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大学化学科技论文范文篇一
大学化学实验绿色化浅析
【摘 要】 针对大学化学实验室污染源的特性和危害，阐述了绿色化学的概念和主要内容，提出了实施绿色化学实验的途径。通过强化意识，优化项目，开设微型实验及开发现代实验技术等手段，以实现化学实验绿色化的目标。
【关键词】 化学实验 绿色化 污染 措施
化学是一门实验性学科，其化学实验是高校化工、生物、材料、师范类化学等专业的必修课程。化学实验室在履行其实验和试验功能的同时也向环境排放着大量的污染物质，这就带来了额外的化学环境问题，环境污染的加剧其因素之一是化学品引起的危害。因此，改善环境的迫切任务就使得“化学实验绿色化”应运而生。化学实验绿色化是以绿色化学的理念和方法为核心和基本原则对化学实验进行改进，使得化学实验过程达到绿色化的方法。
1. 绿色化学的概念
1984 年美国环保局( EPA ) 提出废物最小化, 基本思想是通过减少生产废物和回收利用废物达到废物最少, 这是绿色化学的最初思想。1989年美国环保局又提出了污染预防的概念, 它是指最大限度地减少生产场地产生的废物, 包括减少使用有害物质和更有效地利用资源, 并以此来保护自然资源。至此, 绿色化学的思想初步形成。1990年美联邦政府通过防止污染行动的法令, 第一次使用绿色化学一词。1992 年美国环保局又发布了污染预防战略。1995 年美国政府设立了总统绿色化学挑战奖。1999 年英国皇家化学会创办第一份国际性绿色化学杂志, 日本也制定了以环境无害制造技术等绿色化学为内容的新阳光计划, 绿色化学很快成为国际化学科学的前沿。
绿色化学( Green Chemistry) 又称环境无害化学( Environmental Benign Chemistry), 是指从污染预防的基本思想出发, 在化学品生产的始端就采用预防的科学手段, 整个过程和终端均为零排放或零污染, 它研究的中心问题是使化学反应及其产物具有以下特点: (1) 采用无毒、无害的原料;(2) 在无毒、无害的反应条件( 催化剂、溶剂) 下进行; (3) 具有原子经济性, 即反应具有高选择性, 极少副产品, 甚至实现零排放; (4) 产品应是对环境友好的; (5) 满足物美价廉的传统标准。
2. 大学化学实验绿色化的主要内容
化学实验绿色化主要内容包括: (1) 化学试剂绿色化。应选择无毒或毒性较小的试剂及利用可再生资源( 如生物质作试剂) 。(2) 溶剂绿色化。应尽量选择水作溶剂, 避免有毒有害和挥发性有机溶剂的使用, 特别是卤代烃类溶剂的使用。(3) 催化剂绿色化。应采用无毒无害无腐蚀性的物质作催化剂。(4) 反应条件绿色化。应选择无有毒副产物生成或有毒副产物生成最小化的反应条件。(5) 化学反应绿色化。应选择不产生“三废”的原子经济反应。(6) 反应产物绿色化。反应的生成物( 产物和副产物) 应无毒无害, 是环境友好产品。(7) 剂量绿色化。化学反应所需试剂、溶剂、催化剂的用量在保证实验效果的前提下, 要达到实验剂量最小化。( 8) 末端处理绿色化。对实验产生的“三废”进行无毒无害化处理,确保污染最小化。即化学反应全过程绿色化。
3. 大学化学实验绿色化的途径
3.1实验项目的选择
本着从源头制止污染, 而不是在末端治理污染的原则, 尽量选择低毒、污染较小且后处理容易的具有环保型的实验项目。在高校化学实验中, 性质实验是别人已设计好的验证性实验, 综合操作技能的要求不如制备实验要求高, 化学实验过程中消耗化学试剂种类繁多, 成本较高, 每看完一个实验现象, 就要弃去这批用过的试剂, 其中不乏一些有毒、有害物质, 这样不仅造成大量的浪费, 而且对环境造成一定的污染, 这与绿色办学理念相悖。因此提倡将性质实验进行压缩, 选取具有代表性的、低毒的性质实验来锻炼学生的基本操作技能。选择与环境保护密切相关的实验, 如硫酸铜提纯中产品的回收、水的总硬度的测定以及废旧电池的回收和利用等, 让学生了解有害物质对人体和环境的危害, 学习有害物质的鉴定、分离、提纯和回收利用等方法, 这是培养学生环境保护意识和能力的重要手段。
3.2分析方法的选择
测定同一物质含量的方法常常有多种, 可以选择使用无毒或低毒、污染小的试剂方法来进行同一目的的实验。
3.3替代性试剂的寻找
绿色化目标是将化学过程危害性降至最小。实验中要尽可能不用或少用危险化学品, 如易燃、易爆、有毒、刺激或有腐蚀性的, 特别是剧毒物质。要研究取代危险化学品特别是剧毒化学品的方法,尽可能地选择对人体和环境危害小的药品, 做到低毒化。即使无危害物质也应尽可能减少使用, 因为任何化学物质过多时都会污染环境。通过化学实验中用到的有毒、有害、易腐蚀药品, 使人们明白这些药品对环境、对人类健康的影响, 感觉到有毒有害物质在人们身旁, 体会到保护环境就是保护人类自己。
3.4密封仪器的使用
用密封的成套仪器来完成有毒的化学实验, 使仪器和药品循环使用, 不存在污染毒害。
3.5推广微型化学实验
被誉为化学实验的革命的微型化学实验是近20年来发展很快的一种化学实验方法、新技术。它是在微型化的仪器装置中进行的化学实验, 其试剂用量比相应的常规化学实验节省90% 以上, 是公认的以尽可能少的试剂来获取所需化学信息的实验原理与技术。微型化学实验室是绿色化学的组成部分, 它既能从源头上节约原材料和时间, 减少污染, 又具有安全、便捷、高效等优点, 是化学实验教学改革中的一个重要方面。
3.6引进微波、超声波技术
微波作为一种新型能量形式, 其促进化学反应速度可比传统的加热技术快数倍及至数千倍,具有反应条件温和、操作方便、时间短( 节能) 、产率高、产品易纯化、减少用量或不用溶剂、加热时微波设备本身几乎不辐射能量, 可避免环境高温, 改进工作环境, 对环境友好等优点。在化学实验中引入微波、超声波技术, 如微波辅助提取、微波消化、微波灼烧、超声催化, 不但能减少环境污染, 节约能源，是实现化学实验绿色化的一个重要方法。
3.7研究对基础化学实验废液的处理
化学实验要产生大量的废弃物, 如做完实验,把废液往水池中一倒, 自来水一冲, 不及时处理随意排放, 久而久之不仅对环境造成污染, 而且会淡化人们的环保意识, 养成不良的习惯。废液绝不可以倒入下水道, 应该设有废液缸, 作统一回收处理。
放弃有污染的传统化学实验, 探索传统化学实验的绿色化改造, 是化学实验工作的必然趋势。实现大学化学实验绿色化的途径还很多。总之，全面实现化学实验绿色化的道路还很漫长, 这期间, 不但需要对化学实验教学进行绿色化改革, 更需要高校化学教育工作者对化学实验绿色化的方法进行深入的研究与探索, 推动整个高等化学教育质量的提高。
参考文献：
[1] 朱清时. 绿色化学与可持续发展[J] . 中国科学院院刊, 1997( 6) : 415-420.
[2] 杨志强，王莉贤等.绿色化学与有机化学实验[J].实验室研究与探索，2005，24(11)：84-86.
(作者单位：牡丹江大学生物制药与食品工程学院)
大学化学科技论文范文篇二
绿色化学在当前大学化学中的应用
摘 要：随着环境污染的日益加剧，绿色化学得到越来越多的关注，成为当今国际化学科学研究的前沿，教育工作者应该在当代大学化学中渗透绿色化学，将绿色化学理念带进大学课堂，培养学生的绿色化学意识，培养更多的绿色人才。
关键词：绿色化学;大学化学;应用
中图分类号：X13 文献标识码：A
引言
随着社会的不断进步，人口数量急剧增加，面对资源的不断消耗，人均资源占有量日益减少，此外，人类生活中排放的大量生活污染物和工业生产中产生的大量工业污染物使人类生存环境迅速恶化。化学品及其生产过程对环境造成的污染不容忽视，严峻的资源匮乏及环境污染为化学工作者带来了前所未有的挑战。自20世纪90年代初，绿色化学受到越来越多的关注。当今国际化学科学争相将绿色化学视为化学研究的前沿和热点，绿色化学已成为实现我国经济可持续发展急待解决的重大科技问题。普及绿色化学知识，灌输绿色化学思想，最有效的方式是将绿色化学引入大学化学教育体系。目前，我国已将绿色化学教育作为大学化学教育的重要组成部分带入大学化学课程中。
1绿色化学的内涵
绿色化学(Green Chemistry)是指在制造和应用化学品时，实现原料的充分有效利用，消除或避免废物的产生，避免使用有毒、危险的试剂，建立环境友好的生产工艺，使化学工业实现可持续发展。
绿色化学的核心内容是原子经济性，理想的原子经济性反应是原料分子中的原子全部(100%)转变成所需要的产物，不产生废物或副产物。绿色化学具有以下显著优点：(1)从经济观点看，绿色化学合理利用资源和能源，符合可持续发展的要求;(2)从环境观点看，绿色化学以废物零排放为目标，力争从根本上消除环境污染;(3)从科学观点看，绿色化学与社会发展相适应，在传统化学的基础上进行了创新。
2绿色化学在大学化学教育中的应用
绿色化学作为一种指导思想，更是一种教育手段，将绿色化学的理念带进高校化学教育的课堂，引入的不是一门独立的学科，也不只是一种先进的概念，而是通过广泛的宣传教育，通过将绿色化学作为一门普及的课程，培养学生自主的绿色化学意识。绿色化学教育可以培养和增强学生的环保意识，激发学生的学习兴趣和创新能力，从而对学生价值观、人生观的形成均产生积极的影响。大学化学教育工作者首先应该结合实际情况，在化学教育过程中融入绿色化学理念，使学生在掌握基本化学原理的同时，能够主动运用绿色化学的思维去处理问题，成为更能满足社会可持续发展需要的绿色人才。
首先，绿色化学由于具有成本低、转化率高、环保等特点，已在无机合成化学中得到广泛应用。如通过热化学循环分解水制备氢气，利用核能或太阳能进行大规模、无污染制备氢气;水热/溶剂热合成是无机合成最好的方法之一，其具有密封，原料不泄露，不会造成环境污染，低碳等优点，如利用水热/溶剂热合成微孔材料及功能粉料等。
其次，有机化学教学应从绿色化学的角度考虑，从以下方面着手：(1)目标产物绿色化;(2)反应条件绿色化;(3)单一反应的原子利用率;(4)反应试剂绿色化。如烯烃和溴的加成反应可在阳光的引发下完成，太阳辐射能是一种无污染的绿色能源，能够直接利用太阳辐射能是绿色化学家们所追求的，也是解决目前资源有限、环境污染及全球变暖等问题的根本出路。
3绿色化学在化学实验教学中的应用
化学实验绿色化是21世纪大学化学实验课程改革的重点方向。针对我国高等院校实验教学中普遍存在的环境污染问题，我国大学化学实验教学中需要开展以绿色化学为理念的实验体制，体现了环境保护和绿色化学的要求。
(1)培养学生绿色化学新理念
教师在化学实验教学中，应有意识地将绿色化学的理念和可持续发展观借助教学过程传递给学生，在潜意识中为学生注入绿色化学的思想，让学生真正了解绿色化学，意识到绿色化学对于保护人类、资源及生存环境的重要性，让学生从内心牢固地树立绿色意识，在生活及今后的工作中自觉地养成环保习惯。
(2)改进常规实验方法
在达到实验目的的基础上，将常规实验按照一定的比例缩小。既减少了试剂的用量，降低了实验成本，又可以减少“三废”物质的排放量，另外还节省了资源，减少了对环境的污染。设计综合性实验。将多个实验按照实验的内在联系有机地串联起来，将上一个实验的产物作为下一个实验的原料，合理利用实验产物，减少产物的处理工作，既可以减少重复性实验操作，缩短实验时间，也可减少污染物产生的数量。通过以上两个简单的方法可以实现化学实验绿色化，另外还可通过多媒体教学等手段实现化学实验的绿色化。
(3)积极处理“三废”
针对实验中产生的废水、废渣、废气，采取相应的措施进行处理，例如每间无机实验室均需安置一个专门的废液收集桶或废渣收集处，在实验过程中统一收集，实验结束后统一处理;针对废气可以通过安装正压送风系统，有效地处理实验过程中产生的废气。
4绿色化学课程的设置
化学教育工作者不仅要关注自己的教学任务，还应当时刻注意收集国内外最新的绿色化学信息和成果，充分挖掘和利用教材中的相关内容进行剖析，做到与时俱进，使课程内容新颖，将绿色化学融入理论教学中，时时刻刻以的思想指导教学。培养学生节约资源和能源、保护环境的意识，从思想教育和技术教育两方面对其进行教育。
化学、化工类专业学生具有较好的化学基础知识，对于这部分学生可以通过开设绿色化学必修课，不仅仅让学生了解绿色化学，更重要的是在实际生活中能够运用绿色化学的理念。对于非化学、化工类专业的学生应开设绿色化学公共选修课，主要学习绿色化学的科学思想、灌输绿色化学理念，让其养成绿色化学意识。
结语
绿色化学作为一种全新的概念，从防止污染和节约资源的观点对传统化学进行了重新审视，并在传统化学的基础上进行改革，与单纯的环境保护不同，绿色化学是对人类与环境友好的化学。高等学校的化学教育目的是为国家培养和造就化学高层次的人才，面对化学由传统化学向绿色化学迈进的新变革，化学教育工作者应在大学化学教育中时刻体现绿色化学思想，培养学生的绿色化学理念，培养具有绿色化学意识的化学人才。
参考文献
[1]李剑，王拯，饶姗姗.当前绿色化学及其技术在水处理中的应用[J]. 甘肃科技，2004(03).
