紀,綠色化工技術已經被國際發達國家在化學有機合成、生物化學、分析化學、催化等領域列為主要的研究發展方向之一。在我國制定的“九五”發展規劃中,綠色化學與技術在釀造、制藥、造紙、印染、海水淡化等行業作為應逐漸補充及開發應用的重大研究項目。

2綠色化工技術的開發

2.1原料的選用

綠色化工科技的發展,如果不從化工污染、化學反應的源頭著手,那么始終是治標不治本而且十分被動的措施。那么化工科技及工藝發展過程中,選擇無毒害溶劑、原料、催化劑等化學原料來進行化工生產、制作化工產品可實現零排放、零污染的清潔生產和加工原則,有效防止和控制化學污染的產生。近年較為常見的無害化學原料為:野生植物、農作物等生產物質。將蘆葦、樹木等天然野生植物纖維,以及稻草、麥秸和蔗渣等農副產品的廢棄物作為原料加工糠醛、醇、酮、酸等化工原料。還有利用生物質氣化產生氫氣等,都是綠色化工技術中原料選擇應用的非常好的例子。

2.2無毒害催化劑的選用

在百分之九十的化工生產中催化劑是提高反應速率的必需品。然而在綠色化工科技的開發過程中,無毒害的烷基化固相催化劑是國內外研發工作的重點。南京大學徐國際【2】利用環境友好性綠色化合成過程對烯丙基醇類化合物作為烷基化試劑,在無溶劑的條件下對1,3-二羰基化合物進行直接烷基化反應,反應后處理步驟簡單,且催化體系可以循環使用,四次催化循環后收率仍然能大于84%。

3綠色化工技術在化學工業中的應用

3.1清潔生產技術

清潔生產技術是無毒、無害、無污染、無廢物排放的綠色化工技術,包括輻射熱加工技術,綠色催化技術,臨界流體技術等。在冶金工業、印染工業、煤氣化、制甲醇、垃圾處理、海水淡化等行業都得到了很好的運用。此外先進的脫硝脫硫技術、垃圾制沼氣技術、高效清潔的煤氣化技術、利用風能太陽能等自然能發電技術等等這些都利用了清潔生產技術。例如,海水淡化技術的應用不僅解決了我國淡水資源匱乏的現狀,還利用有效的化學方法將海水中的鹽水分離,在海水淡化的預處理過程中不會產生任何對環境狀況的不良影響,也沒有對生態環境造成傷害。而且,在海水淡化預處理過程中所產生的氫氧化鎂作為一種成本低廉、工藝簡單、不產生二次污染的清潔化工產品,具有非常廣闊的發展前景。

3.2生物技術

生物技術領域包含細胞、基因、微生物和酶等技術范疇,其主要應用在化學仿生學和生物化工兩個方面。生物酶在作為一種在生物體內的催化劑,具有高效、轉移性,可以參與到各個生物化工的合成過程中。另外,化學仿生學中的膜化學技術也是這一領域中廣泛應用的生物技術。在綠色化工技術中采用生物技術,可以利用再生資源合成化學品。從早期來源于動植物中的有機化合物原料,到后來以石油和煤炭作為原料。例如,在綠色化學工程與工藝中,制備丙烯酰胺,利用自然界中的酶替代丙烯腈催化合成丙烯酰胺后,大大降低能耗,且沒有污染環境副產物產生。由此可見,利用廣泛存在于自然界中的酶當做催化劑,與工業酶及一般的化學催化劑相比,自然界中的酶具有無污染、反應條件溫和、產物性質優良的特點。

3.3生產環境友好型產品

環境友好產品,指在產品的整個生命周期內對環境友好的產品,也稱為環境無害化產品或低公害產品。它包括低毒涂料、節水、節能設備、生態紡織服裝、無污染建筑裝飾材料、可降解塑料包裝材料、低排放污染物的汽車、摩托車、綠色食品、有機食品等。這些產品的生產工藝都要應用綠色化工技術,從而在生產過程中降低能耗、節約資源。總之,傳統化工行業,為我們創造了豐富的物質基礎和能源,但是化工產品在生產過程中的殘余物,有毒有害物質等環境污染問題也日益顯現。而今我國大力提倡開發綠色化工,并把它作為一項長期發展的基本國策,可見其對整個化工產業及環保事業的重要性。其中,綠色化工技術的開發和應用能大大的減少化工產品生產加工過程中的負面影響,從而真正實現綠色環保,節能減排等目的,是當今化學工業發展的重要環節。

作者:井博勛 單位:天津市化工設計院

綠色化學論文:綠色化學理念的初中化學論文

一、選擇化學試劑遵守綠色化學

化學試劑是化學課堂的基本元素,是學生認識自然的小縮影.有些化學藥品或試劑會帶了一定的污染,教師可以組織學生展開討論,利用化學知識分析藥品的性質,結合“綠色實驗”的原則,來選擇污染小、可循環使用的化學試劑,使學生處處見了綠色.例如在學習“氧氣的制備”時,教師就可以組織學生對“氧氣的制法”進行討論,讓學生認真的分析高錳酸鉀、氯酸鉀和二氧化錳、雙氧水和二氧化錳這三種制取氧氣的方法,從中選擇簡單合理的方法來,這個問題有效的激發了學生的主動性.學生很快的進入了討論的環節,紛紛的說出自己方法的優點,教師鼓勵學生之間的相互比較、自評和互評,使得學生在相互的討論中,認識到自己思考上的不足,借用其他學生的優勢來突破自己的思維,討論進行的非常激烈.最終,學生利用列表的方式,將這三種方法的有缺點進行對比,得到這樣的結論:使用高錳酸鉀和氯酸鉀這樣兩種方法制取氧氣,都最后都得到了混合物,且較難做分離處理;而使用雙氧水來制取氧氣,不僅操作簡單,而且二氧化錳很容易的就可以回收.通過學生的積極討論對比,學生深入的理解了制取氧氣的三種方法,在選擇的基礎上滲透了;綠色化學的理念,從小小的試劑選擇上建立了學生的節儉意識,同時也激發了學生有沒有更好的制取氧氣方法的探索,誘導了學生向更好、更科學的高峰邁進.

二、改進實驗裝置創新綠色化學

演示實驗或學生實驗用到的試劑量都比較少,有時會忽略污染物質對空氣的排放和污染.教師就要抓住實驗當中的這一點,和學生一起探索更好的實驗器具、步驟,來改進實驗的裝置,從而使學生的綠色化學落在實處、落在具體的實驗中,感覺綠色環保就在我們身邊.例如在學習“一氧化碳還原氧化銅”的實驗時,由于一氧化碳的排放有毒,而且操作時間也比較長、現象不是很明顯,教師就可以組織學生積極思考,設置環保、快捷的實驗,在教師的引導和提示下,學生設計了如下實驗:在一個底部有少量澄清石灰水的燒瓶中,充滿一氧化碳,并用橡皮塞蓋住,橡皮塞的上面插入一根較粗的呈螺旋狀的銅絲.首先將銅絲拿出在酒精燈上將紅色的銅絲表面灼燒成黑色的氧化銅,然后迅速的將生成黑色氧化銅的一端順著橡皮塞插入燒瓶中,大家會很明顯的看到黑色的氧化銅變為了紅色的單質銅.最后輕輕的振動燒瓶,底部澄清的石灰水變渾濁.實驗進行的非常順利,現象明顯、所用的時間短,學生興奮的鼓起掌來.通過實驗的改進,激發了學生的興趣,避免了有毒氣體對環境的危害,也給學生上了一堂生動的綠色環保的課,使學生充分的意識到只要我們肯思考、勤動腦,就一定能夠找出更好、更高效的方法來保護我們的環境,提高了學生的動腦意識,整個課堂取得了非常滿意的效果.

三、結合實際問題應用綠色化學

化學來源于生活,最終還要應用于生活,幫助我們和大自然和諧相處、互助互利.在教學中,教師可以充分的利用化學與生活的緊密聯系,利用第二課堂讓學生多接觸生活中的化學,培養學生的綠色化學理念的意識,用自己化學知識來解決生活中的問題,領悟綠色化學的魅力.例如在“世界環境保護日”之前,讓學生收集相綠色化學的資料,組織一次“環境保護、從我做起”的宣傳活動,學生的積極性很好,分別從網絡、書籍、報刊上查找相關的知識和新聞,了解到了二氧化碳對環境造成的“溫室效應”;有毒氣體的泄露給人們來到的危害,震驚的“博帕爾事件”造成了幾千人的喪生;廢氣的排放造成危害健康的霧霾天氣;著名的“日本水俁病事件”,激發了學生對水資源的保護.等等許多相關環境的資料和鮮活的事實面前,學生被深深的觸動了,學生自發的準備了環保的宣傳手冊,指導和建議人們如何保護我們的環境:拒絕使用塑料袋,拒絕使用一次性的筷子,少開一天車少排一點廢氣,倡導人們使用無公害的、節能的產品,倡導人們保護自己的環境,愛護樹木,做種一棵樹、多留一片綠.通過學生的這次活動,使學生感受到保護環境需要從我做起、從小事做起,保護環境是每個人的事情,學生充分的意識到了這一點,使得綠色信念滲透到了學生的行為中去,整個活動學生的積極性很高,環保意識也大為增強.綠色化學的倡導給學生的學習帶來了一股清新的空氣,體現了人與自然關系的轉變.廣大的教師只要秉著綠色化學的理念,在教學、器材和實驗中滲透綠色化學,就可以幫助學生從小樹立環保意識,在改造自然的同時尊重自然、保護自然,從而為自己、為大家、為整個自然創造一個和諧健康的大環境,還世界一片綠色的天空.

作者:陳淼 單位:江蘇省無錫市陽山中學

綠色化學論文:綠色化學化工學論文

1綠色化學化工的發展現狀及優點

綠色化工行業早在上個世紀就已經出現了,最開始綠色化工行業出現在工業比較發達的國家,主要集中在歐美地區。經濟的發展帶來環境污染的嚴重,這就使得人們開始重視綠色化工行業的發展,投入較多的人力物力和財力研究綠色化工行業的發展。隨著經濟全球趨勢的加強,國與國之間的聯系日益密切,綠色化工行業開始受到國際社會的共同關注,由于我國是發展中國家,因此對于綠色化工行業的認識較晚,導致了我國綠色化工行業的起步也較晚。但是,我國對于綠色化工行業的認識較為透徹,這就導致我們在處理如何發展綠色化工行業中投入的力度,并且受到了國家科技部門的重視。綠色化工行業的突出優點是:第一,最大限度地利用環保能源。較以往傳統的生產方法不同的是,綠色化學化工可以最大限度地利用所使用的生產能源,并且一般綠色化學化工所使用的能源都是綠色環保可回收利用的能源,在生產使用時都會最大限度地利用原材料,防止浪費,減少污染排放,從而節省能源,綠色環保。第二,反應物無毒、無害,不會對環境產生污染,減少對外界的廢物排放。一般情況下,傳統的化工生產都會產生一些有毒有害的排放物質,這些排放物會對環境造成不可逆轉的危害,但是綠色化學化工在生產之前都會將反應物生成的有害物質整體的化學結構進行重新排列,從而將有害成分運用科學的方法去除,這樣既可以保留生產所需要的有效成分,又保證了在反應的過程中不會對環境產生污染和負擔。綠色化學化工從產品的根本上避免了化學化工生產可能會對環境產生的危害源頭,綠色化學化工是名副其實的環境友好型產品。第三,最大限度地利用了原子能源,有效節約能源。傳統的化工生產一般只注重生產效率,在生產過程中原材料沒有能夠被完全充分利用,一些有效成分被浪費了,但是綠色化學化工會運用科學的方法重組材料內部結構,最大限度地利用材料有效成分,在材料被利用的同時就減少了其生產過程中對環境的排放。第四,確保了產品的綠色環保性。在過去那些傳統的化工生產中,生產方式比較粗放,也沒有能力將生產材料的內部結構進行重組設計,生產的過程當中釋放出大量的有害物質污染環境,但是如今的綠色化學化工注重科學環保,在生產之前會重新組合產品內部結構,保證了生產出的所有產品都是綠色環保,無毒無害的。

2綠色化學化工產品的發展研究

即使人們都十分清楚綠色化工化學的優點與好處,但是在實際的生產過程中很少有人對其高度重視,所以綠色化學化工在我國發展過程中有著諸多的問題,例如社會關注程度不夠、發展模式單一、人才匱乏等。現階段我們能做的就是利用一切可利用的方法,最大限度地將綠色化工化學進行全面推廣與宣傳,從根本上減少環境污染,實現經濟的可持續發展。

2.1加大宣傳力度,轉變生產方式

雖然綠色化學化工產業已經興起多年,但在全社會范圍內,它還未能被深刻的認知與了解,這在很大程度上,阻礙了其良性發展。因此,我們要從全社會范圍內,通過各大平面媒體和網絡、電視、廣播對綠色化學化工加大宣傳力度,使人們對綠色化學化工有深刻的認知與了解。

2.2在學科教育上加大投入與合作,力求創新

綠色化學化工的發展不僅僅是依靠微觀的分子水平的化學,還要依賴宏觀的大規模的化工技術,因此,要在一定層次上促進兩者的結合與協作。國家應加大對綠色化學化工的資金投入,建立與綠色化學化工有關的國家實驗室以及教學基地,作為發展綠色化學化工的創新性平臺,設置激勵機制,鼓勵創新,并持續不斷地為實驗室和教學基地的發展提供資金保障。

2.3重視人才培養

在我國,綠色化學化工屬于新興產業,因此,相關部門必須建立起完備的人才培養體系,為了長遠發展儲備人才力量。具體來說,高校應該開設有關綠色化學化工的相關學科課程,供感興趣的學生進行學習。化學化工產業應該制定嚴格的培訓體系,對相關從業人員進行培訓,從而保障這一新興產業的可持續發展。

3結語

隨著經濟的發展,環境問題日益凸顯,為了保護環境,維護生態平衡,各國都在致力于開發和研究新型能源。綠色化學化工行業是未來化工行業發展的主體方向,因此我國要抓住機遇,培養創新型人才,加大對綠色化工行業的投入,力爭在未來的綠色化學化工行業中占有一席之地。

作者:王城 單位:哈爾濱師范大學化學化工學院

綠色化學論文:高中綠色化學教育論文

一、倡導高中生綠色化學教育

在傳統的化學教育中,要求培養學生的社會責任感和創新精神。但是在課程標準改革后的綠色化學教育中,對綠色化學的學習提出了更高的要求。例如在進行化學實驗時,要求學生在形成綠色化學觀念的同時,還要加強實驗的安全意識,樹立良好的綠色思想,形成環境保護意識[2]。這些綠色化學觀念在傳統的化學教育中是沒有的。隨著新課改的提出,綠色化學這一概念也隨著正式出臺,在高中課堂中,對學生進行綠色化學指導培養學生的環保意識,是目前主要的教學目標,同時也標志著綠色化學教育正式在高中課堂中啟動。

二、在高中課堂進行綠色化學教育

高中化學課堂是開展綠色化學的主要基地,是培養學生環保意識的搖籃。根據新課程標準改革編寫的新化學教材,其內容包含了大量的綠色化學知識,并且充分體現了綠色化學觀念,使之在高中化學課堂中可以充分利用。新課改中除了要對學生進行綠色化學知識的灌輸外,還要對學生進行綠色化學的思想教育。教師可以通過實驗讓學生意識到資源的可循環利用,以及對環境污染問題的治理。此外還可以在教學中,多增加學生討論的環節。例如在討論如何減少大氣污染物時,在涉及到的污染問題對學生進行重點的講解,讓學生體會化學對于環境保護的重要意義。還有在介紹全球氣候變暖問題時,還可以重點介紹二氧化碳作為一種綠色的化學溶劑所帶來的影響。要在對學生進行化學教學時努力挖掘綠色化學思想,在教學過程中適當的培養學生的綠色觀念[3]。

三、深化綠色化學教育

在綠色化學課程標準被正是提出之后,高考對綠色化學的考察內容明顯增多了。通過統計表明,體現綠色化學思想的內容多數體現在命題樣式的多樣化上面。例如燃料電池的使用,利用的正是綠色化學的高效、環保的原理,新型能源的開發,體現了可再生資源的綠色化學思想,近幾年來,以新型能源作為主體的試題出現率都比較高。另外關于廢氣的減排處理與回收利用問題,也是近幾年來我國綠色化學的主要研究對象。從固體廢料中回收鎂正是考察了學生對物質分離知識的掌握程度,這些都是體現了綠色化學的廢氣減排的實驗理念。

四、培養高中生環保意識

響應新課改的要求,也就是現代科學化學的發展要求,在不同的實驗教學活動中對學生進行化學思想教育,培養學生的可持續發展意識,將化學的可操作性發揮到最大,也是對學生進行綠色化學教育的最明顯途徑。高中化學強調的不止是增強學生的科學素養,在進行化學的實驗操作的過程中,還要重視實驗方案的設計,在整個設計的過程中貫徹落實綠色化學的思想觀念。根據高中化學實驗的固定模式,可以將實驗進行綠色化設計[4]。化學實驗的綠色化設計要具有明顯的綠色環保特點,既要減少化學污染,又要有良好的安全性。對于一些實驗成本較高且危險性較大的實驗,可以考慮通過多媒體的手段呈現在學生面前,這種實驗模式在一定程度上真正做到了無毒無害低成本,與真正意義上的綠色化學相吻合。這種做法雖然存在很大優勢,但是不能取代真正的實際操作,因為這種做法不能為學生提供基本的技能訓練,與提高學生綜合素質的宗旨相違背。此外,通過對實驗中剩余實驗材料的回收利用,可以對學生進行尾氣處理的知識教學,學習怎樣防止大氣污染。通過以上的種種做法,可以使實驗教學滲入到綠色化學教學課堂中,這種做法也是培養學生學習環保知識的最佳時機。

五、結語

綠色化學教育是新課程標準改革下的新課題,化學在高考中占據著重要的部分,同時也對高中的化學課堂起著向導作用,高中教育對于綠色化學的重視已經成為課堂上不可或缺的一部分。現在的高中化學教學應該有效的結合綠色化學的新理念,將綠色化學的思想滲透于課堂上的各個環節中去,增強學生對綠色化學的重視,提高學生保護環境的意識,最終實現可持續發展戰略的新要求。

作者:徐啟還 單位:龍港第二高級中學

綠色化學論文:高中綠色化學教育論文

1.在課堂教學中滲透綠色化學教育。

高中化學課堂教學是滲透綠色化學教育的主渠道,教師要積極創造綠色化學教學條件,構建綠色化學知識體系,不斷充實化學課本內容,培養學生的環境保護意識。在介紹化學史時,教師可從正反兩方面滲透綠色化學思想教育。講解放射性元素時,教師要對居里夫婦的精神及堅決反戰的人格表示欽佩,但也要就海灣戰爭中使用貧鈾彈對環境造成的危害提出批評。介紹環境問題時,教師可著重于介紹20世紀發生的公害事件,指明工業及傳統化學是造成公害的主要原因,使學生明確綠色化學是解決環境問題的重要途徑。通過在課堂教學中滲透綠色化學思想教育,激發起學生學習化學知識的興趣,不斷強化學生的環保意識、綠色意識。

2.在實驗教學中滲透綠色化學教育。

在高中化學實驗教學中,應最大限度地實現實驗的綠色化,引導學生樹立綠色化學思想和環境保護意識,具體教學策略如下:(1)改進化學實驗。首先,采用無毒原料、溶劑、催化劑進行化學實驗。例如,做完銀鏡反應后,可將清洗試管的硝酸替換為三氯化鐵溶液,避免產生二氧化氮有害氣體;在萃取碘單質實驗中,可將四氯化碳替換為二氯甲烷作為萃取劑,消除刺激性氣味,保證室內空氣質量;在乙烯的制備實驗中,可將硫酸替換為氧化鋁作為催化劑,避免濃硫酸造成污染;其次,優化化學實驗方法。又如,在海帶碘元素的檢驗實驗中,可將灼燒提取法改進為煮沸提取法,簡化實驗操作程序,縮短實驗時間,減少因灼燒造成的室內空氣污染;再次,改進化學實驗裝置。再如,利用密閉的裝置減少實驗敞開操作,可將注射器作為密閉的反應容器,進行銅和稀硝酸生成一氧化氮、二氧化硫制備與性質等實驗,將污染物消除在密閉裝置內。(2)開展微型化學實驗。在高中化學實驗中,可在保證實驗教學效果的前提下進行微型化學實驗,以達到降低實驗成本、提高環保效益的目的。微型化學實驗多采用點滴板、小試管、井穴板、多用滴管等微型化儀器,使用最小化的試劑用量,一般液體用量不超過1mL,甚至一些現象明顯的定性實驗可在試紙或濾紙上完成,如碘顯色反應、溴水褪色、苯酚的檢驗、驗證鹽類溶液酸堿性等實驗。(3)“三廢”的綠色化處理。在高中化學實驗中,要及時對必須使用的有毒、有害化學品和生成的污染物進行綠色化處理,從源頭處控制“三廢”對環境造成的污染。在廢氣處理過程中,可采用封閉的實驗操作方法,減少有害廢氣的產生量,并對廢氣進行有效處理或用氣囊收集。在廢液處理中,可利用中和反應處理含酸堿的廢液,使溶液pH值達到6.5~8.5之后再排放;也可用碳酸鹽沉淀法、硫化物沉淀法等方法沉淀、分離含有重金屬離子的廢液。在廢渣處理中,可回收一些化學實驗中剩余或產生的金屬進行再利用,如銅與硝酸反應剩余的銅片、銀鏡反應生成的銀等。對于不能綜合利用的固體生成物則要進行無毒化處理。(4)利用多媒體教學技術。在高中化學實驗中,教師可利用現代多媒體教學技術輔助實驗教學,尤其對于危險系數大、污染嚴重的實驗而言,可通過電腦模擬、實驗錄像等對實驗過程進行演示,實現廢棄物的“零排放”。同時,教師也可利用多媒體教學技術模擬錯誤的實驗操作,將不良的實驗后果形象地展示給學生,讓學生認清實驗操作不規范帶來的嚴重后果,以及實驗室“三廢”對環境造成的惡劣影響,加深學生對綠色化學的認識。

3.在課外實踐中滲透綠色化學教育。

在高中化學教育中,教師要積極組織課外實踐活動,讓學生體驗和感知傳統化學對環境造成的嚴重危害,認清利用化學手段進行末端污染治理的局限性,引導學生關注綠色化學,理解綠色化學的重要意義。教師可根據化學教學內容,組織形式多樣的課外實踐活動,如實地調查、環保知識競賽、探究性學習、文獻研究等。在實地調查中,教師可帶領學生參觀污水處理廠、化工廠、無公害蔬菜生產基地、生態農業示范區等,對當地水資源、空氣質量、環境污染情況進行調查;在探究性學習中,教師可開設相關課題,組織學生進行課題研究,如研究生物催化劑的優點、研究高效低毒農藥等,培養學生實踐能力和創新能力,達到課題研究的預設目標;在文獻研究中,既可讓學生利用圖書館館藏資源和互聯網資源,收集有關綠色化學和環境保護的文獻資料,也可邀請有關專家學者來校進行講座,使學生獲取最新的科研信息。通過開展多樣化的課外實踐活動,促使學生更加關注綠色化學,能夠運用已學的化學知識分析和解決生活中遇到的問題。

總而言之,隨著綠色化學理念在高中化學課程標準中的滲透,綠色化學教育已經成為高中化學教育的重要組成部分,對化學教師提出了新的要求。為此,高中化學教師必須強化綠色化學意識,在課堂教學中融入綠色化學理論,最大限度地實現化學實驗綠色化,并積極組織課外綠色化學實踐活動,從而確保高中綠色化學教育目標的實現。

作者:魏華姬單位:福建省沙縣第一中學

綠色化學論文:綠色化學工程論文

一、綠色化學工程與工藝的開發

(一)提高化學反應的選擇性在化學工程的物質反應中,化學反應作為必不可少的重要組成部分存在。所有化學原料的轉化均是需要化學反應才能得以實現。在化工生產過程中,合理選擇有效的化學反應形式可有效促進化學工程生產效率及質量得到提高[2]。對化學反應產生影響的因素有很多種,反應原料、環境、時間、特點等均會對化學反應產生不同程度的影響。在化學生產過程中應用最為普遍的反應形式為氧化反應。在氧化反應過程中會有大量的熱產生,所有化學原料均會在熱的催化作用下發生變質,因此會大大降低化學品的生產質量。在綠色化學工程中,應用新型的反應形式,這種新型反應形式為烴類氧化反應。這種反應形式的應用不僅可促進催化物反應催化能力得到提高,同時還可有效促進生產物同分異構反應時間增加。

(二)使用無毒無害催化原料隨著化學工業發展速度的不斷加快,將化學反應合理的應用于化工生產過程中已經成為促進工業可持續發展的重要前提之一。在化學反應過程中均離不開催化劑的使用。將催化劑應用于化學反應過程中,可有效加快反應速度,縮短法寧時間。所以,在化工生產過程中使用無毒無害的催化原料成為推動綠色化學工程與工藝不斷深入發展的重要前提條件之一。目前,我國相關部門已經高度重視對催化原料的選擇及應用進行深入研究。越來越多的催化劑得到開發和研制,化學反應過程中使用的催化原料不斷得到改善,分子篩除催化劑等優良催化原料在化工生產過程中的應用越來越廣泛。無毒無害催化原料的應用可有效提高化學反應效率,降低能源消耗量,同時也可減少環境污染。

二、綠色化學工程與工藝對化學工業節能產生的促進作用

目前,在各工業產業的生產過程中均已廣泛應用到綠色化學工程與工藝。該工程中具有的應用性能不僅可有效改善化工產業發展過程中存在的資源浪費和環境污染問題,同時還可有效促進化工生產的結構不斷得到優化。綠色化學工程與工藝在化工產業中的應用主要表現在如下幾點。

(一)清潔生產技術的應用清潔生產技術是一種具有較高價值的綠色技術,該種技術主要是通過對化工原料進行無害、無毒、無廢處理,實現原料利用率得到提高,進而促進化學工程的生產質量得到提高。在清潔技術中,應用最為普遍的技術分別為脫硝和脫硫兩種技術。應用該兩種技術對存在較為嚴重的污染的化學廢物、生活垃圾等進行綠色處理,經過相關技術的處理后,生活垃圾可有效轉化為沼氣。應用自然發電技術來代替傳統發電技術。太陽能、風能的開發和應用是清潔生產技術飛速發展的重要標志。在生物工程中合理應用清潔生產技術,可有效促進細胞及基因工程的發展效果得到顯著提高。在輻射加工中應用清潔生產技術,可促進催化劑的作用得到顯著提高。

(二)與生物技術相互結合的應用在生物技術領域中,其技術范疇具體包含細胞、微生物、基因、酶等多種技術。其在各化工生產中的應用主要包含有生物化工合化學仿生學兩個方面的內容。在生物體內,生物酶作為催化劑存在,其具有顯著的專一性和高效性,在生物合成的每個過程中均無法脫離酶的作用。在綠色化學工程與工藝中對生物技術進行合理應用,通過相關技術處理,可使再生資源轉化為相應的化學品。早期所應用的有機化合物原料大部分是直接源自動物和植物,后來才逐漸發展為將煤炭、石油作為原材料使用。在綠色化學工程與工藝中,通常情況下均是應用工業酶或存在于自然界中的酶作為催化劑。將酶與通常應用的化學催化劑進行比較,酶在應用過程中的優點主要表現為無污染、產物性質好、反應條件溫和等。例如通常情況下均是應用丙烯腈進行丙烯酰胺制備,當使用酶作為催化劑后,能耗消耗量大大降低,反應具有徹底性,并且在反應過程中無任何副產物產生。

(三)生產環境友好型產品綠色化學工程與工藝的主要發展目的之一即為為社會生產處環境友好型產品,如清潔汽油、磷洗衣粉等無毒無害產品。通過綠色化學工程可以生產出與社會、自然環境發展相符合的友好型產品。綠色化學工程生產的出現在很大程度上起到了保護環境的作用。在社會生產、生活中,人們的購買的產品均為綠色產品,不僅有效保證了人們身體健康,同時也可促進社會健康、和諧發展。因此,在化工生產過程中,如能夠促進綠色化學工程與工藝對的優勢得到充分發揮,可有效降低生態環境的染污,促進國家自然環境和社會經濟得到可持續發展,對國家的長遠發展及社會的進步具有重要意義。

三、結束語

在綠色化學工程與工藝中,應用無毒、無害的物質作為原材料,使用節能減排的生產工藝,應用清潔生產的技術,可有效降低化學工業生產過程中能源消耗,減輕生態環境污染,促進人與社會和諧發展、產品與生態互補得以實現。因此,對綠色化學工程與工藝進行開發和研究是對當代化學工業的發展產生嚴重影響的主要因素之一,是促進化學工業可持續發展的重要前提條件。

作者:李世英單位:內蒙古蒙西建設集團有限公司鋼結構分公司

綠色化學論文:綠色化學教育論文

1教師沒有明確的綠色化學教育設計和目標

由于應試教育思想的根深蒂固,老師對于化學的教育目標是提高升學率,老師對學生的教育完全是停留在化學知識的教育層面上,而且,由于老師的教育方式方式或許陳舊和刻板,在課堂上只是一味的給學生傳導化學理論知識,而不注重培養他們正確的價值觀,也不去鍛煉他們的實踐能力,使得學生成為化學知識的被動接受者,他們沒有很多自己動手設計并獨立完成化學實驗的機會和能力,也更不會去自己動手去實踐綠色化學實驗,更加不會關聯到綠色化學于環境保護的重大意義。此外,目前,在很多師范院校,對學生的考核還只是停留在以理論知識為主的層面上,考核也不會涉及到有關化學科學的人文素養和環境素養,所以在教育中,對學生的應試教育和培養學生應考能力已成為一種很難改變的教育思想,雖然有關教學方案已經幾經修訂完善,但是老師重視理論,輕視實踐的思想還是無法改變。

2提升我國綠色化學教育的措施

2.1改變老師化學教育的觀念要想推行綠色化學的教育思想,首先必須改變老師的對于化學的教學觀念,只有老師重視起來綠色化學的的教育,才有可能去引導學生加強綠色化學的思想意識。首先,學校應該對老師進行定期培訓,讓老師能夠認識到綠色化學的重要性,并且培訓老師實施綠色化學教育時應該側重的點和有效實施綠色化學的措施,并且,學校也可以派遣有資歷的老師去典型的學校進行溝通交流,學習人家綠色化學的有效方案,來更好的完善自己的教學理念和方案。老師自己也應該積極的去改變自己的教學觀念,自己設定一套能夠有效發展綠色化學教育的教學方案,并且明確自己的教學目標,以更好的開展綠色化學的教育工作。

2.2在化學教育的過程中給學生滲透綠色化學的知識教師在化學教育的過程中應該時不時的給學生滲透綠色化學的知識,首先,老師應該增加實驗實踐在化學教學中的比重,有些化學知識是必須通過實驗實踐學生才能夠深刻的理解,通過實驗,可以直觀的觀察到實驗現象,這樣很容易的就可以了解一些物質的性質,否則只靠干巴巴的說教,學生是不能夠將這些知識理解透徹的。然后,在進行實驗時,老師應該精心設計實驗,盡量讓實驗方法精密,有些實驗會產生有害氣體,這時老師就應該讓學生學會如何去除去這些有害氣體,以免其散發到空氣中去造成污染;而在生成某些產物的時候,有的方法會產生有害物質,而有的方法就不會產生,這時老師應該引導學生學會用最無害的方法去制產物;除此之外,老師要學會高效的整合實驗,我們在驗證某一物質的多種性質時,往往用數個單一的實驗去驗證,這樣既耗時耗力,又浪費反應物,所以老師可以有效的將這些單一的實驗進行有機組合,讓反應物能夠被高效的反應利用,從而發到綠色化學得目的,等等,這些都是綠色化學的例子,老師可以有效用這些綠色化學實驗的例子,向學生滲透綠色化學的思想理念,讓學生能夠深切體會到綠色化學的重要性,進而深化認識到保護環境的保護環境的重要性,從而積極參與到保護環境的行列中去。

2.3適當的對化學教材進行改革或許是新課程得改革沒有完全滲入到師范院校中,部分師范院校的化學教材的內容太過陳舊,所以,師范院校應該適當的對其化學教材進行改革,盡可能多的將綠色化學的思想融入到化學教材中去,讓學生從根本上就可以接觸到綠色化學的思想理念。

3結語

總之,在化學教育的過程中,老師應該充分利用教材中的綠色化學的知識模塊,盡量給學生設置實踐化學實驗的機會,讓學生能夠自己切身的體驗綠色化學的理念,同時,老師應該精心設計實驗過程,想學生滲透綠色化學的思想,讓學生能夠真正領悟到綠色化學的積極意義,能夠主動意識到綠色化學對于保護環境的重要性,從而積極參與到保護環境的行動中去。

作者:胡金陵單位:江西省吉安師范學校

綠色化學論文:化學工業節能與綠色化學工程論文

1綠色化學工程與工藝的發展

在我們以前普通的化學反應來看,對于反應后的副產物的處理是相當困難的,并且如果想處理,其治理成本是相當的高,所以以前那種普通的反應無法從根本上剔除化學工業中所帶來的一系列危害。而我們所提到的綠色化學工程,就從根本上解決了上述問題。

1.1選擇有益材料對于化學反應來說,最重要的還是選料的環節,它的好與壞直接影響著化學反應是否友好是否有益。有效的防范,以達到在過程以及結果的一種良性局面。

1.2采用高效高選擇性的反應原料對于化學工業來說,化學反應是決定化學工業生產過程中生產成本和生產難度、充分利用化學資源等各方面的重要性因素。可以降低工業生產的成本,而且能夠提高產物純度,減少無效反應產物的排放,節約化學資源,在化學工業中,有機物的反應復雜,研究機制不確定,所以選擇合適的反應原料,不斷提高工業技術是對化學工業的發展有著重要的意義。

1.3使用綠色無公害的反應催化劑催化劑作為化學反應中能改變反應速率的的物質,在化學工業中應用廣泛,綠色化學就是研究生產高效高質量的化學反應,不產生任何有害物質,無效產物可以做到循環利用,無公害。這項生產技術就是高度依賴化學反應過程中的催化劑,不斷創新,不斷推動綠色化學產業的發展,相關機構已經著手研究這些優良的催化劑.

2尋找高效綠色的化學催化劑對提升工業生產水平的作用

2.1化學工業中綠色化學的應用綠色化學的優秀就是要利用化學原理從源頭消除污染,做到完全無公害無污染,因此它又被稱為清潔化學,應用范圍廣泛,它涉及有機合成、催化、生物化學、分析化學等學科。工業中化學反應發生的條件一般都是高溫高壓,在反應過程中,只有適宜的溫度和壓力才能使用現代化學工業的技術,另外加上綠色化學的高效催化劑,這項工程才得以不斷發展。例如上文提到的低維材料碳納米管,催化裂解反應中有很大的化學功效。

2.2化學工業中綠色化學和現代生物結合的應用。講到了催化劑,這就涉及到另外的技術性學科生物技術。生物技術的就是高科技與高端專業知識結合的產物,學科內又分為細胞工程、基因工程、胚胎工程等等。在化學產業中主要應用于生物化學。在化學工業生產過程中,選取有機的生物材料,主要是動植物的原料,另外也會采用他們經過上千年演變的產物—地下的煤炭等。催化劑主要由人工催化劑和自然催化劑,分別由人工合成以及采用天然動植物的生物酶。這樣能夠滿足現代化學工業發展的需要,同時也能切合可持續發展的指導思想,節約能源,維持現在生態平衡的狀態,推動化學工業發展。

3結語

可持續發展在當今社會顯得越來越重要,因此化學工業生產中也要遵循這個指導性思想,采用選擇性高的原材料,節能減排,利用高新化學催化劑,最大程度的減少污染物排放,不斷增高有效產物純度,在資源有限的前提下,保護生態環境,維護現有的生態平衡。綠色化學在整個化學工業的發展中,有著實質性的意義,高新技術性產物催化劑的使用能改變現有產業結構和傳統的生產過程,加速化學工業發展。

作者:喬昱單位:青島科技大學化工學院

綠色化學論文:綠色化學實驗論文

一、培養環保理念,倡導綠色化學

綠色化學是世界科學可持續發展的需要,自1995年,由中國科學院化學部確定了《綠色化學與技術》的院士咨詢課題以來,我國的綠色化學也逐漸活躍起來。近幾年,隨著環境污染的日益加劇,生態環境的不斷惡化,人們越來越關注污染問題,綠色化學觀點的提出,讓許多與化學息息相關的行業都積極響應。面對學術界綠色環保的方興未艾,作為化學教育工作者,除了具有扎實的基礎知識以外,還應將環境污染、保護、治理等作為自己的研究方向。將綠色化學的理念根植于心,牢固樹立可持續發展的觀念,“計利當計天下利,求名應求萬世名”,正確處理可持續發展和綠色環保的關系,將綠色化學的十二條原則始終貫穿于化學教學實驗全過程之中,從一點一滴入手,培養并傳播綠色化學的理念,綠色化學強調的是原子經濟性,即在獲取新物質的化學原料中,充分利用每個原料原子,實現“零排放”,既充分利用資源,又從根本上解決污染物排放問題,讓這種理念時刻伴隨學生,隨著知識的積累而得到傳承和發展。在傳授學生知識的同時,還要引導學生正確認識科技發展的負面性:若保護不好環境,發展也會受到嚴重制約。在課堂上,教師可以提出關注較為廣泛的問題進行討論,比如:40年代初期發生在美國洛杉磯市的“化學煙霧事件”。光化學煙霧是大量碳氫化合物和揮發性有機物在陽光作用下,與空氣中其他成分起化學作用而產生的。這種煙霧中含有臭氧、氧化氮、乙醛和其他氧化劑。在1952年12月的一次光化學煙霧事件中,洛杉磯市65歲以上的老人死亡400多人。由此引出我國社會關注度較高的問題——霧霾的成因。光化學煙霧主要為氣態污染物,而霧霾則是大氣顆粒物,然而光化學煙霧最終生成大量的臭氧,增加大氣的氧化性,這導致大氣中的二氧化硫、二氧化氮被氧化并逐漸凝結成顆粒物,從而增加PM2.5的濃度。也就是說,光化學煙霧可能成為霧霾的來源之一。因為這種討論與我們每個人生活都息息相關,積極指導學生開展與化學相關的綠色環保行動,這既有利于知識的鞏固,又能增強學生的環保意識,使學生明白,我們生活的地球處處需要保護環境。

二、嘗試探索創新,推廣綠色實驗

眾所周知,很多化學知識都是以化學實驗引入并且加以驗證的,實驗是化學教學中的重中之重,如果能在基層教學過程中,大力推廣綠色實驗,勢必會將綠色化學貫穿整個教學。傳統化學實驗所使用的實驗藥品,以及伴隨實驗所產生的各種廢棄物,不但對環境造成污染,對師生的健康或多或少都會有一些影響。因此,在教學實驗中,教師應嚴格把關,Anastas和Warner提出了綠色化學的12條原則,這些原則可作為實驗化學家開發和評估一條合成路線、一個生產過程、一個化合物是不是綠色的指導方針和標準。

1.防止廢棄物的產生,比先產生后治理要重要;

2.合成方法應設計盡可能將所有起始物嵌入到最終產物中去;

3.只要可能,合成反應應設計成反應中使用和生產的物質對人體和環境無毒或毒性很小;

4.設計的化學產品應在保證其應有功能的同時盡量使其無毒或毒性很小;

5.盡量不用輔助性物質(如溶劑、分離試劑等),當不得已使用時,也應使用無毒物質;

6.能量消耗應是越少越好,應能為環境和經濟方面所認可,合成方法應在常溫、常壓下實施;

7.只要技術上和經濟上是可行的,盡量選擇可再生的原料;

8.應盡量避免不必要的派生過程;

9.盡量使用具有催化選擇性的試劑;

10.化學產品中的設計應保留其功能,減少其毒性,當完成自身功能后不再滯留于環境中,使之降解為無毒的物質;

11.需要開發實時、跟蹤監控的分析方法,預先監控有毒物質的形成;

12.化學物質及其在化工過程使用中的物態,應選擇潛在化學隨機事故(包括氣體泄露、爆炸和著火)最小的,等等。從以上論點可以總結出,化學實驗綠色化的內容包括:化學試劑、溶劑和催化劑的綠色化,盡量選擇低毒和可再生資源,溶劑盡量選擇水溶劑,避免采用有毒有害和揮發性溶劑,催化劑應首選采用無毒害、無腐蝕的物質;實驗劑量綠色化,在保證完成化學反應的情況下,盡量使用最小劑量的試劑、溶劑和催化劑;對實驗產生的“三廢”進行無毒無害化處理,確保污染程度降到最低。

三、激發探究精神,完善綠色化學

(一)開展微型化學實驗

微型化學實驗,就是以盡可能少的化學試劑來獲取所需化學信息的實驗方法與技術。雖然它的化學試劑用量一般只為常規實驗用量的幾十分之一乃至幾千分之一,但其效果卻可以達到準確、明顯、安全、方便和防止環境污染等目的。近年來,在我國化學實驗教學改革領域中,微型化學實驗蓬勃發展,引起國內化學教育界極大關注。目前微型化學實驗開展到分析化學、物理化學、醫用化學和高分子化學實驗的微型化探索,并取得了驕人的成績,逐漸形成了具有中國特色的微型化學實驗特點:微型儀器價格低廉且配套比較完整,在國際上具有很強的競爭力。此外,微型化學實驗與傳統實驗相比,具有明顯的綠色環保、節約藥品和節省時間的特點。微型化學實驗的優勢已經在教學中呈現出來,受到了廣大師生的歡迎。目前,國內已有800余所大、中院校開始采用微型化學實驗。

(二)探究精神在綠色化學實驗中的應用

化學是一門以實驗為基礎的自然學科,翻開化學的歷史,從火的發現到陶器的發明,從兵器的鍛造到白酒的釀造,都離不開科學探究,只要學生用科學探究的方式學習和研究化學,就一定能加強對科學本質的認識、提高科學素養,且在知識與技能,過程與方法等方面獲得較大提升。可見,化學實驗是進行科學探索的重要途徑之一。探究化學實驗的綠色化有以下幾個重要的特點,首先就是以實驗為基礎,將環保理念貫穿始終,以試驗為依托,分步驟實現綠色化;其次,在探究性試驗時,教師以“變廢為寶”“節約減排”等作為指導思想,引導學生獨立進行試驗、觀察現象、分析結果,通過實驗設置的優劣,進行綠色化,無害化處理等;再次,教師要牢牢抓住實驗探究是針對問題來開展的一系列活動這一本質,有針對性地提出問題,在對問題探究的過程中,不僅要求學生具備一定的邏輯思維能力,還要求學生具有一定的想象力,敢于大膽地猜想、假設,甚至是質疑。這對于培養學生的創新精神和實踐能力有重要的作用。另外,教師提供必要和及時的指導也顯得尤為重要,在探究性試驗中,教師是學生學習的引導者和支持者。探究實驗成功與否,教師的科學引導、有效操作、深刻總結等方面,具有決定性的作用。所以,教師要在探究性實驗中縱覽全局,對細節的把握要絲絲入扣,對學生在探究階段的引導要耐心、細致和科學。綠色化學是從維護生態環境角度出發,用低毒無害的綠色實驗,逐漸代替易污染的傳統化學實驗。是化學發展的必然規律,實現這一目標的途徑很多,如選擇具有高的原子經濟潛力的化學反應類型,達到不排放或少排放有害物質;控制實驗步驟,防止污染發生;改變實驗合成線路,實現“原子經濟性”;建立無苯、無鉛實驗室,等等。綜上所述,實驗綠色化是化學發展的良好趨勢,他不僅減少實驗本身對環境的污染,也減少了對參與實驗的師生健康的危害,通過對實驗綠色化的不斷推陳出新,化學教育事業的明日必將燦爛輝煌。

作者:劉晶晶單位:鐵嶺師范高等專科學校

綠色化學論文:綠色理念下化學實驗論文

一、應用多媒體進行仿真化學實驗

科技水平的不斷提升加速了信息技術在教學中的廣泛應用,在化學教學的過程中,教師可以采用多媒體等先進的科學技術手段,加強學生的綠色理念學習。在我們的現實生活中,可能會因為環境因素、實驗器材制約問題等使一些實驗無法進行,面對這種情況,化學教師可以通過課前在網絡上查找一些仿真的綠色化學實驗視頻、錄像等內容,以直觀而生動的形式為學生呈現化學實驗的過程,將傳統的教學方法與先進的多媒體教學模式相結合,一邊播放視頻,一邊為學生講解實驗的注意細節和實驗的重點等內容,加強學生對實驗的認識。例如在滬教版九年級第六章《溶解的現象》這一課的實驗過程中,教師可以利用多媒體等信息技術手段進行實驗指導。教師可以在課前設計一些PPT或者使用化學模擬實驗軟件,在電腦中,模擬高錳酸鉀晶體放入500毫升的燒杯中,然后注入300毫升水并攪拌過后,會產生的化學效果,使學生沒有通過實驗,也能夠直觀的感受化學的變化和魅力。

二、應用先進的微型化學實驗方法

微型化學實驗方法是一種新型的化學實驗方法,在國內外眾多的化學教學中被廣泛的應用,并取得了良好的效果。微型化學實驗方法主要是在化學試驗的過程中,使用的微型的化學儀器和裝置進行實驗,并且實驗所使用的化學試劑用量嚴格控制在百分之一到百分之十之間,從而有效的減少實驗廢棄物和污染物質。這種微型化學實驗方式在化學實驗中植入綠色理念的重要表現,不僅減少了污染物質和資源浪費,同時也能夠培養學生形成良好的綠色思維意識,推動化學實驗教學的不斷深入開展,充分提升學生的化學水平,達到保護環境、減少污染,科學教學的目的。例如在對滬教版九年級第8章《食物中的有機化合物》這篇課文的實驗過程中,教師可以充分利用微型化學實驗方法指導學生進行實驗。在實驗的過程中,在不影響實驗效果的基礎上,可以盡量使用較少的淀粉、蔗糖等材料,放到酒精燈上進行加熱實驗,根據物體燃燒的顏色變化判斷食物中的有機化合物。

三、科學處理化學實驗的廢棄物品

在化學實驗中,除了要指導學生樹立良好的綠色觀念,進行綠色實驗之外,教師還要加強提升學生對化學實驗廢棄物品的科學處理能力。在化學實驗過后,會產生大量的廢棄物品或者化學試劑,教師要加強學生對這些物品或者試劑的客觀認識,禁止學生對化學物品隨意丟棄,根據物品或者試劑的種類、腐蝕性、有害性進行針對性處理,對于可以反復使用的物品要將其進行保留,放置于預定好的容器中并加以標注,以便于循環利用,最大程度的減少對環境的污染,倡導綠色、可持續的化學實驗觀念。化學是當前我國教學中一項重要的學科,社會的發展和人民思想素質的不斷提升加速了在化學教學中綠色理念的應用。緊跟時代脈搏,在化學實驗教學中灌輸綠色理念,有利于培養學生樹立節約、綠色的思想觀念,為我國建造可持續發展的生態型社會奠定良好的基礎。

作者:施捷單位:江蘇省淮安市文通中學

綠色化學論文:構建綠色實驗課堂的高中化學論文

一、嚴格規范實驗操作

化學實驗是一門高度嚴謹的科學活動,在實驗過程中,任何一個微小的差錯,輕則造成污染加大,重則會發生安全事故。因此,說到綠色化學實驗的開展,首先要從最基礎的實驗操作技能入手。在化學實驗中,教師要教給學生規范的操作方式,從實驗前藥品、實驗器具的檢查,到實驗裝置的安裝、藥品的稱量、試劑的取用,再到最后的實驗廢棄物的處理,每一個環節都要嚴格按照實驗操作守則的規定,這樣既可以節約不必要的藥品、試劑、能源的耗費,又能夠在實驗過程中減少污染物的排放。例如,在開始前,要認真檢查制備氣體裝置的密閉性是否合格,以避免在實驗操作中由于氣體泄漏而造成的污染和對人體的危害;在實驗過程中,需要聞氣體的時候,不能太用力去吸氣;選擇容器的時候,不能選擇敞開的容器口等等。這樣,在實驗中的每個環節都按規操作,就可以最大限度的減少安全事故的發生,確保把污染可能降到最低。

二、盡量選擇對環境污染小的反應物

在發生化學反應的過程中,釋放一些污染環境的物質有時不可避免,這個時候,我們只能采取“兩害取其輕”的方式,盡量選擇一些對環境污染比較小的反應物。例如,氯氣的制取實驗,按照傳統的方式,氯氣產生的量很大,即使教師用裝置把氯氣收集起來,但最終還是會釋放出去,難以從根本上解決問題。有沒有什么方法能夠讓污染量盡量減少一些呢?如今,很多教師嘗試著用醫用高錳酸鉀片,也就是我們常說的PP片與濃鹽酸發生反應來制取氯氣,由于PP片的密度很高,即使浸泡幾個小時以后,PP片也不會完全溶解,這樣作為固體的PP片與濃鹽酸發生反應的接觸面要遠遠小于液體與液體的接觸面,從而導致反應的強度要明顯減弱,而產生的氯氣量也會大大減小,使得實驗過程變得相對來說更加環保。由此可見,選擇恰當的反應物,是實現綠色實驗的有效手段。

三、積極推廣微型實驗

微型實驗在世界上一些發達國家的發展已經比較成熟了,而在我國,微型實驗還處于一個起步階段。所謂微型實驗,不僅是在化學實驗中簡單的減少試劑、藥品的用量,而是包括微量藥品、微型實驗儀器在內的一系列微型化條件下開展的實驗活動。在微型條件下,運用遠遠低于常規用量的藥品開展化學實驗,不僅可以降低實驗成本,同時,反應生成物的量也會大大減小,這樣自然提升了實驗的綠色性。當然,與常規實驗相比,微型實驗的反應現象往往不夠明顯,這就給學生的實驗觀察帶來了一定的難度。為了解決這個問題,教師可以利用投影儀等工具對實驗現象進行放大處理,這樣就可以解決實驗可觀性的問題了。

四、努力在實驗中做到廢物利用

循環利用是環保理念中一個十分重要的方法和理念。在化學實驗中,除了想辦法減少污染物的排放,努力做到廢物的循環利用也是實現綠色課堂的一個重要途徑。例如,在銀鏡反應中生成的銀,通過Ag和稀HNO3進行加熱反應可以得到AgNO3,這樣就可以用于下一次的實驗。除此以外,在我們身邊,隨處可見的一些廢舊物品,經過簡單的加工改造,也可以變成化學實驗器具,例如,我們可以用一次性針筒來替代量筒,也可以用隨處可見的塑料吸管來代替移液管等,利用這些廢舊物品自制實驗儀器,不僅體現了環保思維,同時,這種隨處可見、隨處可用的自制儀器還可以增加實驗的機會和實驗的便利性,并且學生在自制儀器的過程中,還能培養一定的動手實踐能力,可以說,是一個一舉多得的有效之舉。

五、妥善處理實驗廢棄物

化學實驗本身的性質就決定了無論采用什么手段,一些實驗都會不可避免的產生一定的污染,這時候,如何妥善地處理這些實驗廢棄物就顯得格外重要了。教師在開展實驗教學的時候,一定要讓學生養成正確處理實驗廢棄物的習慣和能力。在對實驗廢液進行處理的時候,一定要讓學生按照要求把廢液倒入專門的廢酸槽或者廢堿槽,對于一些不能直接排放的廢液,可以采取一定的手段進行處理,如擱置一段時間,或者進行一些化學反應處理,然后再進行排放。對于實驗廢氣,在實驗過程中要注意對尾氣的收集,在實驗結束后再對尾氣進行吸收或者回收。綠色化學是人類與自然和諧相處的化學科學,是未來化學學科乃至人類本身可持續發展的必然要求。因此,努力減少化學實驗污染,推進化學實驗的綠色化設計是我們每個化學教師都應當重視的問題。作為教師,我們要努力把綠色化學理念自始至終地貫徹于化學實驗教學的各個環節,讓學生在化學課堂上養成環保意識,形成環保能力。

作者:郭德明單位:江蘇省揚州市邗江區瓜洲中學

綠色化學論文:綠色化學教學下的化學實驗論文

一、轉變觀念,將綠色化學的理念引入化學實驗教學

化學是一門實踐性很強的學科,化學實驗教學又是化學教學過程中的重要環節,實驗教學對學生科學思維、動手能力、創新意識的培養起著重要的作用。但絕大多數化學實驗不可避免地對環境造成了污染。[4]以大學無機化學實驗教學為例,使用到的化學藥品有100多種。其中不乏各種毒性較大的物質:如鋇鹽、鉛鹽、鎘鹽、鉻鹽等各種金屬鹽類;硫化氫、氯氣、二氧化氮、二氧化硫等有刺激性或有毒氣體;四氯化碳、乙醚、丙酮等各種有機溶劑。[5]因此,對傳統化學實驗進行綠色化改革,全面推行綠色化學實驗乃大勢所趨。綠色化學實驗是以綠色化學為指導思想,用預防化學污染的新思想和新技術,對常規實驗進行改革而形成的化學實驗的新方法。它的具體內涵體現在使用化學品遵循的“5R”原則上:[6-9]1.Reduction—減量(減少試劑用量,提高轉化率,可減少“三廢”排放量);2.Reuse—重復使用(催化劑、載體等,應有重復使用的設計,可降低成本、減少廢棄物);3.Recycling—回收使用(回收未反應的原料、副產物、催化劑、穩定劑等非反應試劑);4.Regeneration—再生利用(變廢為寶,是節省資源,減少污染的有效途徑);5.Rejection一拒用(拒絕使用無法回收、無法替代的毒副作用、污染作用明顯的原料,是杜絕污染的最根本方法)。具體來說,就是化學試劑、化學反應、途徑、產物、劑量等等的綠色化。

二、改革教學內容和手段,將綠色化學的理念

滲透入實驗過程作為高校化學教師,應不斷地改進實驗教材和教學內容,將綠色化學的理念融入到化學實驗教學中,培養具有綠色化學意識的化學人才,實現化學實驗的綠色化。主要的改進手段有以下幾點。

(一)反應試劑綠色化

不管是無機化學實驗、有機化學實驗、分析化學實驗還是物理化學實驗,都多多少少要使用到有毒有害的反應試劑。反應試劑的調整對實驗綠色化進程意義重大。如無機元素化學實驗中將鑒定Br-、I-時使用的氯水改為雙氧水,既可以省去制備氯氣的煩瑣操作,避免氯氣、氯水對環境及健康造成的不良影響,又可以讓學生靈活運用學過的知識。[10]有機化學實驗中“苯乙酮的制備”要用大量苯,此實驗可用生理毒性比苯小得多的甲苯代替”;[11]傳統的“己二酸的制備”實驗,現有有機化學實驗教材是以環己醇為原料、用硝酸作為氧化劑的傳統工藝,硝酸是危險、有強腐蝕性的物質,副產的NO會破壞臭氧層,而且該反應為強放熱反應,極易飛速升溫而失控。“己二酸的制備”可以采用綠色合成工藝,即以環己烯為原料,以H2O2為氧化劑合成己二酸,該工藝以綠色氧化劑H2O2代替HNO3,反應條件溫和,易于控制。[12]

(二)常量實驗微量化、半微量化

盡管很多實驗經過改進以后,所用原料毒性很小或基本無毒,但排放量大了仍會造成污染。應此,實驗的微量化和半微量化不僅是減少試劑用量的簡單問題,也是走綠色化學之路的必然選擇。自從20世紀80年代美國科學家在基礎有機化學的微型制備實驗研究中取得成功后,微型化學實驗的探究與應用就成為一種趨勢。微型化學實驗是以盡可能少的反應物質來獲取所需化學信息的實驗方法與技術。雖然其試劑用量一般只是常規實驗用量的1/10乃至更少,但其效果卻可以達到準確、明顯、安全、方便和防止環境污染等目的。采用微型化學實驗技術,可以大大減少試劑用量、縮短實驗時間、降低環境污染,也有利于強化學生的動手操作能力,培養學生的創新思維和環保意識。[5]如在無機性質實驗中,對不用加熱和不需要沉淀分離的實驗,改在點滴板上進行,試劑用量可減低到原來的1/2~1/5。有機實驗中的如乙酸乙酯的制備、從茶葉中提取咖啡因等實驗改成半微量實驗后產品產率和質量仍能得到一定保證。[11]

(三)實驗模式循環化

傳統實驗是“原料—產物—廢棄物”的單向線性系統,特征是原料的高消耗性以及產物對人和環境的高污染性,隨著資源的短缺甚至枯竭,人類生存環境的不斷惡化,這種傳統實驗模式正在受到前所未有的挑戰,人們越來越清楚地認識到它的種種缺陷和不足。“循環實驗”的根本在于“循環”兩字———充分利用實驗產物,綠色化處理實驗廢物。循環實驗模式一般有兩種:[13]1.原料—產物(原料)—產物(無毒、低毒廢物);例如:乙酰水楊酸的制備~提純—含量分析(酸堿滴定法)。本實驗的反應物為乙酸酐和水楊酸,常溫條件下生成乙酰水楊酸,在下一輪乙酰水楊酸的提純及含量測定實驗中作為樣品使用。2.原料—產物(原料)—產物—原料。例如:以配位連續滴定法測定混合液中的Bi3+和Pb2+離子,是分析化學實驗教學中的一個重要實驗內容。按照傳統的試驗方法,供學生測定的混合試液幾乎都是由分析純的硝酸鹽試劑配制而成。以前在學生完成分析實驗之后,含有Bi3+和Pb2+廢液也就隨下水管排掉。這些廢液如不回收,既污染環境又浪費資源。在該實驗過程中,如以硫化鈉為沉淀劑處理含Bi3+和Pb2+的廢液,則Bi3+和Pb2+均以硫化物沉淀的形式回收,然后用稀硝酸加以溶解,并通過硝酸用量的控制,使再生后試液的酸度恰為滴定所需的pH值,這樣就可供學生在實驗中反復使用。

(四)實驗技術(儀器)更合理化

在物理化學實驗中,U型管水銀壓力計和貝克曼溫度計使用頻率曾經很高。但這兩種儀表都含有汞,容易造成實驗室汞污染。可將U型管水銀壓力計改換為壓力傳感器,不僅能達到無汞的目的,而且還使壓力測量讀數更準、更快;傳統的貝克曼溫度計也可換為“SWC-Ⅱ型數字貝克曼溫度計”,既省時又安全,效果也很好。[15]而在有機化學實驗中,微波輻射法的運用也為實驗綠色化開辟了一條新的道路。與常規加熱法相比,微波輻射促進合成方法可以顯著地節能,提高反應速率,縮短反應時間,減少污染,且能實現一些常規方法難以實現的反應。微型實驗、小量一半微量實驗可以據以有選擇地改造為微波化學實驗。微波化學反應直接或間接地減少了環境污染。作為一種新技術,應大力研究和推廣,使之形成新的實驗體系。

(五)計算機和多媒體技術幫助實現實驗綠色化

利用計算機多媒體技術對化學實驗進行輔助教學是近年來新興起來的一種實驗教學手段。化學實驗屬于消耗性實驗,常規的、傳統的化學實驗不可避免地會消耗許多藥品和大量的水資源。計算機輔助教學模擬化學實驗(仿真實驗)是一種化學試劑和儀器裝置“零投入”和“廢棄物零排放”的特殊實驗方式,特別適合于演示實驗。我們利用計算機多媒體技術對實驗原理、裝置、流程、實驗過程進行仿真,用文字、聲音、圖像、動畫的效果,讓學生在計算機屏幕上所做實驗達到身臨其境的感受,如在直觀的情景中“實驗”。如醚的過氧化物爆炸、有毒溶劑的燃燒、砷化物的相互轉化、膠體的電泳、硫化氫的性質與制取等。學生可以反復地操作練習,重現實驗內容和實驗現象,觀察實驗的現象變化。實驗軟件本身就帶有較高的趣味性和游戲性,既可以大大提高學生對實驗課的學習興趣,充分調動學生的積極性和主動性,又可以減少環境污染和實驗危險。

三、培養學生環保意識,妥善處理實驗室“三廢”[18,19]

在實驗教學中,教師必須適時灌輸綠色化學思想,讓學生充分理解和接納綠色化學知識;教導學生依據“5R”原則來考慮和解決化學實驗中出現的污染問題,做到實驗藥品的減量化、循環或回收再利用,選擇污染少、裝置簡單、產物易分離、安全性高的實驗方法,在無法避免使用或產生有毒有害物質時,必須采取有效的保護和消害處理措施;引導學生觀察和認識生活、生產中的綠色化學現象,鞏固和加深綠色化學知識。同時,實驗室要積極創造條件,對實驗后的“三廢”進行無害化處理。如無機實驗室首先要對廢液收集桶中的各種酸堿和金屬溶液進行預處理,有針對性地加入一些中和劑和沉淀劑。預處理后的廢液可通過專用管道排到指定處作無害化處理。有機實驗室更應對各種廢液分類收集后處理。玻璃廢渣、廢瓶、或有毒廢渣集中存放后可由學校統一收集處理。實驗室內應裝有通風櫥、排風機等,有條件的還可安裝正壓送風系統。正壓送風系統采用從天花板送風口壓入新鮮空氣,可以把實驗室中的煙霧從門、窗或是實驗室墻角專用的出風口中壓出,能更有效的處理實驗過程中產生的煙霧。

作者:殷馨王海文工作單位:華東理工大學化學與分子工程學院化學實驗教學中心

綠色化學論文:綠色化學的現狀及發展前景論文

當今,化學的發展非常迅速。在20世紀發現和人工合成的化合物的種類是2285萬多種,是此之前發現的所有化合物總數的41倍強。但“化學家太謙虛”,20世紀化學取得的輝煌成就,并未獲得社會應有的認可。

一、化學所面臨的挑戰

1.1化學的形象正在被與其交叉的學科的巨大成功所埋沒

化學是一門中心科學,化學與生命、材料等八大朝陽科學有非常密切的聯系,產生了許多重要的交叉學科,但化學作為中心學科的形象反而被其交叉學科的巨大成就所埋沒。化學這門重要的中心科學(centralscience)反而被社會看作是伴娘科學(bridesmaidscience)而不受重視。

1.2化學正被各種各樣的環境污染問題所困擾

化學的發展在不斷促進人類進步的同時,在客觀上使環境污染成為可能,但是起決定性的是人的因素,最終要靠人們的認識不斷提升來解決這個問題。一些著名的環境事件多數與化學有關,諸如臭氧層空洞、白色污染、酸雨和水體富營養化等;另一方面把所有的環境問題都歸結為化學的原因,顯然是不公平的,比如森林銳減、沙塵暴和煤的燃燒等。這當然與化學沒有樹立好自己的品牌有關系,在最早的化學工藝流程里面,根本沒有把廢氣和廢渣的處理納入考慮范圍,因此很多化學工藝都是會帶來環境污染的。現在,有些人把化學和化工當成了污染源。人們開始厭惡化學,進而對化學產生了莫名其妙的恐懼心理,結果造成凡是有“人工添加劑”的食品都不受歡迎,有些化妝品廠家也反復強調本產品不含有任何“化學物質”。事實上,這些是對化學的偏見,監測、分析和治理環境的卻恰恰是化學家。

二、綠色化學是應對挑戰的必然

科學不但要認識世界和改造世界,還要保護世界。化學也如此,為了應對化學所面臨的挑戰,提倡綠色化學是刻不容緩。

2.1綠色化學的概念

綠色化學又稱環境無害化學、環境友好化學或清潔化學,是指化學反應和過程以“原子經濟性”為基本原則,即在獲取新物質的化學反應中充分利用參與反應的每個原料原子,在始端就采用實現污染預防的科學手段,因而過程和終端均為零排放和零污染,是一門從源頭阻止污染的化學。綠色化學不同于環境保護,綠色化學不是被動地治理環境污染,而是主動的防止化學污染,從而在根本上切斷污染源,所以綠色化學是更高層次的環境友好化學。

2.2綠色化學的產生及其背景

當今,可持續發展觀是世人普遍認同的發展觀。它強調人口、經濟、社會、環境和資源的協調發展,既要發展經濟,又要保護自然資源和環境,使子孫后代能永續發展。綠色化學正是基于人與自然和諧發展的可持續發展理論。在1984年,美國環保局(EPA)提出“廢物最小化”,這是綠色化學的最初思想。1989年,美國環保局又提出了“污染預防”的概念。1990年,美聯邦政府通過了“防止污染行動”的法令,將污染的防止確立為國策,該法案條文中第一次出現了“綠色化學”一詞。1992年,美國環保局又了“污染預防戰略”。1995年,美國政府設立了“總統綠色化學挑戰獎”。1999年英國皇家化學會創辦了第一份國際性《綠色化學》雜志,標志著綠色化學的正式產生。我國也緊跟世界化學發展的前沿,在1995年,中國科學院化學部確定了《綠色化學與技術》的院士咨詢課題。

2.3綠色化學的優秀內容

原子經濟性是綠色化學的優秀內容,這一概念最早是1991年美國Stanford大學的著名有機化學家Trost(為此他曾獲得了1998年度的“總統綠色化學挑戰獎”的學術獎)提出的,即原料分子中究竟有百分之幾的原子轉化成了產物。理想的原子經濟反應是原料分子中的原子百分之百地轉變成產物,不產生副產物或廢物,實現廢物的“零排放”。他用原子利用率衡量反應的原子經濟性,認為高效的有機合成應最大限度地利用原料分子的每一個原子,使之結合到目標分子中。綠色化學的原子經濟性的反應有兩個顯著優點:一是最大限度地利用了原料,二是最大限度地減少了廢物的排放。原子利用率的表達式是:

原子利用率=(預期產物的式量/反應物質的式量之和)×100%

如無公害氧化劑過氧化氫的制備可采用乙基蒽醌法,即由氫和氧在2-乙基蒽醌和Pd為催化劑作用下直接合成,2-乙基蒽醌復出并可循環使用。此反應原子利用率為100%,體現了原子經濟性,減少廢物的生成和排放,是典型的零排放例子。

三、綠色化學的發展前景

3.1反應原料的綠色化即反應原料符合5R原則。

3.2原子經濟性反應在基本有機原料的生產中,已有一些原子經濟性反應的典范,如丙烯氫甲酰化制丁醛、甲醇羰化制醋酸和從丁二烯和氫氰酸合成己二腈等。

3.3高效合成法不涉及分離高效的的多步合成無疑是潔凈技術的重要組成部分。

3.4.提高反應的選擇性———定向合成如不對稱合成。

3.5.環境友好催化劑例如在正己烷的裂解反應中,固體酸SiO2-AlCl3比普通AlCl3具有更好的選擇性,更小的腐蝕性。

3.6.物理方法促進化學反應如微波引發和促進DielsAlder反應、Claisen重排、縮合等許多重要的有機反應。

3.7.酶促有機化學反應酶促有機化學反應有高效性、選擇性、反應條件溫和和自身對環境友好等特點。

3.8溶劑化學污染不僅來源于原料和產品,而且與反應介質、分離和配方中使用的溶劑有關,有毒揮發性溶劑替代品的研究是綠色化學的重要研究方向。如超臨界流體、水相有機合成和室溫熔鹽溶劑等。

3.9.計算機輔助綠色化學設計和模擬在化學化工領域,計算機已廣泛用于構效分析、結構解析、反應性預測、故障診斷及控制等許多方面。無疑,計算機在尋找符合綠色化學原則的最佳反應路線、化工過程最優化、產品設計等方面推動了綠色化學的更快發展。

3.10環境友好產品如可降解塑料、環境友好農藥、綠色燃料、綠色涂料和CFCs替代物等。綠色化學為化學的發展注入了新的活力,在21世紀化學必將大有可為。

綠色化學論文:綠色化學研究論文

摘要建立綠色化學的根本目的是從節約資源和防止污染的觀點出發,重新審視和改革傳統化學,從而使我們對環境的治理可以從治標轉向治本。為此,工業、農業、日常生活等采用無毒、無害并可循環使用的物料,化學反應的綠色化,是從“本”治理環境污染的重要途徑。

關鍵詞綠色化學環境保護生物技術

人類正面臨有史以來最嚴重的環境危機,由于人口急劇的增加,資源的消耗日益擴大,人均耕地、淡水和礦產等資源占有量逐漸減少,人口與資源的矛盾越來越尖銳;環保問題就成為經濟與社會發展的重要問題之一。作為國民經濟支柱產業之一的化學工業及相關產業,在為創造人類的物質文明作出重要貢獻的同時,在生產活動中不斷排放出大量有毒物質,化學工業也為環境和人類的健康帶來一定的危害。發達國家對環境的治理,已開始從治標,即從末端治理污染轉向治本,即開發清潔工業技術,消減污染源頭,生產環境友好產品。“綠色技術”已成為21世紀化工技術與化學研究的熱點和重要科技前沿。

綠色化學又稱綠色技術、環境無害化學、環境友好化學、清潔化學。綠色化學即是用化學及其它技術和方法去減少或消除那些對人類健康、社區安全、生態環境有害的原料、催化劑、溶劑、試劑、產物、副產物等的使用和產生。

化學可以粗略地看作是研究從一種物質向另一種物質轉化的科學。傳統的化學雖然可以得到人類需要的新物質,但是在許多場合中卻既未有效地利用資源,又產生大量排放物,造成嚴重的環境污染。綠色化學則是更高層次的化學,它的主要特點是“原子經濟性”,即在獲得物質的轉化過程中充分利用每個原料原子,實現“零排放”,因此既可以充分利用資源,又不產生污染。傳統化學向綠色化學的轉變可以看作是化學從“粗放型”向“集約型”的轉變。綠色化學可以變廢為寶,可使經濟效益大幅度提高。綠色化學已在全世界興起,它對我國這樣新興的發展中國家更是一個難得的機遇。

1采用無毒、無害并可循環使用的新物料

1.1原料選擇

工業化的發展為人類提供了許多新物料,它們在不斷改善人類物質生活的同時,也帶來大量生活廢物,使人類的生活環境迅速惡化。為了既不降低人類的生活水平,又不破壞環境,我們必須研制并采用對環境無毒無害又可循環使用的新物料。

以塑料為例,據統計,到1989年美國在包裝上使用的塑料就超過55.43億kg(20世紀90年代數量進一步上升),打開包裝后即被拋棄,這些塑料廢物破壞環境是我們面臨的一大問題:掩埋它們將永久留在土地里中;焚燒它們會放出劇毒。

我國也大量使用塑料包裝,而且在農村還廣泛地使用塑料大棚和地膜,造成的“白色污染”也越來越嚴重。解決這個問題的根本出路在于研制可以自然分解或生物降解的新型塑料,目前國際上已有一些成功的方法,例如:光降解塑料和生物降解塑料。前者已經投入生產。光生物雙降解塑料研究是我國“八五”科技攻關的一個重大項目,已取得一些進展。

1.2溶劑的選擇

大量的與化學制造相關的污染問題不僅來源于原料和產品,而且源自在其制造過程中使用的物質。最常見的是在反應介質,分離和配方中所用的溶劑。在傳統的有機反應中,有機溶劑是最常用的反應介質,這主要是因為它們能較好地溶解有機化合物。但有機溶劑的毒性和難以回收又使之成為對環境有害的因素。因此,在無溶劑存在下進行的有機反應,用水作反應介質,以及超臨界流體作反應介質或萃取溶劑將成為發展潔凈合成的重要途徑。

1.2.1固相反應

固相化學反應實際上是在無溶劑化作用的新穎化學環境下進行的反應,有時可比溶液反應更為有效并達到更好的選擇性。它是避免使用揮發性溶劑的一個研究動向。

1.2.2以水為溶劑的反應

由于大多數有機化合物在水中的溶解性差,而且許多試劑在水中會分解,因此一般避免用水作反應介質。但水作為反應溶劑有其獨特的優越性,因為水是地球上自然豐度最高的“溶劑”,價廉、無毒、不危害環境。此外水溶劑特有的疏水效用對一些重要有機轉化是十分有益的,有時可提高反應速率和選擇性,更何況生命體內的化學反應大多是在水中進行的。

水相有機合成在有機金屬類反應,水相Lewis酸催化的反應現都已取得較大進展。因此在某些有機化學反應中,開發利用以水作溶劑是大有可為的。

1.2.3超臨界流體作為有機溶劑

超臨界流體是指超臨界溫度及超臨界壓力下的流體,是一種介于氣態與液態之間的流體。在無毒無害溶劑的研究中,最活躍的研究項目是開發超臨界流體(SCF),特別是超臨界CO2作溶劑。超臨界CO2是指溫度和壓力在其臨界點(31.10℃,7477.79KPa)以上的CO2流體。它通常具有流體的密度,因而有常規常態溶劑的溶解度;在相同條件下,它又具有氣體的粘度,因而又具有很高的傳質速度。而且,由于具有很大的可壓縮性,流體的密度,溶劑溶解度和粘度等性能可由壓力和溫度的變化來調節。其最大優點是無毒、不可燃、價廉等。

1.3催化劑的選擇

許多傳統的有機反應用到酸、堿液體催化劑。如烴類的烷基化反應一般使用氫氟酸、硫酸、三氯化鋁等液體酸做催化劑,這些液體酸催化劑的共同缺點是:對設備腐蝕嚴重,對人身危害和產生廢渣污染環境。為了保護環境,多年來人們從分子篩、雜多酸、超強酸等新催化材料入手,大力開發固體酸做為烷基催化劑。其中采用新型分子篩催化劑的乙苯液相烴化技術較為成熟,這種催化劑選擇性高,乙苯收率超過99.6%,而且催化劑壽命長。

2化學反應的綠色化

為了節約資源和減少污染,合成效率成了當今合成方法學研究中關注的焦點。合成效率包括兩方面,一是選擇性(化學、區域、非對映體和對映體選擇性),另一個就是原子經濟性,即原料分子中究竟有百分之幾的原子轉化為產物,理想的原子經濟反應是原料分子中的原子百分之百的轉變為產物,不產生副產物或廢棄物,實現廢物的“零排放”。為此,化學化工工作者在設計合成路線時,要減少“中轉”、增加“直快”、“特快”,更加經濟合理地利用原料分子中的每一個原子,減少中間產物的形成,少用或不用保護基或離去基,避免副產物或廢棄物的產生。實現原子經濟反應的有效手段很多,在些不作贅述。

3生物技術的應用

生物科學是當代科學的前沿。生物技術是世界范圍內新技術革命的重要組成部分,生物化工是21世紀最具有發展潛力的產業之一,它將成為創造巨大社會財富的重要產業體系。采用生物技術已在能源、采油、采礦、肥料、農藥、蛋白質、聚合物、表面活性劑、催化劑、基本有機化工原料、精細化學品的制造等方面得到廣泛應用。從發展綠色化學的角度出發,它最大的特點和魅力就在節約能源和易于實現無污染生產而且可以實現用一般化工技術難以實現的化工過程,其產品常常又具有特殊性能。因此,生物技術的研究和應用倍受青睞。

綠色化學是人類的一項重要戰略任務。綠色化學的根本目的是從節約資源和防止污染的觀點來重新審視和改革傳統化學,從而使我們對環境的治理可以從治標中轉向治本。綠色化學的發展不僅將對環境保護產生重大影響,而且將為我國的企業與國際接軌創造條件。

綠色化學論文:綠色化學實驗研究論文

摘要:化學教學創新教育模式中,關鍵的一環是必須盡可能讓學生在課堂上邊學邊做實驗。綠色化學實驗是化學教學中實施創新教育的重要內容和必要保證。

關鍵詞:創新教育綠色化學實驗

1999年6月13日頒布的《****中央國務院關于深化教育改革全面推進素質教育的決定》中明確指出:實施素質教育是“以培養學生的創新精神和實踐能力為重點”。化學創新教育是對學生實施素質教育的重要組成部分之一。

1化學教學中創新教育模式的研究

化學是一門以實驗為基礎的學科,在化學教學中,要把培養學生的創新精神和實踐能力作為素質教育的重點,就要改革“填鴨式”的化學教學模式,積極實行啟發式和討論式教學,激發學生獨立思考和創新的意識,切實提高教學質量。要讓學生感受、理解化學知識產生和發展的過程,培養學生的科學精神和創新思維習慣,重視培養學生收集信息的能力、獲取新知識的能力、分析問題和解決問題的能力。

培養學生的創新精神,必須遵循思維科學的規律。人的大腦兩半球基本上是以不同的方式進行思維的[1],左腦傾向于對抽象材料(概念、數字、理論)形成概念、作出判斷、用推理的方式進行抽象思維;右腦則通過對形象材料、表象的加工改造進行形象思維。一個人的思維分為三種:抽象(邏輯)思維、形象(直覺)思維和靈感(頓悟)思維。創造思維是思維的最高形式,創造活動是通過抽象思維和形象思維協同進行的。通過對創造過程四個階段的研究結果說明,形象思維在創新過程中,起著關鍵的作用[2]。所以,我國著名科學家錢學森說[3]:“我建議把形象思維作為思維科學的突破口。”

可是在教學理論上,由于“左腦優勢”理論的長期影響,多年來化學教學一直偏重于運用左腦的功能,而忽視了右腦的開發。長期以來在化學教學中對操作性知識,主要是由老師“代勞”(演示實驗),理論知識是由課本和老師先入為主地描述給學生,這對右腦的開發和真正學好化學是無太大價值的,從而使化學教學失去了在對學生實施素質教育系統中別的學科不可替代的特殊作用。

在化學教學中實施素質教育,就要根據化學的學科特點,有意識的開發學生右腦智力,把兩種思維有機地結合起來,這樣才會使教育思想、教育方法、和教學過程發生深刻的變化。

化學教學的創新教育模式[4]中,關鍵的一環是必須盡可能讓學生在課堂上邊學邊做實驗。在教師引導下,學生自己做未知的實驗(而不是由老師進行演示實驗),強烈的好奇心和豐富多彩的實驗現象,能激發學生認真地進行實驗操作,仔細地觀察實驗現象,深入地分析和探索實驗現象的本質。在這種生動活潑的啟發式和討論式教學中,大量的實驗表象在學生的右腦里積累,能促進學生形象思維能力的發展;積極主動地對化學實驗現象本質進行探索,能促使學生左腦抽象思維能力的提高。這種左右腦協調發展,創新思維能力得到提高[5],實踐能力得到增強的化學課堂教學,是我們在實施素質教育過程中要探索的化學教學創新教育模式的重要組成部分。

2綠色化學實驗是實施化學教學創新教育模式的重要保證

綠色化學(Greenchemistry)是一門從源頭上阻止污染的化學[6],是可持續發展戰略在化學領域里的體現。它是用化學的技術和方法去減少或消滅那些對人類健康、社區安全、生態環境有害的化學物質的使用和產生。把綠色化學思想貫穿在化學教學的全過程中,一方面是為了從小培養有強烈環保意識的人,另一方面綠色化學實驗本身就是化學教學中實施創新教育的重要內容和必要保證。

讓學生在課堂上邊學邊做實驗,應該具備以下基本條件:

(1)有適合于學生在課堂上操作的小型、便攜、易掌握、能快捷裝配的實驗儀器;

(2)取藥品方便,實驗安全,試劑用量少,產生的廢液少,幾乎沒有毒氣污染。

我們研制的“大學中學通用化成套微型化學實驗儀器”為學生在課堂上邊學邊做實驗提供了硬件實驗設備。學生手提實驗箱進入課堂,在沒有通風設備并且坐得滿滿的課堂里邊學邊做實驗,重要的問題之一,就是學習過程幾乎得在沒有毒氣污染的環境中進行。所以,對綠色化學實驗的研究,就成為我們在實施化學創新教育過程中必須認真研究的問題。

2.1綠色化學實驗的研究

化學教學中綠色化學實驗的研究,涉及到實驗指導思想、實驗內容選擇、實驗儀器研制、化學反應過程、實驗裝置和步驟的設計等實驗各方面綠色化的研究。目前我們主要在以下方面進行了初步的研究與教學實踐:

(1)研究新的綠色的化學實驗:根據化學教學需要,發現、設計或選擇沒有污染和安全的實驗取代那些污染嚴重或危險性大的實驗。

(2)深入對微型化學實驗的研究:在能獲取所需化學實驗信息的前提下,采用“盡可能少劑量實驗”,以減少或消除實驗廢物。

其中,加強對無毒氣污染實驗的研究是綠色化學實驗研究的一個重點,因為,消除了有毒氣體的污染就是消除了基礎化學實驗中最大的污染源。我們在采用微型化學實驗進行“化學教育中的創新教育模式”實驗班的教學實踐中,對綠色化學實驗問題進行了初步的研究與實踐,營造了較為良好的課堂實驗教學環境。

2.2綠色化學實驗研究實例

不同濃度的HNO3與Cu的反應,是證實不同濃度的HNO3氧化性不同的典型實驗,在高中和大學的化學實驗里都有。實驗中,濃烈的有刺激氣味的NO2毒氣,彌漫在實驗場所,嚴重地影響著師生的身體健康。為了能保留這一典型實驗,又不污染環境,我們進行了無毒氣污染的Cu與HNO3反應實驗研究,并在貴陽清華中學高一年級57人的實驗班中進行了教學實踐檢驗。

綠色化學論文:化學教學綠色管理論文

綠色化學是新世紀化學發展的方向和議題。世界各國都在進行綠色化學的研究,并注重綠色化學的發展與教育。綠色化學是人類和自然和諧的化學,是面向新世紀提出的化學新概念,同時它也為化學教育教學提出了新的課題。在我國,化學工作者雖然做了大量與綠色化學要求相一致的工作,但綠色化學研究剛剛起步,綠色化學具有何種現代內涵,對人類社會發展有何種意義,仍不完全為廣大化學工作者所了解。很顯然,作為化學教育工作者,特別是中學化學教育工作者,如何面對綠色化學新概念、新思想、新要求,在實際教學中,結合當前素質教育,把綠色化學教育貫穿于中學化學教學的全過程之中,是一個新的研究課題。本文旨在通過綠色化學現代內涵的介紹,從綠色化學角度分析現行教材,提出中學化學教育教學新設想。

一、綠色化學的現代內涵

綠色化學(GreenChemistry)概念從一提出來,就明確了它的目標,是研究和尋找能充分利用的無毒害原材料,最大程度地節約能源,在各環節都實現凈化和無污染的反應途徑。它的過程為零排放和零污染,具體內涵體現在五“R”上。

1、減量一Raduction“減量”是從省資源、少污染角度提出的,包括二層意思:(1)減少資源用量,在保證產量的情況下如何減少用量,有效途徑之一是提高轉化率,減少損失率;(2)減少“三廢”排放量,主要是減少廢氣、廢水及廢渣(副產物)排放量,特別是排放廢水量必須降低到一定標準以下。在我國的臺灣,連實驗室廢水排放都制定有嚴格的標準。

2、重復使用一Reuse重復使用不僅是降低成本的需要,也是減廢的需要。諸如化學工業過程中的催化劑、載體等,從一開始就應考慮有重復使用的設計。

3、回收一Recycling回收可以有效實現“省資源、少污染、減成本”的要求,回收包括:回收未反應的原料,回收副產物(含“三廢”),回收助溶劑、催化劑、穩定劑等非反應試劑。化學工業產生中的循環操作程序就是一種常見的回收方式。

4、再生一Regeneration再生是變廢為寶、節省資源能源、減少污染的有效途徑。它要求化工產品生產在它設計的開始,就應考慮到有關原材料的再生利用,特別高分子材料的再生顯得尤為重要。

5、拒用一Rejection拒絕使用是杜絕污染的最根本辦法,它是指對一些無法替代,又無法回收、再生和重復使用的藥品原料,拒絕在化學反應過程中使用。在學術界日益重視的綠色化學現代內涵已得到理解,綠色化學概念在工業上也已日漸得到認可,但它的概念與內涵在教學中也應得到貫徹,它的應用在實驗中也應得到推廣。特別是中學化學教育教學,面對的是接受啟蒙化學教育的中學生,貫徹綠色化學內涵,推廣綠色化學成果顯得尤為重要。

二、現行中學化學教材的綠色化學觀綠色化學,對我國廣大化學工作者、化學教育工作者來說,或許還是一個新概念,但他們所從事的環境保護、環境教育工作,微型化學實驗研究和用品開發工作,都做到了與綠色化學要求的高度一致,甚至在現行中學化學教材中也充分體現了綠色化學觀。

1.建立了與綠色化學相一致的概念現行初高中化學教材從不同角度建立了與綠色化學內涵相一致的基本概念。從環境保護角度介紹了環境污染、三廢、大氣污染物、酸雨、溫室效應(選學)等概念,在介紹概念的同時還分析了有關污染的成因和污染物的主要來源及危害。從減量、減廢的角度介紹了循環操作、交換劑再生、催化劑中毒等概念。

2.工業化學滲透了綠色化學觀點中學化學教材中的工業化學內容雖然較為分散也不系統,但都不例外地合理滲透了綠色化學觀點,這些觀點主要體現在:(1)為了省資源、提高轉化率和原料利用率,在工業合成氨、氨氧化制硝酸、接觸法制硫酸、侯氏制堿法等工藝流程中都采取了循環操作(氧化);(2)為了防止或減少環境污染的發生,氨氧化制硝酸、接觸法制硫酸工藝中都設立了尾氣處理裝置,并介紹了尾氣回收的方法及回收物的利用;(3)為了防止催化劑中毒,使催化劑重復使用,合成氨、氨氧化制硝酸、接觸法制硫酸都要求對原料氣、爐氣進行凈化。另外,教材還介紹了電鍍工業中采取無氰電鍍,乙炔制乙醛中使用非汞催化劑的原因。

3.實驗內容充分體現了綠色化學原理在中學化學課本的編制和修訂過程中,有關實驗內容安排也充分體現了綠色化學原理:(1)對常見實驗的固液試劑的取用給出了限量要求;(2)在教材修訂時刪除了有一定危險或危害的硫化氫和苯磺酸制備實驗;(3)介紹了聞氣體的方法;(4)強調了實驗中常見的事故避免、應急處理等;(4)介紹了特殊試劑的保存和使用原則及方法;(6)在新編初中化學課本中引入了減量、減廢的微型化學實驗;(7)NO、NO2等有危害的制備實驗只安排在實驗室中進行;(8)在氯化氫、氯氣等制備實驗中強調了尾氣的處理辦法。

4.有關物質的內容編排中,考慮到了綠色化學因素課本在有關元素化合物、有機化合物的內容編排中從綠色化學角度有重點地介紹了有毒物質的性質、使用、保存等:(1)介紹了氯氣、硫化氫、氟氣、氟化氫、一氧化碳、一氧化氮、二氧化氮、硝基苯、白磷、偏磷酸等有毒、劇毒物質的毒性及使用方法,甚至用黑體字寫出加以強調;(2)在選學內容中安排了臭氧空洞的形成、合成洗滌劑的功與過介紹等。三、綠色化學與中學化學教育教學現代社會生活、經濟發展呼喚綠色化學,綠色化學的新觀點、新思想也需要及時向社會傳播,中學化學教育工作者理當承擔起這個義務與責任。

如何在中學化學教育教學的過程中體現綠色化學思想,在潛移默化中對學生進行綠色化學觀點的教育呢?

1.在素質教育中體現綠色化學思想素質教育是全面的教育,中學化學教育也應是圍繞全民族素質的提高進行的教育。在素質教育中體現綠色化學思想,既是傳播綠色化學觀點的需要,也是培養學生對社會、對將來的責任感的需要,更是培養創新精神的需要。(1)綠色化學與環境教育化工產品生產和化學實驗產生的廢水、廢氣和廢渣都會對環境造成不容忽視的污染,這就需要在中學化學教育教學過程中進行環境教育,而綠色化學要求與環境教育宗旨是高度一致的。在實施環境教育過程中,一方面要向學生闡明綠色化學的觀點、要求,使他們樹立起防治污染、保證人類生存質量的責任感;另一方面,結合綠色化學要求,教給學生防治污染的重要方法——減量、減廢、回收、再生和拒用等。(2)綠色化學與創造性教育培養學生創新精神是素質教育的靈魂,綠色化學對化工生產,化學實驗提出的新要求,無疑對學生進行創造性教育將起到積極的作用:首先,“減量、減廢”的實驗要求,可激發學生傳統化學實驗進行改革,培養學生創造能力;其次,“省資源、零污染”的化工生產要求,可鼓勵學生對化學課本中的化工生產工藝流程進行質疑,培養學生創造性思維。

2.在實驗教學中貫徹綠色化學觀點,實驗教學與綠色化學聯系最為緊密、最為直接,在實驗教學中貫徹綠色化學思想最為重要。因此,為了適應綠色化學新要求,中學化學實驗必須進行改革。筆者認為:

(1)要大力推行微型實驗,即要對常見實驗儀器進行微縮,對常用試劑要給出限量,實驗中除了可使用已研制成功的井穴板等微型儀器,還可以把容量瓶、燒瓶、啟普發生器等微型化。在微型化帶來實驗現象不明顯時,可借助現代化輔助教學手段把實驗結果放大。

(2)要努力改革實驗方式,即要努力減少實驗對玻璃儀器的依賴性。有些顏色變化明顯的定性實驗可放在點滴板中進行,如指示劑與酸或堿作用實驗、Fe3+的顯色實驗等,有些定性實驗可放在濾紙上完成,如電解飽和食鹽水,檢驗醛基存在等。

(3)要設法刪改有關實驗,現行化學課本中有些實驗仍有危險性,需要進行刪改:考慮到硝基苯及苯的毒性,硝基苯、溴苯制備實驗可以刪去;考慮到NO、NO2、SO2的毒性,在NO與NO2制備、Cu與濃硫酸反應、C與濃硫酸和濃硝酸反應等實驗中可以連接尾氣裝置;考慮到安全性,對H2和O2、Cl2與H2等的爆鳴實驗可以進行改進。

綠色化學論文:綠色化學管理論文

綠色化學是新世紀化學發展的方向和議題。世界各國都在進行綠色化學的研究,并注重綠色化學的發展與教育。綠色化學是人類和自然和諧的化學,是面向新世紀提出的化學新概念,同時它也為化學教育教學提出了新的課題。在我國,化學工作者雖然做了大量與綠色化學要求相一致的工作,但綠色化學研究剛剛起步,綠色化學具有何種現代內涵,對人類社會發展有何種意義,仍不完全為廣大化學工作者所了解。很顯然,作為化學教育工作者,特別是中學化學教育工作者,如何面對綠色化學新概念、新思想、新要求,在實際教學中,結合當前素質教育,把綠色化學教育貫穿于中學化學教學的全過程之中,是一個新的研究課題。本文旨在通過綠色化學現代內涵的介紹,從綠色化學角度分析現行教材,提出中學化學教育教學新設想。

一、綠色化學的現代內涵

綠色化學(GreenChemistry)概念從一提出來,就明確了它的目標,是研究和尋找能充分利用的無毒害原材料,最大程度地節約能源,在各環節都實現凈化和無污染的反應途徑。它的過程為零排放和零污染,具體內涵體現在五“R”上。

1、減量一Raduction“減量”是從省資源、少污染角度提出的,包括二層意思:(1)減少資源用量,在保證產量的情況下如何減少用量,有效途徑之一是提高轉化率,減少損失率;(2)減少“三廢”排放量,主要是減少廢氣、廢水及廢渣(副產物)排放量,特別是排放廢水量必須降低到一定標準以下。在我國的臺灣,連實驗室廢水排放都制定有嚴格的標準。

2、重復使用一Reuse重復使用不僅是降低成本的需要,也是減廢的需要。諸如化學工業過程中的催化劑、載體等,從一開始就應考慮有重復使用的設計。

3、回收一Recycling回收可以有效實現“省資源、少污染、減成本”的要求,回收包括:回收未反應的原料,回收副產物(含“三廢”),回收助溶劑、催化劑、穩定劑等非反應試劑。化學工業產生中的循環操作程序就是一種常見的回收方式。

4、再生一Regeneration再生是變廢為寶、節省資源能源、減少污染的有效途徑。它要求化工產品生產在它設計的開始,就應考慮到有關原材料的再生利用,特別高分子材料的再生顯得尤為重要。

5、拒用一Rejection拒絕使用是杜絕污染的最根本辦法,它是指對一些無法替代,又無法回收、再生和重復使用的藥品原料,拒絕在化學反應過程中使用。在學術界日益重視的綠色化學現代內涵已得到理解,綠色化學概念在工業上也已日漸得到認可,但它的概念與內涵在教學中也應得到貫徹,它的應用在實驗中也應得到推廣。特別是中學化學教育教學,面對的是接受啟蒙化學教育的中學生,貫徹綠色化學內涵,推廣綠色化學成果顯得尤為重要。

二、現行中學化學教材的綠色化學觀

綠色化學,對我國廣大化學工作者、化學教育工作者來說,或許還是一個新概念,但他們所從事的環境保護、環境教育工作,微型化學實驗研究和用品開發工作,都做到了與綠色化學要求的高度一致,甚至在現行中學化學教材中也充分體現了綠色化學觀。

1.建立了與綠色化學相一致的概念現行初高中化學教材從不同角度建立了與綠色化學內涵相一致的基本概念。從環境保護角度介紹了環境污染、三廢、大氣污染物、酸雨、溫室效應(選學)等概念,在介紹概念的同時還分析了有關污染的成因和污染物的主要來源及危害。從減量、減廢的角度介紹了循環操作、交換劑再生、催化劑中毒等概念。

2.工業化學滲透了綠色化學觀點中學化學教材中的工業化學內容雖然較為分散也不系統,但都不例外地合理滲透了綠色化學觀點,這些觀點主要體現在:(1)為了省資源、提高轉化率和原料利用率,在工業合成氨、氨氧化制硝酸、接觸法制硫酸、侯氏制堿法等工藝流程中都采取了循環操作(氧化);(2)為了防止或減少環境污染的發生,氨氧化制硝酸、接觸法制硫酸工藝中都設立了尾氣處理裝置,并介紹了尾氣回收的方法及回收物的利用;(3)為了防止催化劑中毒,使催化劑重復使用,合成氨、氨氧化制硝酸、接觸法制硫酸都要求對原料氣、爐氣進行凈化。另外,教材還介紹了電鍍工業中采取無氰電鍍,乙炔制乙醛中使用非汞催化劑的原因。

3.實驗內容充分體現了綠色化學原理在中學化學課本的編制和修訂過程中,有關實驗內容安排也充分體現了綠色化學原理:(1)對常見實驗的固液試劑的取用給出了限量要求;(2)在教材修訂時刪除了有一定危險或危害的硫化氫和苯磺酸制備實驗;(3)介紹了聞氣體的方法;(4)強調了實驗中常見的事故避免、應急處理等;(4)介紹了特殊試劑的保存和使用原則及方法;(6)在新編初中化學課本中引入了減量、減廢的微型化學實驗;(7)NO、NO2等有危害的制備實驗只安排在實驗室中進行;(8)在氯化氫、氯氣等制備實驗中強調了尾氣的處理辦法。

4.有關物質的內容編排中,考慮到了綠色化學因素課本在有關元素化合物、有機化合物的內容編排中從綠色化學角度有重點地介紹了有毒物質的性質、使用、保存等:(1)介紹了氯氣、硫化氫、氟氣、氟化氫、一氧化碳、一氧化氮、二氧化氮、硝基苯、白磷、偏磷酸等有毒、劇毒物質的毒性及使用方法,甚至用黑體字寫出加以強調;(2)在選學內容中安排了臭氧空洞的形成、合成洗滌劑的功與過介紹等。三、綠色化學與中學化學教育教學現代社會生活、經濟發展呼喚綠色化學,綠色化學的新觀點、新思想也需要及時向社會傳播,中學化學教育工作者理當承擔起這個義務與責任。

如何在中學化學教育教學的過程中體現綠色化學思想,在潛移默化中對學生進行綠色化學觀點的教育呢?

1.在素質教育中體現綠色化學思想素質教育是全面的教育,中學化學教育也應是圍繞全民族素質的提高進行的教育。在素質教育中體現綠色化學思想,既是傳播綠色化學觀點的需要,也是培養學生對社會、對將來的責任感的需要,更是培養創新精神的需要。(1)綠色化學與環境教育化工產品生產和化學實驗產生的廢水、廢氣和廢渣都會對環境造成不容忽視的污染,這就需要在中學化學教育教學過程中進行環境教育,而綠色化學要求與環境教育宗旨是高度一致的。在實施環境教育過程中,一方面要向學生闡明綠色化學的觀點、要求,使他們樹立起防治污染、保證人類生存質量的責任感;另一方面,結合綠色化學要求,教給學生防治污染的重要方法——減量、減廢、回收、再生和拒用等。(2)綠色化學與創造性教育培養學生創新精神是素質教育的靈魂,綠色化學對化工生產,化學實驗提出的新要求,無疑對學生進行創造性教育將起到積極的作用:首先,“減量、減廢”的實驗要求,可激發學生傳統化學實驗進行改革,培養學生創造能力;其次,“省資源、零污染”的化工生產要求,可鼓勵學生對化學課本中的化工生產工藝流程進行質疑,培養學生創造性思維。

2.在實驗教學中貫徹綠色化學觀點,實驗教學與綠色化學聯系最為緊密、最為直接,在實驗教學中貫徹綠色化學思想最為重要。因此,為了適應綠色化學新要求,中學化學實驗必須進行改革。筆者認為:

(1)要大力推行微型實驗,即要對常見實驗儀器進行微縮,對常用試劑要給出限量,實驗中除了可使用已研制成功的井穴板等微型儀器,還可以把容量瓶、燒瓶、啟普發生器等微型化。在微型化帶來實驗現象不明顯時,可借助現代化輔助教學手段把實驗結果放大。

(2)要努力改革實驗方式,即要努力減少實驗對玻璃儀器的依賴性。有些顏色變化明顯的定性實驗可放在點滴板中進行,如指示劑與酸或堿作用實驗、Fe3+的顯色實驗等,有些定性實驗可放在濾紙上完成,如電解飽和食鹽水,檢驗醛基存在等。

(3)要設法刪改有關實驗,現行化學課本中有些實驗仍有危險性,需要進行刪改:考慮到硝基苯及苯的毒性,硝基苯、溴苯制備實驗可以刪去;考慮到NO、NO2、SO2的毒性,在NO與NO2制備、Cu與濃硫酸反應、C與濃硫酸和濃硝酸反應等實驗中可以連接尾氣裝置;考慮到安全性,對H2和O2、Cl2與H2等的爆鳴實驗可以進行改進。

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