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        淺談綠色有機(jī)合成研究現(xiàn)狀與展望

        2017-03-11 17:59:20吳健蓉
        文化創(chuàng)新比較研究 2017年30期
        關(guān)鍵詞:催化劑綠色

        吳健蓉

        (國家硅材料深加工產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心東海研究院,江蘇連云港 222300)

        當(dāng)前,化學(xué)工業(yè)在我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)中占據(jù)著重要的地位。但是由于傳統(tǒng)的化學(xué)工藝存在許多缺點(diǎn),,因此,導(dǎo)致化學(xué)工廠在生產(chǎn)加工中,釋放大量的污染物質(zhì),對環(huán)境造成不良的影響。那么,作為現(xiàn)代化學(xué)企業(yè),想要解決這個(gè)問題,必須要引用先進(jìn)的綠色有機(jī)合成技術(shù),這樣才可以得到更好的發(fā)展。

        1 概述綠色有機(jī)合成

        談到綠色有機(jī)合成,相信大家都是非常陌生的。其實(shí),綠色有機(jī)合成是廠家生產(chǎn)加工的時(shí)候,從選擇原料,加工過程,到產(chǎn)品都必須要實(shí)現(xiàn)綠色化。在這個(gè)過程中,需要做到三個(gè)方面的綠色化,分別是溶劑的綠色化、原料的綠色化以及催化劑的綠色化。下面就跟大家具體介紹一下每種綠色化。其一,溶劑的綠色化。這種綠色化技術(shù)包括的化學(xué)元素有水溶劑、離子液體、超臨界液體以及超臨界二氧化碳等等。其二,原料的綠色化。這種綠色化技術(shù)要求所有的原料在加工中不會(huì)散發(fā)有毒氣體或者有毒物質(zhì),比如:甲醛、放射性物質(zhì)以及苯等等。其三,催化劑的綠色化。這種綠色化包括的化學(xué)元素有金屬催化劑、固體酸催化劑以及酶催化劑等等。并且綠色有機(jī)合成方式是通過使用物理方法,促使產(chǎn)品在加工過程中出現(xiàn)多組、化學(xué)和串聯(lián)反應(yīng)。一般來說,科學(xué)家在研究綠色有機(jī)合成的時(shí)候,主要圍繞三個(gè)方面展開,也就是催化劑、原料和溶劑的綠色化。而且包括一些先進(jìn)的工程和技術(shù),比如:細(xì)胞、基因、微生物和酶工程,生物、超聲波、膜以及微波技術(shù)等。那么,這些先進(jìn)技術(shù)的出現(xiàn),在很大程度上,可以促使我國綠色有機(jī)合成產(chǎn)業(yè)發(fā)展的越來越好。

        2 綠色有機(jī)合成的具體方法

        2.1 采用綠色環(huán)保的溶劑

        因?yàn)橛袡C(jī)溶劑在使用的過程中,容易揮發(fā)多種有毒的氣體,所以其也成為有機(jī)合成工廠的重要污染源之一。并且部分鹵代徑溶劑對大氣中的臭氧層造成嚴(yán)重的影響。而綠色有機(jī)合成本身盡量不要使用或者少量使用溶劑,以免在大氣層和自然環(huán)境造成不良的影響。

        2.2 溶劑選擇超臨界二氧化碳

        超臨界二氧化碳,簡單來說,就是壓力和溫度在其臨界點(diǎn)上面的二氧化碳。相對于其它類型的二氧化碳來說,這種二氧化碳的明顯優(yōu)勢在于其具有普通液態(tài)溶劑的密度、傳播速度迅速以及氣體可以縮小等多個(gè)特點(diǎn),而且其還具有價(jià)格實(shí)惠、綠色環(huán)保等特點(diǎn)。通過超臨界二氧化碳介質(zhì)合成的產(chǎn)品,在有些情況下,其效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于價(jià)格一般的普通有機(jī)溶劑。[1]這種方式的典型反應(yīng)包括二氧化催化氫化只甲酸,而我國傳統(tǒng)的溶劑是非均想反應(yīng)。但是在超臨界二氧化碳中,氫化屬于一種均相反應(yīng),原子利用效率相對較高。

        2.3 溶劑用水制作

        大多數(shù)有機(jī)化合物本身的極性相對較低,水溶性不高。因此,在有機(jī)溶劑中主要都是有機(jī)合成。但是因?yàn)樗欠浅A畠r(jià)的、綠色環(huán)保,所以在綠色有機(jī)合成中,水相反應(yīng)是其主要化學(xué)反應(yīng)之一。根據(jù)一些研究報(bào)告指出。在一些反應(yīng)中將水用作溶劑其產(chǎn)率和立體選擇性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于有機(jī)合成反應(yīng)。

        2.4 研發(fā)原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)

        美國某位化學(xué)家1991年提出一個(gè)影響力很大的概念,那就是原子經(jīng)濟(jì)性概念,其概念中指出制作材料分子如何演變成產(chǎn)物。良好的原理中經(jīng)濟(jì)反應(yīng),就是指原子材料中的每個(gè)分子全部轉(zhuǎn)化為一種產(chǎn)物,而且絕對不會(huì)產(chǎn)生任何的廢物和副產(chǎn)物。從某種意義上,真正實(shí)現(xiàn)“零排放”污染物體。

        2.5 不斷改進(jìn)生產(chǎn)加工工藝

        當(dāng)前,有些合成反應(yīng)是存在問題的,廠家為了可以保證產(chǎn)品的質(zhì)量,需要不斷改進(jìn)生產(chǎn)工藝,實(shí)現(xiàn)綠色化的最終目標(biāo)。[2]并且確保工作人員處理“三廢”的時(shí)候,不會(huì)出現(xiàn)任何的污染物質(zhì),只有這樣,才可以有效避免污染情況的出現(xiàn)。另外,在生產(chǎn)工藝上,應(yīng)該堅(jiān)持綠色環(huán)保的理念,這樣不僅可以降低廠家的投資成本,而且保護(hù)大氣和自然環(huán)境。

        2.6 注重催化劑的選擇,加強(qiáng)綠色環(huán)保意識(shí)

        相信大家都知道,在化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)加工過程中,催化劑是必不可少的重要加工原料。近年來,隨著化學(xué)工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展,市場出現(xiàn)越來越多新興的催化技術(shù)或者催化材料。由此可以看得出來,在綠色有機(jī)合成中,催化劑的作用相當(dāng)大,也是不可少的。對于大多數(shù)化學(xué)工業(yè)來說,想要實(shí)現(xiàn)綠色化,必須要保證所選擇催化劑是無污染的。同時(shí),因?yàn)槊复呋陨淼奶攸c(diǎn)非常強(qiáng),比如:專一性強(qiáng)、條件無刺激以及效率高等。所以這種綠化催化劑是相當(dāng)理想的,也被社會(huì)上越來越多的人重視。除此之外,有些固體支持劑價(jià)格較為便宜,不會(huì)散發(fā)污染氣體,不會(huì)出現(xiàn)腐蝕的現(xiàn)象,比如:沸石、硅膠以及樹脂等這些都在有機(jī)合成催化劑得到廣泛的應(yīng)用,并且在綠色有機(jī)合成只能夠,電催化的作用越來越大。

        3 綠色有機(jī)合成的研究現(xiàn)狀

        3.1 技術(shù)人員的專業(yè)素質(zhì)普遍不高

        盡管我國現(xiàn)在大多數(shù)化學(xué)工業(yè)在生產(chǎn)加工中,都開始運(yùn)用綠色有機(jī)合成技術(shù),但是有些化學(xué)工業(yè)技術(shù)人員的專業(yè)素質(zhì)相對較低,對綠色有機(jī)合成概念的理解也相對薄弱,導(dǎo)致其在操作時(shí)容易出現(xiàn)一些問題,甚至?xí)霈F(xiàn)污染源。[3]因此,在這個(gè)情況下,作為化學(xué)工業(yè)必須要定期對技術(shù)人員進(jìn)行培訓(xùn),不斷提高他們自身的專業(yè)素質(zhì)。只有高素質(zhì)的技術(shù)人才,才可以在生產(chǎn)加工中,合理運(yùn)用綠色合成技術(shù)。

        3.2 發(fā)展速度緩慢

        盡管綠色有機(jī)合成技術(shù)是一種環(huán)保技術(shù),具有無污染、無毒、以及無危害等特點(diǎn),但是大多數(shù)化學(xué)工藝在生產(chǎn)加工過程中,仍舊使用傳統(tǒng)的制作技術(shù),不僅生產(chǎn)效率低,而且生產(chǎn)成本高,在某種意義上,也導(dǎo)致綠色有機(jī)合成的發(fā)展速度相對緩慢,遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于歐美發(fā)達(dá)國家。因此,國內(nèi)化學(xué)工業(yè)想要得到更好的發(fā)展,必須要廣泛普及綠色有機(jī)合成技術(shù),這樣才可以有效加快發(fā)展速度。

        4 綠色有機(jī)合成的未來發(fā)展趨勢

        4.1 引用先進(jìn)的高新技術(shù)

        在綠色有機(jī)合成中,需要在技術(shù)上進(jìn)行創(chuàng)新,而不是停滯不前。一般來說,為有機(jī)合成提供綠色原材料、綠色溶劑和綠色催化劑的技術(shù)主要包括膜技術(shù)、超臨界技術(shù)和分離技術(shù)等等。[4]作為化學(xué)工業(yè),想要適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需求,在綠色有機(jī)合成中,就必須要引進(jìn)大量的高新技術(shù)。

        4.2 采取合適的方法,開發(fā)各種可再生資源

        當(dāng)前,我國礦物資源已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足化學(xué)工業(yè)發(fā)展的需求。因此,作為化學(xué)工業(yè),想要有效解決這個(gè)問題,必須要利用先進(jìn)的生物技術(shù),開發(fā)更多的可再生資源,比如:水能、太陽能以及風(fēng)能等等,這也是化學(xué)工業(yè)綠色發(fā)展的主導(dǎo)方向。

        5 結(jié)語

        綜上所述,在現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)引用綠色有機(jī)合成技術(shù),不僅可以實(shí)現(xiàn)“零污染”排放,而且可以有效提高原材料的利用率,不會(huì)造成資源浪費(fèi)的現(xiàn)象出現(xiàn)。當(dāng)前,國內(nèi)開發(fā)的綠色合成技術(shù)在有機(jī)合成中占據(jù)的比例較小。真正的綠色有機(jī)合成技術(shù),需要徹底改變傳統(tǒng)的合成技術(shù)、觀念和理論,因此,綠色有機(jī)合成在發(fā)展過程,仍舊面臨巨大的挑戰(zhàn),但是其發(fā)展前景也是相當(dāng)可觀的。

        參考文獻(xiàn)

        [1]周建國,李海明,陳培麗.綠色有機(jī)合成研究進(jìn)展[J].天津化工,2009,23(06):1-4.

        [2]張斌.有機(jī)合成中的綠色合成[J].西北民族大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2003(03):33-36.

        [3]周如金,寧正祥,彭華松.綠色有機(jī)合成研究現(xiàn)狀與展望[J].現(xiàn)代化工,2002(S1):29-33.

        [4]海金萍.綠色有機(jī)合成點(diǎn)滴[J].安徽化工,2000(02):9-10.

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