近年来,微波促进有机化学反应研究已取得很大的进展。微波辐射加热试剂用量少,生成物更纯净,回收率高,废弃物较少,不污染环境。因此可以将某些有机实验选择地改造为微波化学实验,直接或间接地减少了环境污染。微波反应中的干反应避免了大量有机溶剂的使用,对防止环境污染具有现实意义。因此,干反应成为微波化学反应研究的热点。尽管微波反应中的干反应需要载体,但有些干反应不需要载体却可以得到较好的效果,如微波辐射合成阿司匹林[5]。计算机模拟有机化学实验教学有些有机化学实验尽管污染比较严重,毒性比较大,但不能通过改进而减少污染,可以充分利用先进的教学资源,采用录像、计算机多媒体系统进行仿真实验,将实验讲解、规范操作等一系列的实验过程呈现出来。这样做既减少了以往性质实验带来的环境污染,也激发了学生的学习兴趣。
3合理回收处理“三废”
在实验过程中,要求学生不能乱倒废液、废渣,将有害气体尽可能作化学处理。对于某些溶剂如乙醇、乙醚等要回收处理后循环利用。对实验中产生的废酸、废碱及其他污染物进行分类回收、处理。另外,实现有机化学实验环境的绿色化还可以通过改进催化剂,不排放或少排放有害物质[6],这样可以对“三废”进行最大限度地控制。
4展望
绿色化学不仅是化学发展的必然趋势,具有可持续发展的重要性,而且绿色化学实验技术将成为化学实验研究的通行证。走绿色化之路不仅仅是减少和杜绝实验本身对环境的.污染和有害物质对学生身体的伤害,还有利于调动学生的学习积极性和主动性,有利于提高学生的实验技能技巧和培养学生严谨的治学态度[7]。有机化学实验教学实行绿色化不仅在大学化学教育中是可行的,而且是非常必要的。作为一名高校化学教师,应该从化学学科的发展趋势角度来审视和改革传统的有机化学实验,更新传统的有机化学实验思维方式,从而建立起一个有机化学实验绿色化教学的新模式,为保护环境贡献最大的力量。
1绿色化学化工的基本原则
国际上对绿色化学化工有比较统一的原则,主要包括以下几方面:其一,在生产源头上防止废弃物的产生,而不是产生废弃物后再进行净化处理。其二,进行生产原料最大化利用的产品设计。其三,进行产品设计时,考虑生产效率,并减少生产原料和产品的毒性。其四,对于析出剂和溶剂等辅助产品,要尽量少用或不用,或尽量使用无害产品[2]。其五,尽量降低能量在生产过程中的损耗和其对环境的影响。其六,在考虑经济和技术的前提下,尽量选择可回收的加工材料作生产原料。其七,尽量避免在生产过程中产生不需要的化学衍生物。其八,选择更符合化学计量的催化剂。其九,化学产品在使用结束后可以进一步分解成为无毒无害的降解产物。其十,研究并发展化学化工的生产过程,做到在危险物形成前对其进行检测和控制。
2绿色化学化工的发展趋势
2.1绿色化工产品设计提高绿色化工设计的积极性,在绿色化工产品设计过程中,应遵循以下设计原则,即:全生命周期设计、降低原料和能量消耗设计、再循环和再使用设计、利用计算机技术设计等。
2.2绿色化原料及新型原料平台基于本研究所述原材料选择的原则,一些新型的原料平台在化工生产中越来越受到瞩目,如以石油化学工业中的低碳烷烃、甲醇和合成气、废旧塑料以及生物质等作为原料平台。此外,对于传统原料合成中有毒、有害、有刺激的原料的绿色化工艺也得到了广泛的研究。
2.3新型反应技术开发传统有机合成反应中有毒试剂和溶剂的绿色替代物成为新型技术的发展方向。另外,反应与相关技术(如生物技术、分离技术、纳米技术等)的结合为开发新型反应路径提供了发展空间。
2.4催化剂制备的`绿色化和新型催化技术目前的研究大多关注使用新型的催化剂改变原有的化学反应过程,而对催化剂制备时的绿化问题很少关注。因此,对可回收并能反复使用的固体催化剂的研究,即如何在分子水平上构筑活性和选择性均能达到高水平的固体催化剂的研究成为今后发展的重要课题。此外,酶催化剂和仿生催化剂等的研究也成为未来的发展方向。
2.5溶剂的绿色化及绿色溶剂利用无毒无害的溶剂来代替挥发性的有机化合物溶剂是目前绿色化学的重要研究方向。此外,目前的研究还关注溶剂的闭环循环、以水做溶剂或无溶剂系统的开发等方面。
