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绿色化学原则在发展_蔡卫权

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收稿:2009年1月,收修改稿:2009年2月　＊湖北省高等学校省级教学研究项目(No .20060086)和武汉理工大学研究生教改基金项目(No .200505)资助＊＊Corresp onding author e -mail :wqcai @home .ipe .ac .cn绿色化学原则在发展＊蔡卫权1＊＊　程　蓓2　张光旭1　刘小平1(1.武汉理工大学化学工程学院　武汉430070;2.武汉理工大学材料科学与工程学院　武汉430070)摘　要　从源头上减少或消除化学污染是绿色化学的理想,而绿色化学原则是对绿色化学内涵最好的诠释。

自Anastas 等在1998年提出12条绿色化学原则以来,Anastas 本人和Winterton 又从技术、经济和商业等角度出发,分别提出了另外12条绿色化学补充原则。

但这些原则缺乏清晰地反映与环境影响高度相关的概念,绿色工程的概念和绿色工程原则由此应运而生。

Tang 等随后将Anastas 等提出的绿色化学原则和绿色工程原则简化为“I MPROVE ME NTS PR ODUCTIVELY ”中字母表示的24条原则,以便于记忆、交流和推广。

然而,上述原则主要是直觉和常识的结晶,难以清晰地反映绿色化学的目标和相关研究领域的内在联系。

预计从绿色的认定,原子经济性和有效质量收率等的兼顾,生命周期评价数据的采集,催化剂的性质及其反应、分离和循环使用的一体化以及绿色程度评价指标和评价方法的优化与平衡等几方面发展和凝炼绿色化学原则将是长期的研究课题。

关键词　绿色化学　绿色工程　原则　可持续发展中图分类号:O6-1;X38　文献标识码:A 文章编号:1005-281X (2009)10-2001-08Developing the Green Chemistry PrinciplesCai W eiquan1＊＊　Cheng Bei 2　Zhang G uangxu 1　Liu Xiaoping1(1.School of Chemical Engineering ,Wuhan University of Technology ,Wuhan 430070,China ;2.School of Materials Science and E ngineering ,Wuhan University of Technology ,Wuhan 430070,China )A bstract To reduc e or eliminate chemical pollution in origin is the ideal of green chemistr y ,while its principles are the best elucidation for its essence .Based on the 12well -known principles proposed by Anastas et al .in 1998,the 12more principles were complemented by Anastas himself and Winterton ,r espectively fr om technical ,economic and commercial considerations .Unfortunately ,these principles don 't explicitly include c oncept which is highly relevant to environmental impact .As a result ,the concept of green engineering and its principles were proposed .Tang et al .subsequently simplified the original 12green chemistry and 12green engineering principles proposed by Anastas et al .as the memonic ,communicative and popularized “I MPROVE ME NTS PR ODUCTIVELY ”.However ,the principles are still intuitive and c om monsensible and thus can 't explicitly reflect the inherent relationships between the goal and related research fields of green chemistry .It is estimated that the green chemistry principles which are centered around designation of green ,c oordination of atom economy and effective mass yield etc .,data collection of life -c ycle assessment ,integration of properties of catalyst with reaction ,separation and recycling use ,and the optimization and balance of evaluation metrics and methods to gr eenness etc .still need to be developed and upgraded over a long period of time .Key words green chemistry ;green engineering ;principles ;sustainable development第21卷第10期2009年10月化　学　进　展PR OGRESS I N C HE MISTRYVol .21No .10　Oct .,2009Contents1　Proposition of the green chemistry principles2　Development of the green chemistry principles3　From the green chemistr y principles to the green engineering principles4　Several considerations for developing the green chemistry principles4.1　Looking befor e you leap while labeling the green 4.2　Coordination of atom ec onom y and effective massyield etc.4.3　Data c ollection of life-cycle assessment4.4　Integrating properties of catalyst with reaction,separation and recycle4.5　Optimization and balance of evaluation metrics andmethods to greenness绿色化学也称环境无害化学、环境友好化学、清洁化学,是指运用化学原理,在化学品及其制备过程的设计、开发和应用过程中减少或消除对人类健康和环境有害的物质的使用和产生[1]。

和先污染、后治理的环境保护传统做法相比,绿色化学的最大特点在于抛弃了发展经济以牺牲环境为代价的发展模式,试图从化学品制备过程的各个环节预防污染,通过人类与自然界的和谐共处,最终实现人类社会可持续发展的目标。

凡是以降低化学品制备过程各个环节有毒、有害物质为目标的努力及其相关的化学化工活动均属于绿色化学的范畴[2,3]。

绿色化学作为一门当今国际化学科学研究的新兴交叉、前沿学科,最初思想可以追溯到美国环保局于1989年提出的“污染预防”概念,因其社会需求和科学目标明确,一经提出就立即获得各国政府和知识界,乃至普通公众的广泛支持和响应。

目前,“绿色化学化工国家发展战略”已经深入到化学和社会可持续发展的各个层面,这从学术界与公众的关系上讲,几乎还没有先例[4]。

绿色化学原则是绿色化学学科发展的基础,但国内学术界在提到绿色化学原则时往往仅提到绿色化学的先驱者Anastas等早在1998年就提出的12条绿色化学原则,而对其最新发展情况鲜有提及。

本文在扼要回顾绿色化学原则发展历程的基础上,重点阐述了围绕绿色化学目标提炼其原则的必要性和这些绿色化学原则之间的相互关系,最后还就如何进一步凝炼绿色化学原则提出了自己的看法,以期对国内绿色化学及其相关技术和绿色化学教育的蓬勃发展有所裨益。

1　绿色化学原则的提出Anastas等[1]从源头上减少或消除化学污染的角度出发,通过12条原则对绿色化学概念的内涵进行了阐述,它们分别是:(1)污染预防优于末端治理污染;(2)合成方法应具原子经济性(atom economy),即尽量使反应过程的原子都进入最终产品中;(3)在合成方法中尽量不使用和不产生对人类健康和环境有毒有害的物质;(4)设计具有高使用效益、低环境毒性的化学品;(5)尽量不用溶剂、分离试剂等辅助物质,不得已使用时也应是无毒、无害的;(6)生产过程应该在温和的温度和压力下进行,而且能耗应最低;(7)在技术可行和经济合理的前提下,尽量使用可再生原料;(8)尽量避免或减少不必要的衍生步骤(例如,使用屏蔽基团、保护复原、物理化学过程的临时性变更等);(9)使用高选择性的催化剂优于化学计量试剂;(10)化学产品在使用完后应能降解成无害的物质并且能进入自然生态循环;(11)发展适时分析技术以监控有害物质的形成;(12)选择参加化学过程的物质,尽量减少发生意外事故的风险。

人类社会可持续发展的最重要目标是减少人类使用和产生物质过程中的负面影响,而化学领域中对其最具有推动作用的学科就是绿色化学[5,6]。

从上述原则可以看出,和限制污染风险的规定和法案截然不同,绿色化学要求化学工作者在保护人类健康和环境的同时,以提升原料、能量使用性能和价值的方式对化学品的制备及其使用前后的过程进行分子水平的设计,污染预防的设计对象贯穿原料和能量使用过程的整个生命周期。

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“绿色化学”的提出和内涵

“绿色化学”的提出和内涵

“绿色化学”的提出和内涵环境与发展问题，已成了当代世界共同面临的两难选择，成了对21世纪人类最严峻的挑战，人类不得不面临新的环境问题。

为了从根本上预防和治理环境污染，必须依靠近年在国际上引起极大关注的化学领域——绿色化学一、“绿色化学”的提出和内涵“绿色化学”这个名称最早出现在美国××局的官方文件中，以突出化学对环境的友好。

2021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”是当今社会提出的一个新概念。

在“绿色化学工艺”中，理想状态是反应物中原子全部转化为欲制得的产物，即原子利用率为100%（原子经济性）。

原子的利用率越高，意味着生产过程中废物的排放量越少，对环境的影响也越小。

把绿色化学融合于中学课程教材改革和课堂教学改革之中，便绿色化学成为中学化学教育的一个重要的组成部分，这是中学化学教育的崭新课题。

二、“绿色化学”在中学化学中的渗透1、立足课堂，渗透绿色知识。

化学课堂是教学的主阵地，也是向学生传授环保知识的好场所。

而绿色化学要求与环境教育宗旨是高度一致的。

在实施环境教育过程中，要向学生阐明绿色化学的观点、要求，使他们树立起防治污染、保证人类生存质量的责任感。

化学教师要充分挖掘和利用教材中的环保知识内容，采取渗透的方式，在介绍某种物质或操作方法时自然地引入相关的环保知识，让学生增长环保知识。

如讲二氧化硫时，我就向学生说明它是一种主要的大气污染物，它和氮氧化合物都是形成酸雨的主要物质，空气中二氧化硫70%来源于工业燃料，12%来源于工业燃油，其余则来源于生活燃煤等。

它既直接危害人的身体健康，又可以导致水质酸化，水生动物减少或绝迹，树木、庄稼枯死，还能腐蚀建筑物和文物。

最后让学生讨论：如何防止和减少二氧化硫的污染。

绿色化学的诞生和发展简史

绿色化学的诞生和发展简史


绿色化学和工程年会 1997美国
“Green Chemistry” 1999英国
总统绿色化学挑战奖 1995美国
“绿色化学”课程 2001年起各国
（2） 发展简史 中国：
提出相关选题
1995中科院
主题论坛
1999
“十一五规划”
2005
绿色化学，大势所趋
香山科学会议
1997
国际学术讨论会
1998年起
绿色化学教育
第八章 绿色化学Hale Waihona Puke 基本原理与应用12
3
绿色化学 的诞生和 发展简史
绿色化学的 基本原理
绿色化学 的应用
第一节 绿色化学的诞生和发展简史
一、绿色化学的诞生
《里约热内卢环境与发展宣言》 和可持续发展（sustainable development)
工作重心： 污染治理
污染预防
“点水止沸” “釜底抽薪”
二、绿色化学的定义和发展简史
（1）定义
绿色化学（green chemistry)就是研究利用一 套原理在化学产品的设计、开发和加工生产 过程中减少或消除使用或产生对人类健康和 环境有害物质的科学。
（2） 发展简史 国际：
《污染预防法》 1990美国
“绿色化学” Anastas博士
首次学术研讨会 1994美国
中学化学实验绿色化教学遵循的原则

中学化学实验绿色化教学遵循的原则

中学化学实验绿色化教学遵循的原则作者：于春华来源：《现代教育科学·中学教师》2010年第05期绿色化学自1995 年提出后,已成为当今国际化学科学研究的前沿。

绿色化学(Green chemistry)可以解释为环境友好化学(Environmentally Benign Chemistry)[1],是一门从源头上阻止污染的化学,是可持续发展战略在化学领域的体现,是用化学方法实现化学污染防治的基本手段。

它的核心内涵是在反应过程和化工生产中,尽量减少或不产生对人类健康、生态平衡有害的各种物质。

绿色化学实验是在绿色化学思想的指导下,用预防化学污染的新思想和新技术对常规实验进行改革而形成的化学实验。

中学进行绿色化实验教学,有利于从小对青少年进行环保意识和环保能力的培养,有利于学生多方面素质的提高。

目前,中学化学教学中的一些演示实验和学生实验都是教师“代劳”,学生“听”实验、“看”实验而不是做实验,尤其是对一些存在污染、试剂昂贵的实验,一些老师干脆用粉笔在黑板上“做”实验,或用嘴“讲”实验,这都不利于学生综合素质的培养。

而在一些条件比较好的学校,由于学生没有环保意识,或教材中没有明确规定,使得试剂用量远远超过学生个人能明显观察实验现象的最低试剂用量,养成了学生大手大脚的不良习惯。

对于一些存在污染的实验,而不采取任何措施,有毒有害物质任意丢弃,学生只是“深受毒害”,有些学生还认为做化学实验受毒害是不可避免的,向环境排放有毒有害物质是合情合理的,这些行为都是由于缺乏环保意识和环保能力造成的。

现行中学化学教材中的化学实验还存在一些现实问题有待解决:①还存在一些有毒物质(如SO2、Cl2、溴苯、硝基苯等)的制备和性质实验对广大师生的身体健康和环境污染带来负面影响;②还有相当数量的实验习题、家庭小实验和选做实验需要大量的药品和仪器,这致使绝大部分学校无法开设这样的实验,不利于实验教学的延伸;③目前高中扩招,学生人数猛增,学生分组实验对药品的需求量增大,造成实验过程中废液、废气的排放量增大,对环境的污染加剧。

高效绿色多功能水基清洗剂的研制

高效绿色多功能水基清洗剂的研制

化工进展2016年第35卷第10期 CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS ·3301·高效绿色多功能水基清洗剂的研制古蒙蒙1，蔡卫权1，2（1武汉理工大学化学化工与生命科学学院，湖北武汉 430070；2武汉理工大学硅酸盐建筑材料国家重点实验室，湖北武汉 430070）摘要：采用工业级烷基糖苷（APG0810）、脂肪酸甲酯乙氧基化物（FMEE）、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺（6501）与自来水进行复配，制备用于厨房稠油垢、金属表面矿物油和抛光蜡去除并且配方简单的绿色多功能水基清洗剂。

在3因素4水平正交试验研究清洗剂配方组成对其去污效果影响的基础上，考察了6501含量和温度对该清洗剂去污力的影响，并研究了较佳配方组成条件下该清洗剂的综合清洗性能。

结果表明，影响该清洗剂去污力从大到小的配方因素依次为6501、APG0810和FMEE，其较佳配方组成为APG0810 2.6%、FMEE 5.2%、6501 4.5%、自来水87.7%；该清洗剂具有较好的高温稳定性和低温稳定性，在室温下对稠油垢、矿物油和抛光蜡的去污力分别为95.4%、90.4%和92.4%，45℃时基本清除这3种类型的污垢。

关键词：非离子表面活性剂；多功能水基清洗剂；稠油垢；矿物油；抛光蜡中图分类号：TQ 649 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2016）10–3301–05DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2016.10.040Development of green multi-functional water-based metal cleaning agentswith high detergencyGU Mengmeng1，CAI Weiquan1，2（1School of Chemistry，Chemical Engineering and Life Science，Wuhan 430070，Hubei，China；2 State Key Laboratory of Silicate Materials for Architectures，Wuhan University of Technology，Wuhan 430070，Hubei，China）Abstract：A green multi-functional water-based cleaning agent with simple formulas for removal of thick kitchen grease，mineral oil and polishing wax on metal surfaces was successfully prepared by mixing industrial grade non-ionic surfactants including alkyl polyglucoside（APG0810），fatty acid methyl ester ethoxylates（FMEE），coconut oil fatty acid diethanol amide（6501）and tap water. Effects of 6501 content and cleaning temperature were analyzed based on the influence level of the formula compositions on the detergency performance of the cleaning agent using an orthogonal experiment with3 factors and4 levels. Comprehensive cleaning performance of the cleaning agent under the conditionof the best formula compositions was also studied. The results showed that the influence level of the cleaning agent on the detergency of the cleaning agent from greatest influence to least was as follows: 6501，APG0810 and FMEE；in addition，it has better formula compositions of APG0810 2.6%，FMEE5.2%，6501 4.5% and water 87.7%. The developed cleaning agent is good in high temperature stabilityand low temperature stability simultaneously; its detergency towards kitchen thick grease，mineral oil and polishing wax on metal surfaces at 25℃ are 95.4%，90.4% and 92.4%，respectively，and it can almost completely remove the three kinds of residues at 45℃.收稿日期：2016-02-22；修改稿日期：2016-05-11。