綠色化學(xué)定義范文

時間:2023-11-17 17:21:51

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綠色化學(xué)定義

篇1

關(guān)鍵詞:綠色化學(xué) 綠色化學(xué)化工 綠色度定量化 綠色非綠

隨著全球范圍內(nèi)人口的膨脹、能源和資源的短缺、環(huán)境污染問題的日益突出,世界各國政府以及人們在享受現(xiàn)代科學(xué)與技術(shù)給人們帶來的巨大便利和快樂的同時,也逐漸意識到人們未來面臨的巨大生存危機和困難。為了喚起人們對環(huán)境保護的重視和綠色產(chǎn)品和工程的關(guān)注,許多諸如可持續(xù)發(fā)展、循環(huán)經(jīng)濟、綠色產(chǎn)品、綠色化學(xué)等詞匯大量涌現(xiàn)。盡管“綠色化學(xué)”這個詞的使用頻率非常之高,如政府、媒體、工廠、研究機構(gòu)人員等均將其廣泛使用于政府報告、規(guī)劃、研究論文中。但是,象使用“納米”一樣,許多人只是更多將其作為一種“時髦”的詞在使用,而對其真正含義以及其中一些深層次的問題,卻不甚了解,甚至經(jīng)常將其與環(huán)境保護、可持續(xù)發(fā)展以及循環(huán)經(jīng)濟混為一談。這些問題不僅造成了綠色化學(xué)概念的濫用和混亂,而且還尚未引起人們,特別是學(xué)術(shù)界的普遍注意?;谶@種情況,作者認(rèn)為非常必要對綠色化學(xué)與化工的基本問題,諸如其定義、原理、它的本質(zhì)、特征、研究范圍、對象等以及產(chǎn)品和過程綠色度的定量評價等,應(yīng)該有一個清晰的界定。而對其存在的問題,如離子液體等研究中出現(xiàn)的“綠色非綠”等問題,應(yīng)該有清醒的認(rèn)識,并力爭去加以解決。

特別需要說明的是:“綠色化學(xué)”與“綠色化學(xué)化工”概念相同,使用“綠色化學(xué)化工”是為了強調(diào)“綠色化學(xué)”與“化工”的關(guān)系。為此,作者結(jié)合綠色化學(xué)以及綠色化工發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢,從綠色化學(xué)化工的基本問題出發(fā),從多個角度或多個層面來談?wù)劸G色化學(xué)與化工的基本問題,希望能引起學(xué)術(shù)界和政府部門的重視和討論,在大家討論和爭論的基礎(chǔ)上,最終達(dá)到正本清源的效果。

一、綠色化學(xué)化工基本問題的發(fā)展及研究進展

1984 年美國環(huán)保局首先提出“廢物最小化”,初步體現(xiàn)綠色化學(xué)的思想。而到1989 年美國環(huán)保局提出“污染預(yù)防”——綠色化學(xué)思想才初步形成,1990 年美國聯(lián)邦政府通過“防止污染行動”的法令,將污染的防止確立為國策之后,才第一次出現(xiàn)“綠色化學(xué)”這個詞匯。盡管這個詞出現(xiàn)至今已近17年,但其含義,也即其定義卻也在不斷的發(fā)展和變化。剛出現(xiàn)時,它更多的是代表一種理念、一種愿望。但隨著時間的流逝,它本身在不斷的發(fā)展變化中逐步趨于實際應(yīng)用,且其發(fā)展與化工密切相關(guān)。實際上,綠色化學(xué)代表了化學(xué)和化工學(xué)科的共同發(fā)展趨勢和目標(biāo)之一,即無論是化學(xué)還是化工,不僅要面對社會發(fā)展對環(huán)境、健康和能源等方面日益嚴(yán)格的要求,而且還要面臨來自其他新興學(xué)科前所未有的挑戰(zhàn)。而綠色化學(xué)在連接化學(xué)與化工中所起的橋梁作用就體現(xiàn)得越來越明顯。

二、綠色化學(xué)和化工的發(fā)展趨勢

按照技術(shù)領(lǐng)域作者提出了綠色化工產(chǎn)品設(shè)計、新型反應(yīng)技術(shù)、溶劑的綠色化及綠色溶劑等幾個方面綠色化學(xué)和化工的發(fā)展趨勢。

1.綠色化工產(chǎn)品設(shè)計

綠色化工產(chǎn)品設(shè)計要求對環(huán)境的影響最小化,這包括設(shè)計過程中的生命周期分析和循環(huán)回收、回用設(shè)計等。如果一個產(chǎn)品本身對環(huán)境有害,僅僅降低其成本和改進其生產(chǎn)工藝對環(huán)境的影響是不夠的,化學(xué)工業(yè)需要思考更多的是產(chǎn)品全生命周期中的成本和收益,特別是要考慮社會和環(huán)境的成本。因此,國家在這方面的法律法規(guī)對于產(chǎn)品設(shè)計的綠色化具有很大的影響。其中發(fā)達(dá)國家對于化工產(chǎn)品“綠色化”的要求,以及發(fā)展中國家受到“綠色壁壘”的限制,使得化工產(chǎn)品設(shè)計的綠色化成為必然趨勢。在綠色化工產(chǎn)品設(shè)計時,要遵循全生命周期設(shè)計、再循環(huán)和再使用設(shè)計、降低原料和能量消耗設(shè)計以及利用計算機技術(shù)進行綠色化工產(chǎn)品的設(shè)計等原則。由于大多數(shù)人只考慮到他們直接控制的產(chǎn)品生命周期部分,造成化工產(chǎn)品全生命周期的想法尚不能深入化學(xué)工業(yè)界。另外,化工產(chǎn)品設(shè)計的綠色化并沒有成為企業(yè)發(fā)展的機遇,而更多的是企業(yè)被大環(huán)境所逼而致的。因此,綠色化設(shè)計的積極性急需提升。綠色化設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)和方法尚未建立也是其發(fā)展的重要障礙。還有新材料,如納米材料的安全性等方面的問題。

2.新型反應(yīng)技術(shù)

迄今為止,化學(xué)家構(gòu)筑了大量的化學(xué)反應(yīng),已有十幾年沒有新的人名反應(yīng)出現(xiàn),因此僅從化學(xué)反應(yīng)本身開發(fā)新的反應(yīng)已經(jīng)難上加難。從綠色角度來看,由于很多傳統(tǒng)有機合成反應(yīng)用到有毒試劑和溶劑,這些有毒試劑和溶劑的綠色替代物的開發(fā)給這些傳統(tǒng)反應(yīng)的重新構(gòu)筑提供了機遇。另外反應(yīng)與生物技術(shù)、分離技術(shù)、納米技術(shù)等的結(jié)合使得開發(fā)新型反應(yīng)路徑仍有空間。

3.溶劑的綠色化及綠色溶劑

篇2

綠色化學(xué)是使污染消除在產(chǎn)生的源頭,使整個合成過程和生產(chǎn)過程對環(huán)境友好,不再使用有毒,有害的物質(zhì),不再產(chǎn)生廢物,不再處理廢物的從根本上消除污染的對策,即用化學(xué)的技術(shù)和方法去減少或消除有害物質(zhì)的生產(chǎn)和使用,倡導(dǎo)用化學(xué)的技術(shù)和方法減少或停止那些對人類健康,社區(qū)安全,生態(tài)環(huán)境有害的原料,催化劑,溶劑和試劑,產(chǎn)物,副產(chǎn)物等的使用與產(chǎn)生。

綠色化學(xué)的定義是在不斷地發(fā)展和變化的,剛出現(xiàn)時,它更多的是代表一種理念,一種愿望,但隨著學(xué)科發(fā)展,它本身在不斷的發(fā)展變化中逐步趨于實際應(yīng)用,且其發(fā)展與化學(xué)密切相關(guān),綠色化學(xué)在始端就采用預(yù)防污染的科學(xué)手段,過程和終端均為零排放或零污染,核心是利用化學(xué)原理從源頭上減少和消除工業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境的污染。

(來源:文章屋網(wǎng) )

篇3

【關(guān)鍵詞】高中化學(xué) 綠色化學(xué) 化學(xué)教學(xué)

中圖分類號:G4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A DOI:10.3969/j.issn.1672-0407.2013.12.039

每一件事情都有其雙面性,科學(xué)發(fā)展也有其雙面性,一方面促進社會飛速發(fā)展,提高人們的物質(zhì)生活水平,在經(jīng)濟發(fā)展的同時,也造成了一定程度的環(huán)境破壞。據(jù)有關(guān)部門調(diào)查研究表明,一年內(nèi)世界各國排放的有害物高達(dá)4億多噸,嚴(yán)重威脅了人類社會的生存環(huán)境。通過化學(xué)知識的運用,能不能創(chuàng)造出高收益低污染的制造工藝?為此,人們提出了走“綠色化學(xué)”之路的理念,“綠色化學(xué)”為解決環(huán)境污染問題帶來了新的希望,同時也為化學(xué)學(xué)科的發(fā)展創(chuàng)造了機會。我作為一名高中化學(xué)教師,有多年的化學(xué)教學(xué)經(jīng)驗,本文就綠色化學(xué)思想在高中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用展開論述。

一、綠色化學(xué)定義

根據(jù)美國《綠色化學(xué)》這本雜志對綠色化學(xué)下的定義:綠色化學(xué)是指在生產(chǎn)和使用化學(xué)產(chǎn)品時,能夠?qū)υ线M行有效利用,最大限度地減少和消除廢物。

綠色化學(xué)教育旨在化學(xué)課堂教學(xué)過程中要以綠色化學(xué)思想作為指導(dǎo)思想,將化學(xué)與人類社會的可持續(xù)發(fā)展緊密結(jié)合起來,最大限度地培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識與綠色意識,將人類社會的可持續(xù)發(fā)展與環(huán)保意識內(nèi)化為學(xué)生的觀念,植根于學(xué)生心中,提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。

二、高中綠色化學(xué)教育獨有的特性

現(xiàn)代高中化學(xué)教育不僅僅要傳授給學(xué)生基本的化學(xué)知識,更要通過化學(xué)教學(xué)提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。既要讓學(xué)生熟練掌握化學(xué)原理、化學(xué)規(guī)律,化學(xué)能夠為人類社會提供哪些服務(wù),還要教會學(xué)生通過化學(xué)知識的運用,達(dá)到趨利避害的目的。綠色化學(xué)理念應(yīng)該成為學(xué)生高尚道德情操的重要組成部分,指導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)與工作,無論學(xué)生做什么事情都以保護自然環(huán)境與改善生態(tài)環(huán)境為己任。

對高中學(xué)生進行綠色化學(xué)教育,要采用有效手段,既要將化學(xué)教育納入“環(huán)境保護”體系,又要將化學(xué)教育納入高考課題,讓學(xué)生對科技有更加深刻的理解,正確認(rèn)識科技進步與經(jīng)濟發(fā)展之間的關(guān)系,讓學(xué)生學(xué)會用可持續(xù)發(fā)展的眼光來看待問題,以“保護環(huán)境”為前提,對自然環(huán)境進行改造。

三、以教材為主要陣營,對學(xué)生開展綠色化學(xué)教育

對學(xué)生開展綠色化學(xué)教育,要以教材為根本出發(fā)點,尤其是新化學(xué)教材含有大量綠色化學(xué)知識,很好的體現(xiàn)了綠色化學(xué)觀念,教師要將其充分運用于教學(xué)中。

為了適應(yīng)時展的要求,新化學(xué)教材在編寫過程中融入了大量的綠色化學(xué)教學(xué)內(nèi)容,其中不乏生動的例子,能夠有效提升學(xué)生的綠色化學(xué)意識。教師在課堂教學(xué)過程中,要注重對學(xué)生進行正確的引導(dǎo),讓學(xué)生認(rèn)識到綠色化學(xué)的重要性,樹立學(xué)生的綠色化學(xué)理念。

四、將綠色化學(xué)思想滲透到化學(xué)實驗教學(xué)中,提高學(xué)生的環(huán)境保護意識

隨著綠色化學(xué)理念的不斷深化,《化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》明確提出化學(xué)實驗也要綠色化。化學(xué)實驗綠色化既是時展的要求,也是化學(xué)學(xué)科發(fā)展的需要。綠色化學(xué)思想要滲透在不同化學(xué)模塊實驗中,借以培養(yǎng)學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展意識。化學(xué)實驗具有很強的可操作性,因此,更能有效培養(yǎng)學(xué)生的綠色化學(xué)意識。

通過化學(xué)教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)是化學(xué)新課程強調(diào)的重點,重視實驗方案設(shè)計是化學(xué)實驗的一大特點,要想在化學(xué)實驗過程中有效滲透綠色化學(xué)思想,就要將綠色化學(xué)理念貫徹到實驗方案設(shè)計過程中及學(xué)生的實際實驗過程中。例如:教師在指導(dǎo)學(xué)生做化學(xué)實驗過程中,要提示學(xué)生此項實驗對環(huán)境保護會產(chǎn)生何種作用,學(xué)生在實際生活中怎樣有效運用此實驗才能產(chǎn)生良好的環(huán)保效果等。學(xué)生親手實踐并受到有效指導(dǎo),能夠有效培養(yǎng)學(xué)生的綠色化學(xué)意識。

五、通過培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)生的綠色化學(xué)意識

對學(xué)生進行綠色化學(xué)教學(xué),提高學(xué)生的綠色化學(xué)意識的前提是培養(yǎng)學(xué)生濃厚的化學(xué)學(xué)習(xí)興趣。興趣是最好的老師,不管做什么事情,只要有興趣,就會產(chǎn)生不竭動力,取得良好成果。學(xué)習(xí)是一項復(fù)雜勞動,在學(xué)習(xí)過程中還會遇到很多困難與挫折,如果沒有興趣的指引,很難取得豐碩成果。

培養(yǎng)學(xué)生的綠色化學(xué)意識,首先要讓學(xué)生對化學(xué)學(xué)習(xí)產(chǎn)生濃厚興趣,在興趣指引下,學(xué)生對化學(xué)知識進行深入研究,真正認(rèn)識到綠色化學(xué)的重要性,并將綠色化學(xué)理念內(nèi)化為自己的思想,指導(dǎo)人生各個階段的實踐活動。

六、提高教師的綜合素質(zhì)

在高中化學(xué)課堂教學(xué)過程中有效應(yīng)用綠色化學(xué)理念,首先要提高教師的綜合素質(zhì)。教師在課堂教學(xué)中發(fā)揮著重要的作用,同時對學(xué)生的思想也產(chǎn)生重要影響,因此,教師綜合素質(zhì)的高低直接關(guān)系到學(xué)生的認(rèn)識水平。綠色化學(xué)理念是一種新的化學(xué)理念,是為了有效解決人類社會發(fā)展過程中遇到的問題而提出的,因此,不管是對學(xué)生還是對教師,綠色化學(xué)都是一個新生事物。為了給學(xué)生提供有效指導(dǎo),教師首先要對綠色化學(xué)理念進行深入學(xué)習(xí),掌握其內(nèi)涵,不斷提升自身素質(zhì),只有這樣才能為學(xué)生提供更好的指導(dǎo)。

七、通過課外實踐提高學(xué)生的綠色化學(xué)意識

篇4

一門科學(xué)的內(nèi)涵和定義至少有四個屬性:

整體和局部性科學(xué)是一個復(fù)雜的知識體系,好比一塊蛋糕。為了便于研究,要把它切成大、中、小塊。首先切成自然科學(xué)、技術(shù)科學(xué)和社會科學(xué)三大塊。在自然科學(xué)中,又有許多切法。一種傳統(tǒng)的切法是分為物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、天文學(xué)、地理學(xué)等一級學(xué)科。近年來又有切成物質(zhì)科學(xué)、生命科學(xué)、地球科學(xué)、信息科學(xué)、材料科學(xué)、能源科學(xué)、生態(tài)環(huán)境科學(xué)、納米科學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)等的分類方法?;瘜W(xué)是從科學(xué)整體中分割開來的一個局部,它和整體必然有千絲萬縷的聯(lián)系。這是它的第一個屬性。

學(xué)科之間的關(guān)聯(lián)和交叉如果把科學(xué)整體看成一條大河,那么按照各門科學(xué)研究的對象由簡單到復(fù)雜,可以分為上游、中游和下游。數(shù)學(xué)、物理學(xué)是上游科學(xué),化學(xué)是中游科學(xué),生命科學(xué)、社會科學(xué)等是下游科學(xué)。上游科學(xué)研究的對象比較簡單,但研究的深度很大。下游科學(xué)的研究對象比較復(fù)雜,除了用本門科學(xué)的方法以外,如果借用上游科學(xué)的理論和方法,往往可以收到事半功倍之效。所以“移上游科學(xué)之花,可以接下游科學(xué)之木”。具有上游科學(xué)的深厚基礎(chǔ)的科學(xué)家,如果把上游科學(xué)的花,移植到下游科學(xué),往往能取得突破性的成就。例如1994年諾貝爾經(jīng)濟獎授予納什,他在1950年得數(shù)學(xué)博士學(xué)位,1951-1958年任美國麻省理工學(xué)院數(shù)學(xué)講師、副教授,后轉(zhuǎn)而研究經(jīng)濟學(xué),把數(shù)學(xué)中概率論之花,移到經(jīng)濟學(xué)中來,提出預(yù)測經(jīng)濟發(fā)展趨勢的博弈論,因而獲得諾貝爾經(jīng)濟獎。

發(fā)展性化學(xué)的內(nèi)涵隨時代前進而改變。在19世紀(jì),恩格斯認(rèn)為化學(xué)是原子的科學(xué)(參見《自然辯證法》),因為化學(xué)是研究化學(xué)變化,即改變原子的組合和排布,而原子本身不變的科學(xué)。到了20世紀(jì),人們認(rèn)為化學(xué)是研究分子的科學(xué),因為在這100年中,在《美國化學(xué)文摘》上登錄的天然和人工合成的分子和化合物的數(shù)目已從1900年的55萬種,增加到1999年12月31日的2340萬種。沒有別的科學(xué)能像化學(xué)那樣制造出如此眾多的新分子、新物質(zhì)?,F(xiàn)在世紀(jì)之交,我們大家深深感受到化學(xué)的研究對象和研究內(nèi)容大大擴充了,研究方法大大深化和延伸了,所以21世紀(jì)的化學(xué)是研究泛分子的科學(xué)。

定義的多維性一門科學(xué)的定義,按照從簡單到詳細(xì)的程度可以分為:(1)一維定義或X-定義,X是指研究對象。(2)二維定義或XY-定義。Y是指研究的內(nèi)容。(3)三維定義或XYZ-定義。Z是指研究方法。(4)四維定義或WXYZ定義,W是指研究的目的。(5)多維定義或全息定義。一門科學(xué)的全息定義還要說明它的發(fā)展趨勢、與其他科學(xué)的交叉、世紀(jì)難題和突破口等等。這樣才能對這門科學(xué)有全面的了解。下面以化學(xué)為例加以說明。

化學(xué)的一維定義

21世紀(jì)的化學(xué)是研究泛分子的科學(xué)。泛分子的名詞是仿照泛太平洋會議等提出的。泛分子是泛指21世紀(jì)化學(xué)的研究對象。它可以分為以下十個層次:(1)原子層次,(2)分子片層次,(3)結(jié)構(gòu)單元層次,(4)分子層次,(5)超分子層次,(6)高分子層次,(7)生物分子和活分子層次,(8)納米分子和納米聚集體層次,(9)原子和分子的宏觀聚集體層次,(10)復(fù)雜分子體系及其組裝體的層次。

化學(xué)的二維定義化學(xué)是研究X對象的Y內(nèi)容的科學(xué)。具體地說,就是:化學(xué)是研究原子、分子片、結(jié)構(gòu)單元、分子、高分子、原子分子團簇、原子分子的激發(fā)態(tài)、過渡態(tài)、吸附態(tài)、超分子、生物大分子、分子和原子的各種不同維數(shù)、不同尺度和不同復(fù)雜程度的聚集態(tài)和組裝態(tài),直到分子材料、分子器件和分子機器的合成和反應(yīng),制備、剪裁和組裝,分離和分析,結(jié)構(gòu)和構(gòu)象,粒度和形貌,物理和化學(xué)性能,生理和生物活性及其輸運和調(diào)控的作用機制,以及上述各方面的規(guī)律,相互關(guān)系和應(yīng)用的自然科學(xué)。

化學(xué)的三維定義化學(xué)是用Z方法研究X對象的Y內(nèi)容的科學(xué)?;瘜W(xué)的研究方法和它的研究對象及研究內(nèi)容一樣,也是隨時代的前進而發(fā)展的。在19世紀(jì),化學(xué)主要是實驗的科學(xué),它的研究方法主要是實驗方法。到了20世紀(jì)下半葉,隨著量子化學(xué)在化學(xué)中的應(yīng)用,化學(xué)不再是純粹的實驗科學(xué)了,它的研究方法有實驗和理論?,F(xiàn)在21世紀(jì)又將增加第三種方法,即模型和計算機虛擬的方法?;瘜W(xué)的四維定義化學(xué)是用Z方法研究X對象的Y內(nèi)容以達(dá)到W目的的科學(xué)?;瘜W(xué)的目的和其他科學(xué)技術(shù)一樣是認(rèn)識世界和改造世界,但現(xiàn)在應(yīng)該增加一個“保護世界”?;瘜W(xué)和化學(xué)工業(yè)在保護世界而不是破壞地球這一偉大任務(wù)中要發(fā)揮特別重要的作用。造成污染的傳統(tǒng)化學(xué)向綠色化學(xué)的轉(zhuǎn)變是必然的趨勢。21世紀(jì)的化工企業(yè)的信條是五個“為了”和五個“關(guān)心”:為了社會而關(guān)心環(huán)保;為了職工而關(guān)心安全、健康和福利;為了顧客而關(guān)心質(zhì)量、聲譽和商標(biāo);為了發(fā)展而關(guān)心創(chuàng)新;為了股東而關(guān)心效益。

化學(xué)的多維定義———21世紀(jì)化學(xué)研究的五大趨勢

1、更加重視國家目標(biāo),更加重視不同學(xué)科之間的交叉和融合在世紀(jì)之交,中國和世界各國政府都更加重視國家目標(biāo),在加強基礎(chǔ)研究的同時,要求化學(xué)更多地來改造世界,更多地滲透到與下述十個科學(xué)郡的交叉和融合:1數(shù)理科學(xué),2生命科學(xué),3材料科學(xué),4能源科學(xué),5地球和生態(tài)環(huán)境科學(xué),6信息科學(xué),7納米科學(xué)技術(shù),8工程技術(shù)科學(xué),9系統(tǒng)科學(xué),10哲學(xué)和社會科學(xué)。這是化學(xué)發(fā)展成為研究泛分子的大化學(xué)的根本原因。所以培養(yǎng)21世紀(jì)的化學(xué)家要有寬廣的知識面,多學(xué)科的基礎(chǔ)。

2、理論和實驗更加密切結(jié)合

1998年,諾貝爾化學(xué)獎授予W.Kohn和J.A.Plple。頒獎公告說:“量子化學(xué)已經(jīng)發(fā)展成為廣大化學(xué)家所使用的工具,將化學(xué)帶入一個新時代,在這個新時代里實驗和理論能夠共同協(xié)力探討分子體系的性質(zhì)?;瘜W(xué)不再是純粹的實驗科學(xué)了。”所以在21世紀(jì),理論和計算方法的應(yīng)用將大大加強,理論和實驗更加密切結(jié)合。

3、在研究方法和手段上,更加重視尺度效應(yīng)

20世紀(jì)的化學(xué)已重視宏觀和微觀的結(jié)合,21世紀(jì)將更加重視介乎兩者之間的納米尺度,并注意到從小的原子、分子組裝成大的納米分子,以至微型分子機器。

4、合成化學(xué)的新方法層出不窮合成化學(xué)始終是化學(xué)的根本任務(wù),21世紀(jì)的合成化學(xué)將從化合物的經(jīng)典合成方法擴展到包含組裝等在內(nèi)的廣義合成,目的在于得到能實際應(yīng)用的分子器件和組裝體。合成方法的十化:芯片化,組合化,模板化,定向化,設(shè)計化,基因工程化,自組裝化,手性化,原子經(jīng)濟化,綠色化?;瘜W(xué)實驗室的微型化和超微型化:節(jié)能、節(jié)材料、節(jié)時間、減少污染。從單個化合物的合成、分離、分析及性能測試的手工操作方法,發(fā)展到成千上萬個化合物的同時合成,在未分離的條件下,進行性能測試,從而篩選出我們需要的化合物(例如藥物)的組合化學(xué)方法。

5、分析化學(xué)已發(fā)展成為分析科學(xué)分析化學(xué)已吸收了大量物理方法、生物學(xué)方法、電子學(xué)和信息科學(xué)的方法,發(fā)展成為分析科學(xué),應(yīng)用范圍也大大拓寬了。分析方法的十化:微型化芯片化、仿生化、在線化、實時化、原位化、在體化、智能化信息化、高靈敏化、高選擇性化、單原子化和單分子化。單分子光譜、單分子檢測,搬運和調(diào)控的技術(shù)受到重視。分離和分析方法的連用,合成和分離方法的連用,合成、分離和分析方法的三連用。

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關(guān)鍵詞:清潔生產(chǎn) 可持續(xù)發(fā)展 綠色制造業(yè) 綠色化學(xué)

所謂清潔生產(chǎn)是指資源的消減和再循環(huán),減少資源和能源的消耗。重復(fù)使用原料、中間產(chǎn)品,對物料盒產(chǎn)品進行再循環(huán),盡可能的用再生資源,采用對環(huán)境無害的代替技術(shù)等。20世紀(jì)飛速發(fā)展的工業(yè)經(jīng)濟給人類帶來了高度發(fā)達(dá)的物質(zhì)文明,但也帶來諸多的環(huán)境問題。如:全球氣候變暖,臭氧層破壞,生物多樣性減少,酸雨蔓延,森林銳減,土地荒漠化,資源短缺,水循環(huán)污染嚴(yán)重,大氣污肆虐,固體廢棄物成災(zāi)。

顯然,上述眾多的環(huán)境問題,已經(jīng)對人類提出來嚴(yán)峻的挑戰(zhàn),面對如此眾多如此嚴(yán)重的環(huán)境問題,面對人類生死存亡的抉擇,越來越多的人沒進行了嚴(yán)肅的思考,終于警覺到,這種惡性循環(huán)如不加控制任其發(fā)展,必將危及人類的前途,地球的命運。

1992年,聯(lián)合國在巴西里約熱內(nèi)盧舉行了“環(huán)境與發(fā)展大會”,183個國家和70個國際組織的代表一致同意要改變發(fā)展戰(zhàn)略,走可持續(xù)發(fā)展的道路??沙掷m(xù)發(fā)展的定義是:既符合當(dāng)代人的需求,又不致?lián)p害后代人滿足其需求能力的發(fā)展。顯然,可持續(xù)發(fā)展鼓勵經(jīng)濟增長,強調(diào)通過經(jīng)濟增長提高當(dāng)代人福利水平,增強國際勢力和社會財富。但可持續(xù)發(fā)展不但要重視經(jīng)濟增長的數(shù)量,更要追求經(jīng)濟增長的質(zhì)量??沙掷m(xù)發(fā)展是資源的永續(xù)利用和良好的生態(tài)環(huán)境。經(jīng)濟和社會發(fā)展不能超越資源和環(huán)境的承載能力。因此可持續(xù)發(fā)展要求在嚴(yán)格控制人口增長、提高人口素質(zhì)和保護環(huán)境、資源永續(xù)利用的條件下進行經(jīng)濟建設(shè),保證以可持續(xù)發(fā)展的方式使用自然資源和環(huán)境,使人類的發(fā)展控制在地球的承載力之內(nèi)。

如前所述,工業(yè)發(fā)展是環(huán)境污染和環(huán)境問題的主要原因,而防止工業(yè)污染的傳統(tǒng)方法是,政府頒布各類環(huán)境標(biāo)志和廢物排放標(biāo)準(zhǔn),通過監(jiān)測,罰款和限期治理等措施驚喜污染源控制,各工廠為了滿足環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)和排放標(biāo)準(zhǔn)的要求,大多采用廢水、廢氣、廢渣處理裝置,不僅需要想打巨大的基建投資,而且需要昂貴的運行費用,廢水處理和廢氣處理本身還需要消耗一定的能源和資源。因此,這種方法能發(fā)揮一定的作用,但國內(nèi)外的經(jīng)驗都證明,這種方法的效果往往是不理想的。并不符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的要求。

可持續(xù)發(fā)展呼喚著新的科技革命,這就是應(yīng)該改變末端治理為源頭控制,開發(fā)全新的科學(xué)技術(shù),使工業(yè)生產(chǎn)不致?lián)p害環(huán)境,制約發(fā)展,而是保護和改善環(huán)境,清潔生產(chǎn),綠色制造業(yè),綠色化學(xué)等都是以提高資源利用率、減少污染排放量為目標(biāo)的全新生產(chǎn)技術(shù)。

清潔生產(chǎn)被聯(lián)合國環(huán)境署定義為:一種必需連續(xù)實施的、作用與產(chǎn)品、產(chǎn)品過程和服務(wù)的有利環(huán)境的戰(zhàn)略。清潔生產(chǎn)技術(shù)的目標(biāo)是合理利用自然資源、減緩資源的耗竭,較少污染物的生成和排放,即“資源—產(chǎn)品—產(chǎn)品—廢棄物—再生資源”的反饋式循環(huán)過程,可以更有效地利用資源和保護環(huán)境,以盡可能小的資源消耗和環(huán)境成本,獲得盡可能大的經(jīng)濟效益和社會效益,從而使經(jīng)濟系統(tǒng)和自然生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)過程相互和諧,促使資源永續(xù)利用。清潔生產(chǎn)是以資源的高效利用和循環(huán)利用為核心,以減量化、無害化、資源化為原則,以低消耗、低排放、高效率為基本特征,符合可持續(xù)發(fā)展理念的經(jīng)濟增長模式,是對“大量生產(chǎn)、大量消費、大量廢棄”的傳統(tǒng)增長模式的根本變革。

清潔生產(chǎn)的主要途徑有:1.把好原料選擇及產(chǎn)品設(shè)計關(guān),防止對環(huán)境的不利影響,不采用對環(huán)境有害的原料,不生產(chǎn)對環(huán)境有害的產(chǎn)品。2.改造生產(chǎn)工藝,更新生產(chǎn)設(shè)備,最大限度地提高生產(chǎn)效率減少污染排放。3.加強生產(chǎn)管理,減少和杜絕跑、冒、滴、漏。4.進行產(chǎn)品的生命周期評價或清潔生產(chǎn)審計,對癥下藥地提出清潔生產(chǎn)方案并進行可行性分析。5.在一個區(qū)域內(nèi)實施清潔生產(chǎn),建立工業(yè)生態(tài)園區(qū),對區(qū)域內(nèi)的土地利用進行科學(xué)規(guī)劃,組成生產(chǎn)鏈,建立優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),統(tǒng)一組織區(qū)域內(nèi)的能源生產(chǎn)和供應(yīng),綜合規(guī)劃和管理水資源,建設(shè)供水、排水及廢水處理回收利用系統(tǒng),組織區(qū)域內(nèi)跨長物料大循環(huán),對打理推行廢物的綜合利用措施。

綠色制造業(yè)—再制造業(yè)是在機械制造業(yè)推行清潔生產(chǎn)的具體體現(xiàn)。這種全新的生產(chǎn)方式提出將廢棄機械的零部件重新使用在新機器上,在產(chǎn)品設(shè)計時必須滿足再生利用的目的。設(shè)計人員指出,如果能一再使用一個部件,即使其價格增加一倍也劃算。可以認(rèn)為,再制造是一種從部件中獲得高價值的方法。

綠色化學(xué)是針對大量化學(xué)品對環(huán)境的嚴(yán)重危害應(yīng)運而生的。它與清潔生產(chǎn)的技術(shù)目標(biāo)相同,旨在化學(xué)產(chǎn)品設(shè)計中減少或消除有害物質(zhì)的使用和生產(chǎn),在生產(chǎn)過程中設(shè)計中減少或消除有害物質(zhì)的使用和生產(chǎn),是對化學(xué)設(shè)計及合成的科學(xué)觀點的根本性改變。綠色化學(xué)提倡在分子水平上預(yù)防污染,涉及到化學(xué)過程的各方面:合成、催化、監(jiān)測、分離,反應(yīng)條件等。

篇6

中國中醫(yī)研究院教授柳長河認(rèn)為,中藥在對外貿(mào)易中存在的最大問題就是外方對中藥的不尊重?!斑@些年來,我們的中成藥一直在以食品的身份出口,被外國人貶損地使用。大多數(shù)西方國家不承認(rèn)中藥的‘藥物’身份?!?/p>

當(dāng)然,基于經(jīng)驗主義創(chuàng)立的中醫(yī)本身功效是可信的,實踐證明的效力也是效力,不容置疑。接下來我們要做的事情,就是建立一個科學(xué)的獨具東方特色能夠讓國際市場信任的標(biāo)準(zhǔn)體系,將中醫(yī)、中藥納入其中。

“西方人說,中藥要想以藥品的身份出口到歐美等國際市場,必須符合西方的標(biāo)準(zhǔn)。但事實證明,中藥很難達(dá)到西藥的標(biāo)準(zhǔn)?!绷L河感嘆地說。

所有標(biāo)準(zhǔn)都有其適用的范圍。西方人對于中醫(yī)的科學(xué)性的懷疑,其實是一個悖論??茖W(xué)本身就是西方人建立的價值體系,只是這一原則被推廣到全世界,而其本身的力量是否具有普世的意義也值得討論。

西方人通常認(rèn)為所謂藥物,必須是單一化學(xué)成分,其作用原理必須非常明確,結(jié)構(gòu)清楚,但事實上西方的藥物體系也并非鐵板一塊。過多的標(biāo)準(zhǔn)體系也讓中藥出口無所適從。

1997年11月,歐盟對植物藥的定義為:植物藥產(chǎn)品不只是單一藥用植物,可以是多種植物藥配伍(herbal medicinal Products),含有專一植物植物漿果經(jīng)粉碎、提取、暮色、油脂化或液態(tài)活性成分和(或)植物提取物,植物藥是植物被運用于醫(yī)療領(lǐng)域的醫(yī)藥產(chǎn)品。

而美國植物藥協(xié)會在1998年翻譯出版德國Commission E草藥集時,使用了德國的定義,即“在治療中所選用藥物是植物的提取物,它既可以是植物整體的提取物,也可以是部分提取物,通常是復(fù)合的化學(xué)物質(zhì)”。

與此同時,歐盟一則新法案規(guī)定:出口歐盟的植物藥必須要有30年的使用歷史。業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為,“30年使用歷史”的規(guī)定缺乏科學(xué)性,將會把一大批新興藥廠和綠色中藥企業(yè)拒之門外。

這也就不奇怪,為什么我國中藥領(lǐng)域的一些領(lǐng)先企業(yè)試圖使自己的產(chǎn)品通過美國FDA(美國食品藥物管理局)的認(rèn)證,但在花費大量人力、物力和財力后,均是無功而返。

這樣看來,中藥的出口標(biāo)準(zhǔn)不應(yīng)該讓外國人來給我們定,我們應(yīng)該理直氣壯地建立自己的標(biāo)準(zhǔn)才能在國際貿(mào)易中爭取主動權(quán)。歐美、日韓都在快馬加鞭地制訂有關(guān)中醫(yī)藥進口的檢驗標(biāo)準(zhǔn),而作為中醫(yī)藥發(fā)源、采集、研制的先驅(qū),我國至今沒有一套能夠證明其科學(xué)性的標(biāo)準(zhǔn)體系以供進攻和還擊。

可以說,拿西藥的標(biāo)準(zhǔn)來評價中藥,無異于作繭自縛,而獨特的中醫(yī)藥理論體系和文化背景顯然是有別于西醫(yī)理論及化學(xué)合成藥、生物制藥和植物藥的。

此外,由于以化學(xué)藥物為主的西方對抗醫(yī)療體系的藥物毒副作用、耐藥性等問題日益突出,且醫(yī)療費用不斷攀升,迫使發(fā)達(dá)國家將目光轉(zhuǎn)向植物藥和傳統(tǒng)醫(yī)藥,以尋求一種更安全、經(jīng)濟而人性化的醫(yī)療保健模式。

實際上,從多方面看,中國的各行各業(yè)中,最有優(yōu)勢、最有潛力、最有后勁并擁有自己獨立知識產(chǎn)權(quán),最有可能走向世界的就是中醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)。

篇7

關(guān)鍵詞: 綠色化學(xué)理念 滲透式教學(xué) 滲透

二十一世紀(jì)的化學(xué)將是研究和創(chuàng)建綠色化原理與技術(shù)的科學(xué),就化學(xué)的外延而言,與生命、材料、環(huán)境等領(lǐng)域的交叉也將受到高度關(guān)注。毫無疑問,隨著可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實施,“循環(huán)經(jīng)濟”、“和諧社會”等概念的提出會更大地促進綠色化學(xué)在中國的發(fā)展。綠色化學(xué)這一“預(yù)防化學(xué)污染的新觀點”逐步深入人心,綠色化學(xué)教育已經(jīng)成為大勢所趨。

化學(xué)教師要樹立可持續(xù)發(fā)展的觀念,將綠色化學(xué)的思想貫穿于整個化學(xué)教育的全過程,在課堂教學(xué)中要時時結(jié)合教學(xué)內(nèi)容,滲透綠色化學(xué)理念。滲透式教學(xué)就是把綠色化學(xué)的基本思想、原理、工藝和技術(shù)等知識分散并滲透到現(xiàn)有的課程中。

1.結(jié)合課本內(nèi)容,滲透綠色化學(xué)理念

實施綠色化學(xué)教育的任務(wù)應(yīng)該是每個化學(xué)教師必須履行的義務(wù)和責(zé)任,目的是培養(yǎng)學(xué)生能自發(fā)產(chǎn)生防止環(huán)境污染的行為和意識,讓學(xué)生認(rèn)識到只有切斷污染的根源,才能真正實現(xiàn)綠色化學(xué)?;瘜W(xué)教師綠色意識的樹立是綠色化學(xué)走向課堂的前提,教師的觀念會在教學(xué)過程中潛移默化地傳遞給學(xué)生。因此,結(jié)合課本的教學(xué)內(nèi)容,在課堂教學(xué)中有效地滲透綠色化學(xué)理念就顯得極其重要。

例如在講氯氣的性質(zhì)和用途時,可以對比過氧化氫和臭氧。在造紙工業(yè)中對于紙漿的漂白,過氧化氫、臭氧等綠色氧化劑將逐漸取代氯氣。因為使用過氧化氫和臭氧做漂白劑,不會產(chǎn)生二英和其他有機氯化物等有毒致癌物。再如講到CO溫室效應(yīng)及其引起的全球氣候變暖,威肋著人類的生存和發(fā)展,就可以啟發(fā)學(xué)生思考:如何解決溫室效應(yīng)呢?學(xué)生通過查閱大量的資料,親身去經(jīng)歷,去了解當(dāng)今社會發(fā)展的新動態(tài),會激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,他們會發(fā)現(xiàn)解決溫室效應(yīng)實際就是減少CO的排放或?qū)O消除,將CO注入深海中消除CO的危害是當(dāng)今世界最新的方法[1]。

又如在學(xué)生觀看鋼鐵的冶煉等工業(yè)生產(chǎn)錄像時,可以介紹最近美國匹茲堡大學(xué)新開發(fā)出一種無鉛環(huán)保型“綠色鋼材”。這種鋼材是用錫代替鉛,減少了含鉛鋼材制造過程中的環(huán)保監(jiān)測費用,降低了生產(chǎn)成本,且與含鉛鋼材同樣具有良好的機械加工性能。接觸法制硫酸,黃鐵礦的粉碎和鼓入過量空氣,以及SO等原料氣的“二次轉(zhuǎn)化二次吸收”,等等,是從提高原料利用率出發(fā)設(shè)計工藝;而無氰電鍍等則是從采用無毒原料出發(fā)來設(shè)計工藝,均體現(xiàn)了“綠色化學(xué)”特點的設(shè)計思想。通過教學(xué),學(xué)生懂得,科學(xué)技術(shù)本身就具有生態(tài)價值,包含綠色化學(xué)在內(nèi)的綠色科技,將使人類與自然在高層次上和諧共處。

再如固氮工程:(1)人工化學(xué)固氮(氨的工業(yè)制法);(2)豆科植物和苜蓿根部根瘤菌的生物固氮;(3)雷雨時的閃電固氮。人工化學(xué)固氮能耗高且工藝復(fù)雜,在生產(chǎn)過程中易產(chǎn)生大量“三廢”而嚴(yán)重污染環(huán)境。故研究如何像植物根瘤菌一樣不消耗能源,不需大量廠房和機械設(shè)備并對環(huán)境無污染的生物固氮,是化學(xué)家們不懈追求的“綠色化學(xué)”目標(biāo)。

2.結(jié)合綠色化工原理,滲透綠色化學(xué)理念

綠色化學(xué)的“原子經(jīng)濟性”是指,在化學(xué)品合成過程中,合成方法和工藝能把反應(yīng)過程中所用的所有原材料盡可能多地轉(zhuǎn)化到最終產(chǎn)物中?;瘜W(xué)反應(yīng)的“原子經(jīng)濟性”概念是綠色化學(xué)的核心內(nèi)容之一,最早由美國斯坦福大學(xué)的B.M.Trost教授提出[2]。原子利用率不同于產(chǎn)率,原子利用率=期望產(chǎn)品的摩爾質(zhì)量÷反應(yīng)中按計量所得物質(zhì)的摩爾質(zhì)量×100%。

評價綠色化工的另一重要依據(jù)是“環(huán)境因子”,它是近幾年受到關(guān)注的評價指標(biāo),它比原子利用率更便于評價某種工藝指標(biāo)。環(huán)境因子可定義為:在一個化學(xué)反應(yīng)過程中,所生成廢物質(zhì)量占目標(biāo)產(chǎn)物質(zhì)量的比值。相對于每一種化工產(chǎn)品而言,目標(biāo)產(chǎn)物以外的任何物質(zhì)都是廢物;對于原子利用率為100%的原子經(jīng)濟性反應(yīng),環(huán)境因子為零。培養(yǎng)學(xué)生的綠色化工意識,引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)綠色化學(xué)的原則,反思其原理的可行性與綠色性[3,4],是實行可持續(xù)發(fā)展的基本要求。

例如,治療胃酸過多的藥物胃舒平的主要成分是Al(OH),引導(dǎo)學(xué)生用鋁、稀硫酸、燒堿為原料,設(shè)計出制備Al(OH)的三種途徑[5]:①2Al+3HSO=Al(SO)+3H,Al(SO)+6NaOH=3NaSO+2Al(OH);②2Al+2NaOH+2HO=2NaAlO+3H,2NaAlO+HSO+2HO=2Al(OH)+NaSO;③2Al+3HSO=Al(SO)+3H,2Al+2NaOH+2HO=2NaAlO+3H,Al(SO)3+6NaAlO+12HO=8Al(OH)+3NaSO。

分析、計算以上反應(yīng)方程式中各個量列表如下:

由此可以看出,理論上制備相同量的目標(biāo)產(chǎn)物Al(OH),方案①所用原料(HSO和NaOH)最多,產(chǎn)生的副產(chǎn)物(NaSO)最多,環(huán)境因子最大,方案最差。而方案③所用原料最少,產(chǎn)生的副產(chǎn)物最少,所以環(huán)境因子最小,因此,③是其中的最佳方案。

3.利用綠色化學(xué)習(xí)題,強化綠色化學(xué)意識

在化學(xué)教學(xué)中,培養(yǎng)學(xué)生的綠色意識,是社會可持續(xù)發(fā)展的基本要求。因此我們應(yīng)有意識地選擇體現(xiàn)綠色化學(xué)教育的試題,讓學(xué)生通過解題潛移默化,逐步建立綠色意識。例題如下:

(1)據(jù)了解,我國興建的三峽工程,將提供水力發(fā)電功率相當(dāng)于2240萬千瓦的火力發(fā)電站。因此三峽工程的建設(shè)將有助于控制(?搖)。

A.溫室效應(yīng)?搖B.城市污水的任意排放

C.白色污染?搖D.長江上游的洪澇災(zāi)害

(2)已知1克炭粉在氧氣中完全燃燒放出熱量32.8kJ(與1克原煤相當(dāng))。試寫出相關(guān)的熱化學(xué)方程式:?搖。

(3)若以火力發(fā)電,要達(dá)到2240萬千瓦的功率,每年至少需耗原煤多少萬噸?(每年按365天計,1千瓦小時=3.6×10焦)

本題既有選擇,又有填空,還有計算,題型多樣;既有化學(xué)知識,又有物理知識,綜合性強。用水發(fā)電來節(jié)約煤炭資源,體現(xiàn)了綠色化學(xué)思想,圍繞三峽工程提出問題,內(nèi)容新穎,有時代感,能吸引學(xué)生的興趣,有利于提高學(xué)生的綜合素質(zhì),引導(dǎo)開創(chuàng)新能源的思考。

4.結(jié)語

綠色化學(xué)理念的滲透涉及到化學(xué)教育的許多方面,需要化學(xué)工作者不斷付出艱辛的勞動,不斷探索,不斷完善,使綠色化學(xué)教育逐漸成為現(xiàn)實。化學(xué)教師必須重視這一問題,在積極整治污染的同時,大力開展綠色化學(xué)教育。當(dāng)新一代人的綠色化學(xué)意識提高時,綠色化學(xué)的理念將充分地滲透,綠色化學(xué)的理論和成果將獲得充分的發(fā)展。

參考文獻(xiàn):

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[2]朱清時.綠色化學(xué)[J].化學(xué)進展,2000,(4):410-414.

[3]曾小華,王方,徐方野等.反思型教師的自我培養(yǎng)[J].藥學(xué)教育,2009,25,(5):17-18.

[4]曾小華,王紅梅.淺議多媒體課件制作中的教學(xué)規(guī)律[J].中國高等醫(yī)學(xué)教育,2009,(11):9-10.

[5]謝志剛,宋仲容,王家平.無機化學(xué)教學(xué)中綠色化學(xué)理念的滲透[J].化學(xué)教育,2006,(8):25-27.

篇8

關(guān)鍵詞:高分子 新型技術(shù) 化學(xué)

中圖分類號:O63 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)08(a)-0102-01

從19世紀(jì)中期開始到現(xiàn)在,經(jīng)過了這么長時間的不斷發(fā)展,高分子體系已經(jīng)從高分子改性逐漸向高分子合成、構(gòu)筑、光電功能高分子等方向轉(zhuǎn)變。人們的生活也從高分子化學(xué)中受益匪淺,小到日常可見的材料、油漆以及涂料等,大到在科研研究方面使用的高分子聚合物、分離膜、酶、樹脂等?,F(xiàn)在對高分子化學(xué)的研究方向已經(jīng)轉(zhuǎn)向了新功能材料,在目前快速發(fā)展的情況下看,高分子化學(xué)會和其它學(xué)科相互之間相繼結(jié)合穿插,一定會在納米材料、智能等一系列研究領(lǐng)域中廣泛使用,適應(yīng)現(xiàn)代化可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo),使所有研究項目都向綠色科學(xué)方向發(fā)展。

1 現(xiàn)如今高分子化學(xué)的發(fā)展情況

自從20世紀(jì)到現(xiàn)在,隨著工業(yè)技術(shù)的快速發(fā)展,天然資源已經(jīng)露出了疲態(tài),科學(xué)家們已經(jīng)開始使用高分子化學(xué)進行材料的合成。有數(shù)字表明,在之前的40年中,使用材料的速度正在以每10年五倍增長,人類三大合成材料,其中包括塑料、橡膠、纖維,在使用過程中表現(xiàn)出了令人驚訝的增長速度。新型的材料,特別表現(xiàn)在合成材料,在工業(yè)、建筑、農(nóng)業(yè)、電子技術(shù)方面都被廣泛使用,極大的支撐著人類的日常生活,是使國民經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展的必要動力源泉。

2 高分子化學(xué)不同領(lǐng)域的使用分析

使用高分子化學(xué)的研究都處于高端技術(shù)領(lǐng)域,它的發(fā)展方向一定會和社會發(fā)展的方向和各種行業(yè)發(fā)展要求相適應(yīng)。以后的高分子化學(xué)一定會其它領(lǐng)域相互融合,高分子材料的使用注定會減少人類對自然資源的依賴程度,逐漸向納米、綠色和智能等方向轉(zhuǎn)變,在實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)中占據(jù)了非常重要的位置。

2.1 使地球更加綠色化

在現(xiàn)在很多工業(yè)發(fā)達(dá)的城市,天空中都會飄著非常濃郁的黑煙,對人們的日常生活有非常嚴(yán)重的污染。綠色,在現(xiàn)在被認(rèn)為是沒有污染、再生性或者可以循環(huán)使用。在沒有污染方面,我們需要做的就是減少工業(yè)廢棄物的排放、相對的減少污染源。現(xiàn)在的情況表明,化學(xué)行業(yè)中具有污染和治理兩個方面的性質(zhì),可以對綠色使用材料進行研究,也可以繼續(xù)對環(huán)境造成惡化。例如:在研制的過程中使用的催化劑、溶解劑、中間物品等,在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢氣、廢渣、廢棄液體等都是對環(huán)境造成影響的主要元兇,若長期的進行排放,會對環(huán)境造成嚴(yán)重的影響,甚至?xí)?dǎo)致不可逆轉(zhuǎn)的事情發(fā)生。

2.2 減少的自然資源的使用依賴

目前研究的高分子合成材料對石油具有很強的依賴性,眾所周知,石油是經(jīng)過地球非常漫長孕育才出現(xiàn)的,另外,石油也是現(xiàn)如今人類社會非常重要的能源,石油資源現(xiàn)在正在快速的減少,而且不能快速的進行補充,所以人們現(xiàn)在非常急切的找到可以代替石油使用的資源,這已經(jīng)成為現(xiàn)在高分子化學(xué)研究中非常重要的課題。在對物質(zhì)中原子和分子的比率進行調(diào)節(jié),對物質(zhì)的微觀特性、宏觀特性以及表面性質(zhì)進行加強控制,也許這種物質(zhì)就會滿足一些行業(yè)的使用要求,當(dāng)這種情況出現(xiàn)的時候就可以把這種物質(zhì)作為材料使用。所以,在對材料進行配置的時候就會減少對不可再生資源的依賴程度,并對使用材料和環(huán)境進行相互協(xié)調(diào),這是現(xiàn)如今化學(xué)研究當(dāng)中非常重要的領(lǐng)域。現(xiàn)在很多高分子合成材料都非常依賴石油資源。想要解決目前的情況,可以對天然高分子進行利用,這其中也應(yīng)該包含對無機高分子的不斷探索和研究。

現(xiàn)在由石油合成的高分子材料,主要因為原子中以碳為主要元素,其中還含有少量的氮、氧等原子,所以被稱為有機高分子。無機高分子是因為主鏈上的組成原子中不含碳。根據(jù)元素的性質(zhì)進行判斷,大約有40~50種元素可以成為長鏈分子?,F(xiàn)在引起科學(xué)家高度重視的一種無機高分子,它的主鏈上都是硅原子,并且含有有機側(cè)鏈的聚硅烷。

2.3 使高分子材料不斷納米化

現(xiàn)在很多高分子化學(xué)反應(yīng)中的原子經(jīng)過重新排列組合之后的反應(yīng)空間要比原子的大小大出很多,所以,化學(xué)反應(yīng)的研究要在一個受限空間之中進行。若在有限的空間中,像納米量級的片層當(dāng)中,小型分子由于和片層分子相互作用而且還在一個比較受限的空間內(nèi)進行排列,之后產(chǎn)生單體聚合,聚合之后的產(chǎn)物的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不會再受限的空間內(nèi)進行全部的復(fù)制,這種情況和自由空間的結(jié)果完全不同。我們也許會在受限制空間內(nèi)進行聚合反應(yīng)的分子中提煉出高分子納米化學(xué)的定義?;瘜W(xué)的研究對象基本都是納米量級的分子和原子,但是因為沒有精細(xì)的方式,沒有達(dá)到可以在納米尺度上精確控制分子或者原子的程度,所以現(xiàn)如今很難做到對分子的精準(zhǔn)設(shè)計,使化學(xué)的合成讓人感覺非常的粗放。高分子化學(xué)在納米程度上精要精確的按照分子設(shè)計,在此基礎(chǔ)上確定分子鏈中的原子配比位置以及相互結(jié)合的方式,通過納米技術(shù)對分子、原子和分子鏈進行非常精確的控制,達(dá)到對高分子各級結(jié)構(gòu)的位置確定。這樣就可以精確的控制新合成材料的功能和特性。

2.4 面向智能材料的高分子化學(xué)研究路線

20世紀(jì)的人類社會是以合成材料為標(biāo)志的,在21世紀(jì)人類社會的標(biāo)志將會是智能材料。高分子化學(xué)仍然是進入智能材料時期非常重要的組成部分。材料自身具有的功能可以根據(jù)外部條件的變化,有意識的進行調(diào)節(jié)和修復(fù)等一系列措施,這就是智能材料的基本定義?,F(xiàn)在科學(xué)家已經(jīng)了解高分子有軟物質(zhì)這一特征,簡單說就是可以對外場具有反應(yīng)。

3 結(jié)語

隨著社會的不斷發(fā)展,人類把能源、信息以及材料稱為支撐科技革命的重要力量,而且材料也是能源以及信息不斷發(fā)展的基礎(chǔ)所在。從出現(xiàn)合成有機高分子材料開始,人類就在不斷的進行研究和探索,希望可以找到使用廣泛的新型材料,可以廣泛的使用在計算機、生物、海洋等一系列領(lǐng)域當(dāng)中。高分子材料正在向高性能、多功能方向不斷前進,正在不斷適應(yīng)快速發(fā)展的今天,出現(xiàn)了很多功能非常強健并且廣泛使用的高分子材料。

參考文獻(xiàn)

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[2]張宏剛.新型高分子化學(xué)注漿材料在堿溝煤礦的應(yīng)用[J].中國高新技術(shù)企業(yè),2011(34):63-64.

篇9

化學(xué)是一門重要學(xué)科,與人們的日常生活有著密切的聯(lián)系。素質(zhì)教育與新課程改革要求學(xué)生除了需要掌握扎實的理論基礎(chǔ),還應(yīng)具備相應(yīng)的動手實踐能力,以確保自己所學(xué)的知識能夠被應(yīng)用于日常生活中,解決各種各樣的問題。然而,由于缺乏正確思想的引導(dǎo),化學(xué)實驗教學(xué)一直以來都處于一種“非綠色”的狀態(tài),雖然提高了教學(xué)質(zhì)量,但是實驗結(jié)果通常會產(chǎn)生污染,給周邊環(huán)境帶來不良影響。在素質(zhì)教育的要求下,學(xué)生需要在化學(xué)實驗教學(xué)之中掌握綠色化學(xué)能力。文章對化學(xué)實驗教學(xué)和綠色化學(xué)教育進行分析和研究。

[關(guān)鍵詞]

化學(xué)實驗教學(xué);污染;綠色化學(xué)教育;化學(xué)實驗?zāi)芰?/p>

綠色化學(xué)又名環(huán)境友好化學(xué)(EFC)、環(huán)境無害化學(xué)(EBC)或清潔化學(xué)(CC),其本質(zhì)上是一種先進的教學(xué)理念,其要求研究者應(yīng)用化學(xué)技術(shù)與化學(xué)方法來消除對環(huán)境存在污染和不良影響的原料、試劑、溶液、催化劑及各種各樣的相關(guān)產(chǎn)物與副產(chǎn)物。這種理念非常適用于當(dāng)前的化學(xué)素質(zhì)教育,學(xué)生正處于身體和智力迅速發(fā)育的時期,其不成熟的身體對有毒有害物質(zhì)或廢物缺乏足夠的抵抗力,若是化學(xué)實驗中不堅持這種理念,其未來發(fā)展必將受到影響。因此,在進行化學(xué)實驗教學(xué)時必須堅持“綠色化學(xué)”教育。

1綠色化學(xué)概述

1.1綠色化學(xué)的定義

從廣義來說,綠色化學(xué)是一種先進的科學(xué)理念,其可以借助化學(xué)技術(shù)或化學(xué)方法來消除化學(xué)產(chǎn)品在設(shè)計、制造、使用中產(chǎn)生的有毒有害物質(zhì),以減輕化學(xué)產(chǎn)品對人們健康產(chǎn)生的危害,避免化學(xué)污染給環(huán)境帶來破壞,其從源頭上阻止了化學(xué)污染的擴散,是當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域亟須實行的一種綠色生產(chǎn)理念。從狹義來說,綠色化學(xué)可以為學(xué)生提供保護,隔絕各類有毒物質(zhì)、產(chǎn)物或副產(chǎn)物給學(xué)生身體帶來的傷害,是當(dāng)前化學(xué)實驗教學(xué)中必須堅持的“教學(xué)理念”。以原子反應(yīng)為例,在綠色化學(xué)理念的要求下,所使用的催化劑與溶劑應(yīng)該是無毒無害的,反應(yīng)物原料除了需要滿足無毒無害的要求,還應(yīng)該是一種具有可再生性的能源,而反應(yīng)產(chǎn)物需要兼具可降解性、安全性以及可重復(fù)利用性,即使是化學(xué)反應(yīng)的整個過程,也需要采用安全度較高的生產(chǎn)工藝,確保能源的高利用率,只有這樣才能確?;瘜W(xué)生產(chǎn)的經(jīng)濟性或化學(xué)實驗的安全性。

1.2綠色化學(xué)的原則

(1)從源頭上阻斷有毒有害物質(zhì)的產(chǎn)生,而不是在有毒有害物質(zhì)產(chǎn)生后再行處理。(2)盡可能地使參與反應(yīng)的物質(zhì)以及最終生成的物質(zhì)不對環(huán)境和人類健康造成危害。(3)在設(shè)計方案中,最好能使所有最初的反應(yīng)物被嵌入到最終產(chǎn)物之中;反應(yīng)后的遺留物應(yīng)沒有或盡可能地少,或是沒有滯留在環(huán)境之中,或是降解為不具有毒性的產(chǎn)物。(4)盡量少用甚至不用分離試劑或溶劑等輔物質(zhì),若必須用,則應(yīng)確保其無毒或毒性盡可能低。(5)出于經(jīng)濟性和環(huán)境保護的需求,應(yīng)盡量降低化學(xué)反應(yīng)的能量消耗,或是將反應(yīng)過程中的臨時性修改、基團保護與去保護等非必要衍生過程裁剪掉。(6)若是滿足經(jīng)濟性目標(biāo)且技術(shù)上具有可行性,則應(yīng)選用具有再生性的原料。(7)催化劑應(yīng)優(yōu)選具有高選擇性的,不建議采取“通過提高反應(yīng)物配料比”的選擇。(8)化學(xué)物品應(yīng)在保持原有功效這一前提下盡可能地?zé)o毒或低毒;分析方法應(yīng)進一步開發(fā),確保做到現(xiàn)場全面監(jiān)控,以預(yù)防有害物質(zhì)的生成,降低物質(zhì)因形態(tài)變化而產(chǎn)生事故的風(fēng)險性。

2在化學(xué)實驗教學(xué)中推行綠色化學(xué)教育的重要意義

化學(xué)作為一門自然學(xué)科,以實驗為科研教育的基礎(chǔ),我國受科技發(fā)展水平和教育理念影響,化學(xué)教學(xué)依然以傳統(tǒng)實驗方式為主,教師和學(xué)生在實驗中消耗大量的藥品,使用具有揮發(fā)性、易燃性的有毒試劑,進行危險性較大的實驗操作,給環(huán)境帶來污染的同時也給自身健康帶來威脅和安全隱患。而為了改變這種“損人損己”的現(xiàn)狀,教學(xué)工作者必須使化學(xué)實驗教學(xué)走上“綠色化學(xué)教育”這一必由之路,通過綠色化學(xué)內(nèi)容來培養(yǎng)學(xué)生的綠色意識,使其具備綠色化學(xué)實驗?zāi)芰???梢哉f,推行綠色化學(xué)的教育理念,對于實驗教學(xué)有著非常重要的意義,首先素質(zhì)教育對“綠色化學(xué)教育”有著迫切的要求,其次化學(xué)教學(xué)需要傳播綠色化學(xué)的觀點,最后學(xué)校需要通過綠色化學(xué)教育來培養(yǎng)學(xué)生的責(zé)任感與創(chuàng)新能力,使其能夠更好地面對社會與未來??梢哉f,綠色化學(xué)既提高了教學(xué)質(zhì)量,也保護了環(huán)境,預(yù)防和治理了污染,非常符合當(dāng)今社會“節(jié)能減排”的發(fā)展要求。

3在化學(xué)實驗教學(xué)中推行綠色化學(xué)教育的具體方法

3.1精選“綠色”實驗項目

在傳統(tǒng)化學(xué)實驗中,教師優(yōu)先考慮的是實驗現(xiàn)象的鮮明性,重點在于使學(xué)生掌握基本操作技能,諸如最終產(chǎn)物、反應(yīng)物的污染輕重與試劑、催化劑、產(chǎn)物的毒性則被教師無意識地忽視了,學(xué)生或是沒有得到保護,或是得到被動的保護,這無疑是不符合素質(zhì)教育的基本要求的。而在綠色化學(xué)教育理念的指導(dǎo)下,教師除了需要保證實驗項目中的現(xiàn)象具有鮮明性、學(xué)生可以掌握基本的操作技能,其還需要兼顧到實驗的“綠色”要求。首先,教師應(yīng)該以“保護環(huán)境、從源頭上杜絕污染產(chǎn)生”為出發(fā)點來篩選實驗項目,將對環(huán)境有較大污染的項目予以排除,優(yōu)選一些污染小的環(huán)保型實驗,確保實驗中的反應(yīng)物與產(chǎn)物毒性小、污染輕、廢物盡量少。以溴苯類實驗為例,傳統(tǒng)實驗通常使用液溴與苯進行化學(xué)反應(yīng),原材料液溴具有較大的腐蝕性,苯則對人體造血系統(tǒng)有著鮮明的損害作用,基于“綠色化學(xué)教育”理念,教師應(yīng)使用正丁醇與溴化鈉兩種安全物質(zhì)替換掉苯與液溴。

3.2為無法替換的化學(xué)實驗進行“綠化改進”

化學(xué)教學(xué)需要依照教學(xué)大綱進行,其中許多有機化學(xué)實驗是無法替代的,其與綠色化學(xué)理念并不是完全符合的,教學(xué)工作者可以基于當(dāng)前既有的科研成果對項目中的某些設(shè)計方案作出改進。

3.2.1使用綠色溶劑

在原有的教材中,柱色譜分離實驗所使用的原料為無水苯與乙醚,在化學(xué)反應(yīng)中將鄰硝基苯胺與對硝基苯胺進行分離。但是苯的毒性是眾所周知的,所以可以按照1∶3的比例使用乙酸乙酯、石油醚制備洗脫劑,同樣可以取得理想的分離效果。而在分離亞甲基藍(lán)與熒光黃的化學(xué)實驗中,若是換用乙醇與水作為洗脫劑,同樣可以取得理想的結(jié)果。并且,由于所涉及的反應(yīng)物具有安全性和可重復(fù)利用性,所以可以反復(fù)進行實驗來驗證不同混合物濃度、氧化鋁高度、探索柱直徑給分離結(jié)果帶來的影響。而結(jié)果證明,在1mg熒光黃加1mg亞甲基藍(lán)的樣品中滴入4滴1mL劑量、95%濃度的乙醇中,將會在最短的分離時間內(nèi)獲得最明顯的分離效果,且所耗費的溶劑量也是非常少的。

3.2.2使用綠色催化劑

在必開的實驗中有一種需要制備酯類化合物,教材中記載的催化劑為濃硫酸,這種物質(zhì)多有酸性廢液與反應(yīng)副產(chǎn)物,其本身則具有強氧化性,污染性大、危險性大?;诰G色化學(xué)教學(xué)理念,可以使用[SiO2/SO2-4]作為濃硫酸的替代物,既能減少污染,還能提高化學(xué)實驗的產(chǎn)率,且這種物質(zhì)還具有可再生利用性。

3.2.3使用綠色氧化劑

有機化學(xué)實驗———己二酸制備可以將其中的氧化劑進行替換,以達(dá)到綠色實驗與綠色教學(xué)的目的。乙二酸可以用于尼龍-6,6的生產(chǎn),這種單體的制備通常以硝酸作為實驗氧化劑,但是這種物質(zhì)可以產(chǎn)生氮氧化物等有毒氣體,若是使用過氧化氫作為氧化劑,那么所產(chǎn)生的副產(chǎn)物只是水,不具有污染性,也非常安全。

4結(jié)論

綠色化學(xué)實驗與綠色化學(xué)教育是素質(zhì)教育的根本性要求,符合化學(xué)實驗的發(fā)展趨勢,學(xué)校應(yīng)將二者有機結(jié)合起來,以確?;瘜W(xué)教學(xué)的安全與無害。

作者:尹永奎 侯雨彤 李瑩 師冬菊 張海峰 單位:牡丹江醫(yī)學(xué)院 牡丹江市紅旗醫(yī)院

參考文獻(xiàn):

[1]陸泉芳,俞潔.化學(xué)實驗綠色化研究[J].實驗室研究與探索,2004(12).

[2]宋桂苓.綠色有機化學(xué)實驗的探索和實踐[J].實驗室研究與探索,2006(8).

篇10

關(guān)鍵詞: 高中化學(xué)教學(xué) 定義教學(xué) 知識歸納 實驗探究

高效課堂是在課堂一定的時間內(nèi)獲取最大教學(xué)效益的教學(xué)活動。高效課堂是教師和學(xué)生的一種共同的理念,是教師的一種價值追求。提高化學(xué)課堂效率是化學(xué)老師在教學(xué)中必須思考、關(guān)注的目標(biāo)。

高中化學(xué)的學(xué)習(xí)對于高一學(xué)生來說往往是一個質(zhì)的跨越,多數(shù)學(xué)生仍沉浸在初中簡單的傳授式教學(xué)和一題多練的學(xué)習(xí)模式中,而高中知識量大且學(xué)習(xí)時間有限,因此,高中老師更注重課堂時間的高效利用性。這使得高一新生不能及時適應(yīng)、消化新知識,造成部分高一新生成績直線下降,出現(xiàn)心理障礙。這需要高中老師和學(xué)生都有一個知識調(diào)整的過程,現(xiàn)就我在高一任教兩年的教學(xué)經(jīng)驗與大家分享。

一、幫助學(xué)生適應(yīng)新環(huán)境

高一學(xué)生進入校園首先要適應(yīng)的校園環(huán)境,并與新同學(xué)交流。只有讓他們感覺到自己已經(jīng)融入到新的大家庭中,才可以讓學(xué)生更易專心地投入到學(xué)習(xí)中來,用更多的精力去克服高中知識量多,知識接受時間有限的困難。這不僅是班主任的工作,所有科任老師也應(yīng)注意對學(xué)生的心理做出調(diào)整。

二、培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性

高一學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性較高,希望得到老師的肯定。老師可以啟發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí),引導(dǎo)學(xué)生做好預(yù)習(xí)工作,并能主動發(fā)現(xiàn)和提出問題。比如在高一氧化還原的理論教學(xué)中,學(xué)生可提出一些問題:

(1)什么物質(zhì)之間可以發(fā)生此反應(yīng)?

(2)生活中削皮的蘋果很快變色,鋼鐵生銹是否都屬于此反應(yīng)?

(3)是否發(fā)生氧化還原的物質(zhì)都會變得不利于生活?。?/p>

老師對學(xué)生提出的問題要給予積極肯定,并對問題進行分析,讓學(xué)生更能理解知識的奧秘,以鼓勵學(xué)生的積極性。

老師只有通過啟發(fā)學(xué)生的主動性,將課堂轉(zhuǎn)化為學(xué)生主體、教師主導(dǎo)的模式,才能讓學(xué)生更易學(xué)會學(xué)習(xí),掌握學(xué)習(xí)方法,提升學(xué)習(xí)能力,提高學(xué)習(xí)成績。

三、注重細(xì)節(jié)教學(xué)、定義教學(xué)

老師在教學(xué)中往往是注重重點知識理解而不斷地灌輸各種題型,卻忘記學(xué)生對最基本知識定義的掌握,學(xué)生做題時往往是因?qū)δ切┳罨A(chǔ)定義未明確而做錯。因此教師可停下講來,仔細(xì)分析學(xué)生中的共性問題,抓住細(xì)節(jié)。學(xué)生同樣對自己的錯題要進行分析,而不是簡單地改錯。

如在電解飽和食鹽水的實驗中,教師一般是介紹正確的操作,有時學(xué)生沒有搞清楚,出現(xiàn)陰陽極接反的現(xiàn)象。其實,將反接的現(xiàn)象記錄下來,可以很好地充當(dāng)教學(xué)素材,作為教師理論解釋的依據(jù)。一旦反接,鐵絲作為陽極會迅速地腐蝕,U形管出現(xiàn)淺綠色的絮狀物,所以將錯就錯,由此加深學(xué)生的理解,以事實說明鐵絲接電源負(fù)極而受到保護的結(jié)果,當(dāng)然選用鐵絲而非石墨,是鐵絲的導(dǎo)電性比石墨強的原因。從而讓學(xué)生不僅接受新知識,而且能夠在錯誤的環(huán)境中加深對新知識的理解,促進學(xué)生對知識定義的準(zhǔn)確掌握。

四、注重課堂知識的歸納整理

高中化學(xué)知識內(nèi)容量大,課堂時間有限,因此學(xué)生每節(jié)課都有新知識需要學(xué)習(xí),學(xué)生往往是從開始聽到結(jié)尾,下課了卻忘記整節(jié)課的內(nèi)容。如何溫故知新,讓學(xué)生輕松快速地消化知識?這就需要老師在每節(jié)課堂中對本節(jié)知識進行重點難點的歸納整理。

老師不僅要課堂總結(jié),還要定時進行專題歸納,讓學(xué)生更條理化和系統(tǒng)化地學(xué)習(xí),循序漸進,使學(xué)生學(xué)會自主地對知識進行歸納整理,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)興趣。

五、在實驗中培養(yǎng)學(xué)生的觀察、探究能力

化學(xué)是一門實驗科學(xué),根據(jù)現(xiàn)在高中教學(xué)條件多方面的限制,多數(shù)化學(xué)老師仍采用的是演示實驗,僅有少數(shù)前面的同學(xué)能夠仔細(xì)觀察到實驗現(xiàn)象,基本是將實驗現(xiàn)象及結(jié)果直接生硬地傳授給學(xué)生。老師應(yīng)該在教學(xué)條件允許的情況下,多創(chuàng)造些上實驗課的機會,讓學(xué)生有更多的實踐操作,讓學(xué)生切身去感受化學(xué)世界的神奇奧妙,激發(fā)學(xué)生對知識的探究欲。這樣有利于激發(fā)學(xué)生的主動性和對知識的全面掌握,同時也能夠體現(xiàn)出理論與實踐相結(jié)合的重要性。