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【化学知识普及】绿色化学
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绿色化学简介
绿色化学，又称环境无害化学、环境友好化学，是利用化学原理从源头上减少或消除化学品在生产和使用过程中对环境污染的化学。
随着对化学与环境、资源的关系不断反思和总结，他们提出了“绿色化学”的新对策，同时也籍此向世人的误解提出了抗议，正如有识之士面对全社会理直气壮地宣言[19]：“化学家是环境的朋友！”1991年，美国著名有机化学家Trost在《Science》上提出了“原子经济性(原子利用率)”的概念；1992年，荷兰有机化学家Sheldon提出了“E-因子”的概念[22]。这两个重要的绿色化学基本概念的提出，引起了人们极大的关注。终于，以1996年6月美国首届“总统绿色化学挑战奖”的颁发、1999年世界第一本名为“绿色化学”杂志的创办等为特征，绿色化学在上世纪末诞生[23]。
在“绿色化学”的新对策中，化学家们认为[24]：绿色化学是更高层次的化学，它的主要特点是原子经济性，即在获取新物质的化学过程中充分利用每个原料原子，实现“零排放”，使化学从“粗放型”向“集约型”转变，既充分利用资源，又不产生污染。因此，绿色化学的根本目的是：面临人类可持续发展要求的巨大挑战，从节约资源和防止污染的观点来重新审视和改革传统化学，从而使我们对环境的治理从治标转向治本。
一 绿色化学的提出与发展
化学在保证和提高人类生活质量、保护自然环境以及增强化学工业的竞争力方面均起着关键作用。化学科学的研究成果和化学知识的应用，创造了无数的新产品进 入每一个普通家庭的生活，使我们衣食住行各个方面都受益匪浅，更不用说化学药物对人们防病祛疾、延年益寿、更高质量地享受生活等方面起到的作用。但是另一 方面，随着化学品的大量生产和广泛应用，给人类原本和谐的生态环境带来了黑臭的污水、讨厌的烟尘、难以处置的废物和各种各样的毒物……威胁着人们的健康，伤害着我们的地球。
这种情况引起了越来越多的人的关注。1990年，美国国会通过《污染预防法案》，明确提出了污染预防这一概念，要求杜绝污染源，指出最好的防止有毒化学物质危害的办法就是从一开始就不生产有毒物质和形成废弃物。这个法案推动了化学界为预防污染、保护环境作进一步的努力。此后，人们赋予这一新事物不同的取名:环境无害化学(Environmental Benign Chemistry)、清洁化学(Clean Chemistry)、原子经济学(Atomic Economy)和绿色化学(Green Chemistry)等等。美国环保局率先在官方文件中正式采用绿色化学这个名称，以突出化学对环境的友好;1995年3月16日，美国总统克林顿宣布设立绿色化学挑战奖计划，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;随后美国科学基金会和美国国家环保局提供专门基金资助绿色化学的研究，并于同年10月30日设立总统绿色化学挑战奖这项在化学化工领域内唯一的总统奖，以表彰在该领域申有重大突破和成就的个人与单位。由于上述原因，使得绿色化学这个名称广为传播。目前全世界比较发达的国家的许多行业都以浓厚的兴趣大力研究绿色化学课题。
二 绿色化学是一种理念
什么是绿色化学?绿色化学是指设计没有或者只有尽可能小的环境负作用并且在技术上和经济上可行的化学品和化学过程。它是实现污染预防的基本的和重要的科学手段，包括许多化学领域，如合成、催化、工艺、分离和分析监测等。 绿色化学不同于环境化学。环境化学是一间研究污染物的分布、存在形式、运行、迁移及其对环境影响的科学。绿色化学的最大特点在于它是在始端就采用实现污染预防的科学手段，因而过程和终端均为零排放或零污染。它研究污染的根源--污 染的本质在哪里，它不是去对终端或过程污染进行控制或进行处理。绿色化学关注在现今科技手段和条件下能降低对人类健康和环境有负面影响的各个方面和各种类 型的化学过程。绿色化学主张在通过化学转换获取新物质的过程中充分利用每个原子，具有原子经济性，因此它既能够充分利用资源，又能够实现防止污染。
很明显，绿色化学要求负作用尽可能小，它是一种理念，是人们应该倾力追求的目标。
三 绿色化学的原则和研究内容
绿色化学的12项原则（中文）
1．防止——防止产生废弃物要比产生后再去处理和净化好得多。
2．讲原子经济——应该设计这样的合成程序，使反应过程中所用的物料能最大限度地进到终极产物中。
3．较少有危害性的合成反应出现——无论如何要使用可以行得通的方法，使得设计合成程序只选用或产出对人体或环境毒性很小最好无毒的物质。
4．设计要使所生成的化学产品是安全的——设计化学反应的生成物不仅具有所需的性能，还应具有最小的毒性。
5．溶剂和辅料是较安全的——尽量不同辅料（如溶剂或析出剂），当不得已使用时，尽可能应是无害的。
6．设计中能量的使用要讲效率——尽可能降低化学过程所需能量，还应考虑对环境和经济的效益。合成程序尽可能在大气环境的温度和压强下进行。
7．用可以回收的原料——只要技术上、经济上是可行的，原料应能回收而不是使之变坏。
8．尽量减少派生物——应尽可能避免或减少多余的衍生反应（用于保护基团或取消保护和短暂改变物理、化学过程），因为进行这些步骤需添加一些反应物同时也会产生废弃物。
9．催化作用——催化剂（尽可能是具选择性的）比符合化学计量数的反应物更占优势。
10．要设计降解——按设计生产的生成物，当其有效作用完成后，可以分解为无害的降解产物，在环境中不继续存在。
11．防止污染进程能进行实时分析——需要不断发展分析方法，在实时分析、进程中监测，特别是对形成危害物质的控制上。
12 Principles of Green Chemistry
- Prevent waste: Design chemical syntheses to prevent waste, leaving no waste to treat or clean up.
- Design safer chemicals and products: Design chemical products to be fully effective, yet have little or no toxicity.
- Design less hazardous chemical syntheses: Design syntheses to use and generate substances with little or no toxicity to humans and the environment.
- Use renewable feedstocks: Use raw materials and feedstocks that are renewable rather than depleting. Renewable feedstocks are often made from agricultural products or are the wastes of other processes; depleting feedstocks are made from fossil fuels (petroleum, natural gas, or coal) or are mined.
- Use catalysts, not stoichiometric reagents: Minimize waste by using catalytic reactions. Catalysts are used in small amounts and can carry out a single reaction many times. They are preferable to stoichiometric reagents, which are used in excess and work only once.
- Avoid chemical derivatives: Avoid using blocking or protecting groups or any temporary modifications if possible. Derivatives use additional reagents and generate waste.
- Maximize atom economy: Design syntheses so that the final product contains the maximum proportion of the starting materials. There should be few, if any, wasted atoms.
- Use safer solvents and reaction conditions: Avoid using solvents, separation agents, or other auxiliary chemicals. If these chemicals are necessary, use innocuous chemicals.
- Increase energy efficiency: Run chemical reactions at ambient temperature and pressure whenever possible.
- Design chemicals and products to degrade after use: Design chemical products to break down to innocuous substances after use so that they do not accumulate in the environment.
- Analyze in real time to prevent pollution: Include in-process real-time monitoring and control during syntheses to minimize or eliminate the formation of byproducts.
- Minimize the potential for accidents: Design chemicals and their forms (solid, liquid, or gas) to minimize the potential for chemical accidents including explosions, fires, and releases to the environment.
主要参考书:
2. 绿色化学与化工 闵恩泽 吴巍编著 化学工业出版社 2000年
3. 绿色化学原理和应用 胡常伟 李贤均编著 中国石化出版社 2002年
4. 绿色化学与技术 杨家玲主编 北京邮电大学出版社 2001年
5. 绿色化学化工实用技术 贡长生 张克立主编 化学工业出版社 2002年
6. 绿色化学导论 仲崇立编著 化学工业出版社 2000年
绿色化学网络资源
绿色化学网络教程
http://hxzx.jlu.edu.cn/courseware/GreenChemistry/mainpage/mainpage.htm
绿色化学
http://ce.sysu.edu.cn/greenchemistry/Index.html
北京大学绿色化学研究中心
http://www.chem.pku.edu.cn/gcc/
欢迎光临四川大学绿色化学精品课程网
http://219.221.200.61/2007wy/hits.asp?num=11国外大学的绿色化学教育
http://www.weijun.wjedu.net/lunwen/lunwenche/200612/568.html
[1] http://web?chem?monash?edu?au/GreenChem/?
[2] http://academic?uofs?edu/faculty/CANNM/greenchemistry?html?
[3] http://www?uoregon?edu/~hutchlab/greenchem/?
[4] http://www?york?ac?uk/drpts/chem/gsp/mres?html#cleantech
https://blog.sciencenet.cn/blog-3913-9103.html
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