绿色化学与环境保护论文范文大全
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化学所面临的挑战 1 化学的形象正在被与其交叉的学科的巨大成功所埋没 化学是一门中心科学,化学与生命、材料等八大朝阳科学有非常密切的联系,产生了许多重要的交叉学科,但化学作为中心学科的形象反而被其交叉学科的巨大成就所埋没。化学这门重要的中心科学(central science)反而被社会看作是伴娘科学(bridesmaid science)而不受重视。 2 化学正被各种各样的环境污染问题所困扰 化学的发展在不断促进人类进步的同时,在客观上使环境污染成为可能,但是起决定性的是人的因素,最终要靠人们的认识不断提升来解决这个问题。一些著名的环境事件多数与化学有关,诸如臭氧层空洞、白色污染、酸雨和水体富营养化等;另一方面把所有的环境问题都归结为化学的原因,显然是不公平的,比如森林锐减、沙尘暴和煤的燃烧等。这当然与化学没有树立好自己的品牌有关系,在最早的化学工艺流程里面,根本没有把废气和废渣的处理纳入考虑范围,因此很多化学工艺都是会带来环境污染的。现在,有些人把化学和化工当成了污染源。人们开始厌恶化学,进而对化学产生了莫名其妙的恐惧心理,结果造成凡是有“人工添加剂”的食品都不受欢迎,有些化妆品厂家也反复强调本产品不含有任何“化学物质”。事实上,这些是对化学的偏见,监测、分析和治理环境的却恰恰是化学家。 2 绿色化学是应对挑战的必然 科学不但要认识世界和改造世界,还要保护世界。化学也如此,为了应对化学所面临的挑战,提倡绿色化学是刻不容缓。 1 绿色化学的概念 绿色化学又称环境无害化学、环境友好化学或清洁化学,是指化学反应和过程以“原子经济性”为基本原则,即在获取新物质的化学反应中充分利用参与反应的每个原料原子,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和零污染,是一门从源头阻止污染的化学。绿色化学不同于环境保护,绿色化学不是被动地治理环境污染,而是主动的防止化学污染,从而在根本上切断污染源,所以绿色化学是更高层次的环境友好化学。 2绿色化学的产生及其背景 当今,可持续发展观是世人普遍认同的发展观。它强调人口、经济、社会、环境和资源的协调发展,既要发展经济,又要保护自然资源和环境,使子孙后代能永续发展。绿色化学正是基于人与自然和谐发展的可持续发展理论。在1984年,美国环保局(EPA)提出“废物最小化”,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。 1990年,美联邦政府通过了“防止污染行动”的法令,将污染的防止确立为国策,该法案条文中第一次出现了“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了第一份国际性《绿色化学》杂志,标志着绿色化学的正式产生。我国也紧跟世界化学发展的前沿,在1995年,中国科学院化学部确定了《绿色化学与技术》的院士咨询课题。 3 绿色化学的核心内容 原子经济性是绿色化学的核心内容,这一概念最早是1991年美国Stanford大学的著名有机化学家Trost(为此他曾获得了1998年度的“总统绿色化学挑战奖”的学术奖)提出的,即原料分子中究竟有百分之几的原子转化成了产物。理想的原子经济反应是原料分子中的原子百分之百地转变成产物,不产生副产物或废物,实现废物的“零排放”。他用原子利用率衡量反应的原子经济性,认为高效的有机合成应最大限度地利用原料分子的每一个原子,使之结合到目标分子中。绿色化学的原子经济性的反应有两个显著优点:一是最大限度地利用了原料,二是最大限度地减少了废物的排放。原子利用率的表达式是: 原子利用率= (预期产物的式量/反应物质的式量之和)×100% 如无公害氧化剂过氧化氢的制备可采用乙基蒽醌法,即由氢和氧在2-乙基蒽醌和Pd为催化剂作用下直接合成,2-乙基蒽醌复出并可循环使用。此反应原子利用率为100%,体现了原子经济性,减少废物的生成和排放,是典型的零排放例子。 4 绿色化学的12项原则和5R原则 为了简述了绿色化学的主要观点,PTAnastas和JCWaner曾提出绿色化学的12项原则,这12项原则对我们今后从事绿色化学的研究具有一定的指导作用。 Ⅰ.防止——防止产生废弃物要比产生后再去处理和净化好得多。 Ⅱ.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。 Ⅲ.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。 Ⅳ.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。 Ⅴ.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。 Ⅵ.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。 Ⅶ.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。 Ⅷ.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。 Ⅸ.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。 Ⅹ.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。 Ⅺ.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。 Ⅻ.特别是从化学反应的安全上防止事故发生——在化学过程中,反应物(包括其特定形态)的选择应着眼于使包括释放、爆炸、着火等化学事故的可能性降至最低。 为了更明确的表述绿色化学在资源使用上的要求,人们又提出了5R理论: Ⅰ.减量——Reduction 减量是从省资源少污染角度提出的。减少用量、在保护产量的情况下如何减少用量,有效途径之一是提高转化率、减少损失率。②减少“三废”排放量。主要是减少废气、废水及废弃物(副产物)排放量,必须排放标准以下。 Ⅱ.重复使用——Reuse 重复使用这是降低成本和减废的需要。诸如化学工业过程中的催化剂、载体等,从一开始就应考虑有重复使用的设计。 Ⅲ.回收——Recycling 回收主要包括:回收未反应的原料、副产物、助溶剂、催化剂、稳定剂等非反应试剂。 Ⅵ.再生——Regeneration 再生是变废为宝,节省资源、能源,减少污染的有效途径。它要求化工产品生产在工艺设计中应考虑到有关原材料的再生利用。 Ⅴ.拒用——Rejection 拒绝使用是杜绝污染的最根本办法,它是指对一些无法替代,又无法回收、再生和重复使用的毒副作用、污染作用明显的原料,拒绝在化学过程中使用。 3 绿色化学的发展前景 1反应原料的绿色化 即反应原料符合5R原则。 2原子经济性反应 在基本有机原料的生产中,已有一些原子经济性反应的典范,如丙烯氢甲酰化制丁醛、甲醇羰化制醋酸和从丁二烯和氢氰酸合成己二腈等。 3高效合成法 不涉及分离高效的的多步合成无疑是洁净技术的重要组成部分。 提高反应的选择性———定向合成 如不对称合成。 环境友好催化剂 例如在正己烷的裂解反应中,固体酸SiO2-AlCl3比普通AlCl3具有更好的选择性,更小的腐蚀性。 物理方法促进化学反应 如微波引发和促进Diels Alder反应、Claisen重排、缩合等许多重要的有机反应。 酶促有机化学反应 酶促有机化学反应有高效性、选择性、反应条件温和和自身对环境友好等特点。 8溶剂 化学污染不仅来源于原料和产品,而且与反应介质、分离和配方中使用的溶剂有关,有毒挥发性溶剂替代品的研究是绿色化学的重要研究方向。如超临界流体、水相有机合成和室温熔盐溶剂等。 计算机辅助绿色化学设计和模拟 在化学化工领域,计算机已广泛用于构效分析、结构解析、反应性预测、故障诊断及控制等许多方面。无疑,计算机在寻找符合绿色化学原则的最佳反应路线、化工过程最优化、产品设计等方面推动了绿色化学的更快发展。 10环境友好产品 如可降解塑料、环境友好农药、绿色燃料、绿色涂料和CFCs替代物等。 绿色化学为化学的发展注入了新的活力,在21世纪化学必将大有可为。
论文摘要】 经过一段时间的社会探索和调查取证,我们已对化学污染与环境有所了解,并进行了初步的论述和实践验证。使我们正确的认识到当代化学污染与环境的种种矛盾。同时,对如何减少这一污染,加强环境保护维持生态平衡等问题提出了较为正确的方法。在此,希望能得到各界人士的关注。【关键词】 化学生产 环境污染 环保【论点的提出】 面对越来越被人们所关注环境污染问题,以及精神生活与物质生活的不断提高之下随之而来的环境影响也一度让人困惑不已。仅从陆地污染来说,那难以处理的塑料橡胶玻璃铝等废物,无一例外均是化工生产的产物,无论是在生产过程中还是使用过后的处理途径,均是难以权衡的种种矛盾。当然,环境污染的最直接最容易被人所感受的后果是使人类环境的质量下降,影响人类的生活质量身体健康和生产活动。为改变现状,用所学的现有知识探寻一些切实可行的环保方法,并对化学学科的知识得以巩固,我们终将论点得以提出。【围绕论点展开的讨论、调查】 在当今社会,概括地说,现如今的环境污染主要为三方面:海洋污染陆地污染空气污染。情况一:空气污染 大气污染是指大气中污染物浓度达到有害程度,超过了环境质量标准的现象。凡是能使空气质量变坏的物质都是大气污染物。大气污染物目前已知约有100多种。按其存在状态可分为两大类。一种是气溶胶状态污染物,另一种是气体状态污染物。气溶胶状态污染物主要有粉尘、烟液滴、雾、降尘、漂尘、悬浮物等。气体状态污染物主要有以二氧化硫为主的硫氧化合物,以二氧化氮为主的氮氧化合物,以二氧化碳为主的碳氧化合物以及碳、氢结合的碳氢化合物。大气中不仅含无机污染物,而且含有机污染物。随着人类不断开发新的物质,大气污染物的种类和数量也在不断变化着。空气中的主要污染物是碳氧化合物、硫氧化合物、氮氧化合物及氯氟烃类等,这些污染物对人体对生物的危害是十分可怕的。因此,我们必须加强防治,减少污染,保护人类。碳氧化合物(COx)主要来自矿物燃料的释放而产生,如汽车;摩托,以及工业生产中化工原料的燃烧,CO2能强烈吸收太阳光的红外线,使地球表面气温升高,造成所谓的“温室效应”,改变并破坏了生态平衡,CO与血红蛋白的亲合力为O2与血红蛋白亲合力的210倍,因而它使血红蛋白丧失输氧的能力而引起组织缺氧导致头痛、神经麻痹,甚至危及生命。由于大气层的二氧化碳的急剧增加,如果不治理,吸收二氧化碳的海洋表层将达到饱和,森林被大面积砍伐,到2057年世界的热带雨林可能全部消失,使空气中的二氧化碳不能充分吸收,在未来的100—150年间,大气层中的二氧化碳增加20%,平均气温提高5℃,到21世纪末,地球上的平均气温升高5至6℃,那时地球上将无现在的冬天。除COx以外CH4、NOx和氯氟烃类也能吸收红外辐射,加剧温室效应,因此,我们应重视治理。情况二:饮食污染食品中的化学污染物品种多,成分复杂。主要包括:化肥(氮肥、磷肥、钾肥等);农药(有机氯类、有机磷类、氨基甲酸酯类、沙蚕毒素类、有机砷类、有机氟类、有机汞类等);各种有害金属和非金属(汞、砷、铅、镉、镍、锑、硒、钴、氟等);各种有机物、无机物(苯并芘、亚硝胺、酸、碱、苯胺等)。食品中化学污染物涉及范围较广,污染情况也较复杂。在农业生产中,化肥的合理科学施用不但能够改善土壤结构,而且能够增加农作物产量。由于近几年大量长期地乱施化肥,使土壤的理化性状变劣,肥力下降,同时造成了农业环境的污染,进而给食品带来了污染。为了防止通过化肥、农药、带入土壤过量的有害物质,必须经常进行环境污染物含量的检测管理,加强环保教育,推广科学施肥技术,提高肥料的利用率,制定各种农药和作物使用、收获、食用的合理安全间隔期。要加强对工业“三废”的治理和对食品包装材料卫生的管理工作。制订食品中化学污染物的卫生标准,使之成为国家实行食品卫生监督执法的依据,用以保证人们的饮食安全,保障人体健康。情况三:海洋污染 海洋污染是指有害物质进入海洋环境 而造成的污染。可损害生物资源,危害人类健康,妨碍捕鱼和人类在海上的其他活动,损坏海水质量和环境质量等。 海洋污染物依其来源、性质和毒性,可分为以下几类:①石油及其产品(见海洋石油污染)。②金属和酸、碱。包括铬、锰、铁、铜、锌、银、镉 、锑 、汞 、铅等金属,磷、砷等非金属,以及酸和碱等。它们直接危害海洋生物的生存和影响其利用价值。③农药。主要由径流带入海洋。对海洋生物有危害。④放射性物质。主要来自核爆炸、核工业或核舰艇的排污。⑤有机废液和生活污水。由径流带入海洋。极严重的可形成赤潮。⑥热污染和固体废物。主要包括工业冷却水和工程残土、垃圾及疏浚泥等。前者入海后能提高局部海区的水温,使溶解氧的含量降低 ,影 响生物的新 陈代谢,甚至使生物群落发生改变;后者可破坏海滨环境和海洋生物的栖息环境。海洋污染的特点是,污染源多、持续性强,扩散范围广,难以控制。海洋污染造成的海水浑浊严重影响海洋植物(浮游植物和海藻)的光合作用,从而影响海域的生产力,对鱼类也有危害。重金属和有毒有机化合物等有毒物质在海域中累积,并通过海洋生物的富集作用,对海洋动物和以此为食的其他动物造成毒害。石油污染在海洋表面形成面积广大的油膜,阻止空气中的氧气向海水中溶解,同时石油的分解也消耗水中的溶解氧,造成海水缺氧,对海洋生物产生危害,并祸及海鸟和人类。由于好氧有机物污染引起的赤潮(海水富营养化的结果),造成海水缺氧,导致海洋生物死亡。海洋污染还会破坏海滨旅游资源。因此,海洋污染已经引起国际社会约来约多的重视。防止海洋污染的措施主要有:海洋开发与环境保护协调发展,立足于对污染源的治理;对海洋环境深入开展科学研究;健全环境保护法制,加强监测监视和管理;建立海上消除污染的组织;宣传教育;加强国际合作,共同保护海洋环境。【结论】 经过此次探究学习,我们深切地感受到现如今环境问题的严重性和急待于整改处理的紧迫性。我们作为公民一定要从我做起从生活的点滴做起,保护环境,为拥有一个更加良好的生存空间,贡献自己的力量!【致谢】 论文的最后,我们要感谢参与指导、讨论及协助过论文的全体人员;论文中采用的图文及数据资料的提供者;提供信息或帮助收集、整理资料的人员。
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环境保护与绿色化学论文范文大全
环境是大自然赐给我们的宝贵财富,我们应该珍惜它们。植物是大自然的天然屏障;动物是人类的朋友;臭氧层是大地的保护伞;淡水是我们的生命之泉。不过人们总是把环保挂在嘴边,而没有采取保护行动,人们要知道:环保重在实际啊!绿色是时尚的代名词,绿色是树之名,绿色是小溪的欢歌,绿色是花儿的枝叶,绿色象征着生机。一棵树每天能吸收大量的二氧化碳和其它的有害气体,放出同样多的氧气,可供一个工厂的人一天的呼吸。而花草可吸取噪音,如果栽一片花草坪的话,那就可以大大降低噪音的污染了。由此可见,植物对人类是多么重要。但是,人们怎么报答它的?滥砍滥伐。知道吗?中国森林面积只有15.8亿公顷,森林覆盖率也只有16.5%。地球森林覆盖率已经下降了20%—30%,如果再不加以节制,人类将失去这个朋友,那时,人们醒悟会不会太迟了?动物,人类的伙伴,为什么动物濒临灭绝?因为偷猎。树木,动物的家园,失去家园,动物何处容身?湿地,在中国已经遭到破坏,盲目地围垦、掠夺开发、污染加剧、过度利用等因素,全国三分之一的天然湿地面临被改变、丧失的危险。导致生态环境失去平衡。工厂大量地排出废气、废水、废物,使环境质量恶化。地球资源本来可以再生,可人类却滥用化学品,致使本来再生的资源不能再生。关心地球就是关心我们的家园,保护资源就是保护我们生存发展的基础。地球只有一个,她是人类赖以生存的美丽家园。保护我们周围的环境,建立“绿色环保”少年岗,植树造林,控制土地沙漠化,扩大绿地面积。善待地球,保护地球,保护资源环境,就是保护我们自己,同时也为我们子孙后代留下美好的家园。只有每个人都齐心协力,齐抓共管,才能使明天的家园,变得更加美丽。
提纲:内容摘要:我们全世界的人都生活在美丽的地球上,地球是我们懒以生存的地方而随着时代的变化,也随着科技的发达,对环境的污染也是越来越严重。所以当务之及:保护坏境成为了全世界最为迫及的问题。关键词:污染 气候中毒 环境保护 破坏环境最为严重的就是大气污染,大气污染排放的污染物对局部地区和全球气候都会产生一定影响,尤其对全球气候的影响。空气中的污染物会随着空气,食物,饮水被我们吸入体内,会导致人们急性中毒,慢性中毒,甚至致癌。所以保护好环境我们才会生活得更好!一, 保护坏境人人有责人们赖以生存的家园——地球1,保护环境就是保护我们的家园。……2,保护环境就是保护我们的生存环境不受破坏。……3,保护环境就是让我们的后代更好地生活下去。……二, 破坏坏境等于破坏了我们的家园从全球来看破坏坏境主要有以下几个方面:1,工厂,汽车等排出的废气,废水以及固体废物。……2,人们滥伐树木,破坏森林,过度放牧等导致大面积的沙漠化。……3,CO2过度排放导致温室效应,使全球气温变暖,冰川融化,海平面上升。……4,人类大量扑杀动物,使大量物种灭绝,破坏食物链。……5,过度开采不可再生资源,使我们的家园——地球越来越贫瘠。……三, 保护环境从我做起,从现在做起“国家兴亡,匹夫有责”,保护环境,人人有责:1,人类与自然互助,文明共环境和谐……2,千方百计治理污染,齐心协力保护环境……3,生命是树,绿色是根,植树造林,美化家园……4,植树造林,造福后代,美好家园需要我们共同建设……结构:(例文) 环境问题不仅是个生活质量问题,更是一个直接影响人尖生存与发展的大问题。(提出论点) 我们不得不承认,环境保护已迫在眉睫。环保虽如此重要,国家也颁布了一系列保护环境的法律和法规,可是在社会上仍有一些人,为了个人的利益去破坏环境,有的救灾屡禁不止。这就要求我们采取措施进一步提高人们的环保意识,依法规范人们的行为。(分析论点)为此,我特提出如下建议:(解决论点) 首先,应在学生中普及环保教育,开设环保科目,并规定为必修课。规定每个学生必须对环保作出贡献。如规定每个学生一年必须种一棵树等,从而让每个学生都明白:对于环保,自己也有一份责任,自己也应该出一份力。 其次,国家有关部门应不定期对各个单位进行突击检查,对那些违反有关环保方面的法律和法规的单位实施重罚,并对其进行思想教育。这样才能从污染源上加以控制、治理。 再次,对在环保方面作出突出贡献的单位、个人,应在物质和精神上给予奖励。这样能更有效地调动人们的积极性,这对于全民参加环保会有一定的促进作用。 最后,国家应拨款建一些环保设施,如建一些污水处理站,保证流入江海湖泊的水的质量;采取“垃圾分类回收”措施,并在行动之前加以宣传,以得到群众的积极响应。 环保问题的确应该引起我们每个人的重视。每个人都应该思考,自己应该为环保做点什么。愿人人都为环保出一份力,让美好的环境永远伴随着我们!(联系实际,表明观点) 评价:本文侧重解决环境问题,特点是将分析问题结合到解决问题的过程中。 保护环境人人有责 人类只有一个可生息的村庄?地球。可是这个村庄正在被人类制造出来的各种环境灾难所威胁:水污染、空气污染、植被萎缩、物种濒危、江河断流、垃圾围城、土地荒漠化、臭氧层空洞…… 作为居住在地球上的村民,我们不能仅仅担忧和抱怨,而必须行动。意识到那种无节制消耗资源和污染环境的生活方式是造成环境恶化的根源,我们必须选择有利于环境的生活方式来善待地球: 一、 节约资源,减少污染 二、 绿色消费,环保选购 中国在未来的世纪中能否强大富有,在很大程度的上,取决于整个民族能否建立起环境意识,取决于你、我、他,我们每一个人的行动。保护环境,匹夫有责,让我们从自己做起,从身边做起,从点滴小事做起,一起来保护环境吧!范文:随着年龄一天天长大,身边的一些事物也在发生着细微的变化,如今,就连欣赏蓝天白云也仿佛成为了一种奢侈。五一去北京的时候在道边看到一株蒲公英,勾起了我对童年的美好回忆。面对久违了的蒲公英,是因为久居城市吗?还是因为周围的一切在悄悄地发生着变化?21世纪可谓挑战与机遇并同在,希望与困难共存。它在给我们带来许多美好憧憬的同时,也给我们带来了许多难题,其中首要的就是环境问题。目前在全球范围内都不同程度地出现了环境污染问题,具有全球影响的方面有大气环境污染、海洋污染、城市环境问题等。随着经济和贸易的全球化,环境污染也日益呈现国际化趋势,近年来出现的危险废物越境转移问题就是这方面的突出表现。由于人们对工业高度发达的负面影响预料不够,预防不利,导致了全球性的 三大危机:资源短缺、环境污染、生态破坏。人类不断的向环境排放污染物质。但由于大气、水、土壤等的扩散、稀释、氧化还原、生物降解等的作用。污染物质的浓度和毒性会自然降低,这种现象叫做 环境自净。如果排放的物质超过了环境的自净能力,环境质量就会发生不良变化,危害人类健康和生存,这就发生了环境污染 。写到这里,我上网搜索了一下环境污染的分类。 环境污染的各种分类: 按环境要素分 :大气污染、水体污染、土壤污染。 按人类活动分:工业环境污染、城市环境污染、农业环境污染。 按造成环境污染的性质、来源分:化学污染、生物污染、物理污染(噪声污染、放射性、电磁波)固体废物污染、能源污染。 环境污染会给生态系统造成直接的破坏和影响,如沙漠化、森林破坏、也会给生态系统和人类社会造成间接的危害,有时这种间接的环境效应的危害比当时造成的直接危害更大,也更难消除。例如,温室效应、酸雨、和臭氧层破坏就是由大气污染衍生出的环境效应。这 种由环境污染衍生的环境效应具有滞后性,往往在污染发生的当时不易被察觉或预料到,然而一旦发生就表示环境污染已经发展到相当严重的地步。当然,环境污染的最直接、最容易被人所感受的后果是使人类环境的质量下降,影响人类的生活质量、身体健康和生产活动。例如城市的空气污染造成空气污浊,人们的发病率上升等等;水污染使水环境质量恶化,饮用水源的质量普遍下降,威胁人的身体健康,引起胎儿早产或畸形等等。严重的污染事件不仅带来健康问题,也造成社会问题。随着污染的加剧和人们环境意识的提高,由于污染引起 的人群纠纷和冲突逐年增加。 我国是一个地域辽阔、地形复杂的国家,发展林业有着比较优越的条件,我国古代许多地方都覆盖着茂密的森林。但是,长期以来,由于人们对森林资源的不合理利用,如乱砍滥伐、毁林开荒等,使我国的森林越来越少。近几十年来,我国大力开展植树造林,取得了很大的成绩。但是,目前我国的森林覆盖率仍然很低,按人均计算,我国是世界上森林最少的国家之一。因此,我们每一个公民,都应该从我做起,爱护周围的一草一木,积极参加植树造林活动,努力提高我国的森林覆盖率。 说道环境污染的防治 ,每一个环境污染的实例,可以说都是大自然对人类敲响的一声警钟。为了保护生态环境,为了维护人类自身和子孙后代的健康,必须积极防治环境污染。我们应该提倡天天都是环境日这一理念。与此同时,生态环境产业化的发展是必须的,是大势所趋! 环境有其特殊性,他与我们的生活息息相关,关系到我们的身体健康和社会稳定。但是本身的经济效益出的慢,导致了经济发展初期乃至中期很少有人能重视他。而且,生态环境产业化所涉及的行业过于广泛,生物工程、化学工程、土木工程等一系列复杂的专业重视都融合其中。这些都导致了生态环境产业化发展初期的缓慢以及发展方向的不确定性。环境是人类生存的空间,人类在不断的发展和开拓自然资源的同时,破坏了环境。二十一世纪是一个可持续发展的社会,它要求要与环境相辅相成。换句话说,人是社会的主体,人在环境和可持续发展之间起到一个桥梁的作用,一但桥梁摧毁的话,很严重的。所以说环境是可持续发展的基础,可持续发展是环境具体表现。在提倡环境保护与可持续发展的过程中,我认为我们自身的素质和意识起着至关重要的作用。人的意识有很多种类,同时也很复杂,意识中与环境、资源及保护等有关的内容即是我们对保护环境的意识,或称环境意识。它涉及人类对其生存环境、自然资源种类及有限性等的认识,以及人们的行为取向和社会心理。我们应该认识到,目前全球生态系统都受到一定程度的自然及人为方面的危害,特别是中国的环境更是令人堪忧,我们应该树立起良好的环保意识,自觉维护生态平衡、抵制破坏环境的行为,要有高度的资源(空气、水、土地等)有价意识和资源再利用意识,保护和节省不可再生资源,做到物品循环利用,努力约束自己的思想和行为,以保护我们共同的家园。选修了环境保护与可持续发展,并不是为了能为环境问题做出多么大的贡献,而是希望能够借着一双慧眼来观察这个每天都在发生微小变化的世界。感知它,认识它,尽微薄之力影响它。
保护环境 环境是大自然赐给我们的宝贵财富,我们应该珍惜它们。植物是大自然的天然屏障;动物是人类的朋友;臭氧层是大地的保护伞;淡水是我们的生命之泉。不过人们总是把环保挂在嘴边,而没有采取保护行动,人们要知道:环保重在实际啊! 绿色是时尚的代名词,绿色是树之名,绿色是小溪的欢歌,绿色是花儿的枝叶,绿色象征着生机。 一棵树每天能吸收大量的二氧化碳和其它的有害气体,放出同样多的氧气,可供一个工厂的人一天的呼吸。而花草可吸取噪音,如果栽一片花草坪的话,那就可以大大降低噪音的污染了。由此可见,植物对人类是多么重要。但是,人们怎么报答它的?滥砍滥伐。知道吗?中国森林面积只有15.8亿公顷,森林覆盖率也只有16.5%。地球森林覆盖率已经下降了20%—30%,如果再不加以节制,人类将失去这个朋友,那时,人们醒悟会不会太迟了? 动物,人类的伙伴,为什么动物濒临灭绝?因为偷猎。树木,动物的家园,失去家园,动物何处容身?湿地,在中国已经遭到破坏,盲目地围垦、掠夺开发、污染加剧、过度利用等因素,全国三分之一的天然湿地面临被改变、丧失的危险。导致生态环境失去平衡。工厂大量地排出废气、废水、废物,使环境质量恶化。地球资源本来可以再生,可人类却滥用化学品,致使本来再生的资源不能再生。关心地球就是关心我们的家园,保护资源就是保护我们生存发展的基础。地球只有一个,她是人类赖以生存的美丽家园。 保护我们周围的环境,建立“绿色环保”少年岗,植树造林,控制土地沙漠化,扩大绿地面积。善待地球,保护地球,保护资源环境,就是保护我们自己,同时也为我们子孙后代留下美好的家园。只有每个人都齐心协力,齐抓共管,才能使明天的家园,变得更加美丽。
《我看环保》(例文) 环境问题不仅是个生活质量问题,更是一个直接影响人尖生存与发展的大问题 (提出论点) 我们不得不承认,环境保护已迫在眉睫环保虽如此重要,国家也颁布了一系列保护环境的法律和法规,可是在社会上仍有一些人,为了个人的利益去破坏环境, 有的救灾屡禁不止这就要求我们采取措施进一步提高人们的环保意识,依法规范人们的行为(分析论点)为此,我特提出如下建议:(解决论点) 首先,应在学生中普及环保教育,开设环保科目,并规定为必修课规定每个学生必须对环保作出贡献如规定每个学生一年必须种一棵树等,从而让每个学生都明白:对于环保,自己也有一份责任,自己也应该出一份力 其次,国家有关部门应不定期对各个单位进行突击检查,对那些违反有关环保方面的法律和法规的单位实施重罚,并对其进行思想教育这样才能从污染源上加以控制,治理 再次,对在环保方面作出突出贡献的单位,个人,应在物质和精神上给予奖励 这样能更有效地调动人们的积极性,这对于全民参加环保会有一定的促进作用 最后,国家应拨款建一些环保设施,如建一些污水处理站,保证流入江海湖泊的水的质量;采取"垃圾分类回收"措施,并在行动之前加以宣传,以得到群众的积极响应 环保问题的确应该引起我们每个人的重视每个人都应该思考,自己应该为环保做点什么 愿人人都为环保出一份力, 让美好的环境永远伴随着我们! (联系实际, 表明观点)
绿色化学与环境保护论文范文
大气污染主要是指大气的化学性污染。大气中化学性污染物的种类很多,对人体危害严重的多达几十种。我国的大气污染属于煤炭型污染①(如图),主要的污染物是烟尘和二氧化硫,此外,还有氮氧化物和一氧化碳等。这些污染物主要通过呼吸道进入人体内,不经过肝脏的解毒作用,直接由血液运输到全身。所以,大气的化学性污染对人体健康的危害很大。这种危害可以分为慢性中毒、急性中毒和致癌作用三种。慢性中毒大气中化学性污染物的浓度一般比较低,对人体主要产生慢性毒害作用。科学研究表明,城市大气的化学性污染是慢性支气管炎、肺气肿和支气管哮喘等疾病的重要诱因。急性中毒在工厂大量排放有害气体并且无风、多雾时,大气中的化学污染物不易散开,就会使人急性中毒。例如,1961年,日本四日市的三家石油化工企业,因为不断地大量排放二氧化硫等化学性污染物,再加上无风的天气,致使当地居民哮喘病大发生。后来,当地的这种大气污染得到了治理,哮喘病的发病率也随着降低了。致癌作用大气中化学性污染物中具有致癌作用的有多环芳烃类(如3,4-苯并芘)和含Pb的化合物等,其中3,4-苯并芘引起肺癌的作用最强烈(如图)。燃烧的煤炭、行驶的汽车和香烟的烟雾中都含有很多的3,4-苯并芘。大气中的化学性污染物,还可以降落到水体和土壤中以及农作物上,被农作物吸收和富集后,进而危害人体健康。大气污染还包括大气的生物性污染和大气的放射性污染。大气的生物性污染物主要有病原菌、霉菌孢子和花粉。病原菌能使人患肺结核等传染病,霉菌孢子和花粉能使一些人产生过敏反应。大气的放射性污染物,主要来自原子能工业的放射性废弃物和医用X射线源等,这些污染物容易使人患皮肤癌和白血病等。②.水污染与人体健康河流、湖泊等水体被污染后(如图),对人体健康会造成严重的危害,这主要表现在以下三个方面。第一,饮用污染的水和食用污水中的生物,能使人中毒,甚至死亡。例如,1956年,日本熊本县的水俣湾地区出现了一些病因不明的患者。患者有痉挛、麻痹、运动失调、语言和听力发生障碍等症状,最后因无法治疗而痛苦地死去,人们称这种怪病为水俣病。科学家们后来研究清楚了这种病是由当地含Hg的工业废水造成的。Hg转化成甲基汞后,富集在鱼、虾和贝类的体内,人们如果长期食用这些鱼、虾和贝类,甲基汞就会引起以脑细胞损伤为主的慢性甲基汞中毒。孕妇体内的甲基汞,甚至能使患儿发育不良、智能低下和四肢变形。第二,被人畜粪便和生活垃圾污染了的水体,能够引起病毒性肝炎、细菌性痢疾等传染病,以及血吸虫病等寄生虫疾病。第三,一些具有致癌作用的化学物质,如砷 (As)、铬(Cr)、苯胺等污染水体后,可以在水体中的悬浮物、底泥和水生生物体内蓄积。长期饮用这样的污水,容易诱发癌症。③.固体废弃物污染与人体健康固体废弃物是指人类在生产和生活中丢弃的固体物质,如采矿业的废石,工业的废渣,废弃的塑料制品(如图),以及生活垃圾。应当认识到,固体废弃物只是在某一过程或某一方面没有使用价值,实际上往往可以作为另一生产过程的原料被利用,因此,固体废弃物又叫“放在错误地点的原料”。但是,这些“放在错误地点的原料”,往往含有多种对人体健康有害的物质,如果不及时加以利用,长期堆放,越积越多,就会污染生态环境,对人体健康造成危害。④.噪声污染与人体健康噪声对人的危害是多方面的:第一,损伤听力。长期在强噪声中工作,听力就会下降,甚至造成噪声性耳聋。第二,干扰睡眠。当人的睡眠受到噪声的干扰时,就不能消除疲劳、恢复体力。第三,诱发多种疾病。噪声会使人处在紧张状态,致使心率加快、血压升高,甚至诱发胃肠溃疡和内分泌系统功能紊乱等疾病。第四,影响心理健康。噪声会使人心情烦躁,不能集中精力学习和工作,并且容易引发工伤和交通事故。因此,我们应当采取多种措施,防治环境污染,使包括人类在内的所有生物都生活在美好的生态环3.环境污染对生物的影响,环境污染与“三致作用”环境污染往往具有使人或哺乳动物致癌、致突变和致畸的作用,统称“三致作用”。“三致作用”的危害,一般需要经过比较长的时间才显露出来,有些危害甚至影响到后代。①.致癌作用致癌作用是指导致人或哺乳动物患癌症的作用。早在1775年,英国医生波特就发现清扫烟囱的工人易患阴囊癌,他认为患阴囊癌与经常接触煤烟灰有关。1915 年,日本科学家通过实验证实,煤焦油可以诱发皮肤癌。污染物中能够诱发人或哺乳动物患癌症的物质叫做致癌物。致癌物可以分为化学性致癌物(如亚硝酸盐、石棉和生产蚊香用的双氯甲醚)、物理性致癌物(如镭的核聚变物)和生物性致癌物(如黄曲霉毒素)三类。②.致突变作用致突变作用是指导致人或哺乳动物发生基因突变、染色体结构变异或染色体数目变异的作用。人或哺乳动物的生殖细胞如果发生突变,可以影响妊娠过程,导致不孕或胚胎早期死亡等。人或哺乳动物的体细胞如果发生突变,可以导致癌症的发生。常见的致突变物有亚硝胺类、甲醛、苯和敌敌畏等。③.致畸作用致畸作用是指作用于妊娠母体,干扰胚胎的正常发育,导致新生儿或幼小哺乳动物先天性畸形的作用。20世纪60年代初,西欧和日本出现了一些畸形新生儿。科学家们经过研究发现,原来孕妇在怀孕后的30天~50天内,服用了一种叫做“反应停”的镇静药,这种药具有致畸作用。目前已经确认的致畸物有甲基汞和某些病毒等
论文摘要】 经过一段时间的社会探索和调查取证,我们已对化学污染与环境有所了解,并进行了初步的论述和实践验证。使我们正确的认识到当代化学污染与环境的种种矛盾。同时,对如何减少这一污染,加强环境保护维持生态平衡等问题提出了较为正确的方法。在此,希望能得到各界人士的关注。【关键词】 化学生产 环境污染 环保【论点的提出】 面对越来越被人们所关注环境污染问题,以及精神生活与物质生活的不断提高之下随之而来的环境影响也一度让人困惑不已。仅从陆地污染来说,那难以处理的塑料橡胶玻璃铝等废物,无一例外均是化工生产的产物,无论是在生产过程中还是使用过后的处理途径,均是难以权衡的种种矛盾。当然,环境污染的最直接最容易被人所感受的后果是使人类环境的质量下降,影响人类的生活质量身体健康和生产活动。为改变现状,用所学的现有知识探寻一些切实可行的环保方法,并对化学学科的知识得以巩固,我们终将论点得以提出。【围绕论点展开的讨论、调查】 在当今社会,概括地说,现如今的环境污染主要为三方面:海洋污染陆地污染空气污染。情况一:空气污染 大气污染是指大气中污染物浓度达到有害程度,超过了环境质量标准的现象。凡是能使空气质量变坏的物质都是大气污染物。大气污染物目前已知约有100多种。按其存在状态可分为两大类。一种是气溶胶状态污染物,另一种是气体状态污染物。气溶胶状态污染物主要有粉尘、烟液滴、雾、降尘、漂尘、悬浮物等。气体状态污染物主要有以二氧化硫为主的硫氧化合物,以二氧化氮为主的氮氧化合物,以二氧化碳为主的碳氧化合物以及碳、氢结合的碳氢化合物。大气中不仅含无机污染物,而且含有机污染物。随着人类不断开发新的物质,大气污染物的种类和数量也在不断变化着。空气中的主要污染物是碳氧化合物、硫氧化合物、氮氧化合物及氯氟烃类等,这些污染物对人体对生物的危害是十分可怕的。因此,我们必须加强防治,减少污染,保护人类。碳氧化合物(COx)主要来自矿物燃料的释放而产生,如汽车;摩托,以及工业生产中化工原料的燃烧,CO2能强烈吸收太阳光的红外线,使地球表面气温升高,造成所谓的“温室效应”,改变并破坏了生态平衡,CO与血红蛋白的亲合力为O2与血红蛋白亲合力的210倍,因而它使血红蛋白丧失输氧的能力而引起组织缺氧导致头痛、神经麻痹,甚至危及生命。由于大气层的二氧化碳的急剧增加,如果不治理,吸收二氧化碳的海洋表层将达到饱和,森林被大面积砍伐,到2057年世界的热带雨林可能全部消失,使空气中的二氧化碳不能充分吸收,在未来的100—150年间,大气层中的二氧化碳增加20%,平均气温提高5℃,到21世纪末,地球上的平均气温升高5至6℃,那时地球上将无现在的冬天。除COx以外CH4、NOx和氯氟烃类也能吸收红外辐射,加剧温室效应,因此,我们应重视治理。情况二:饮食污染食品中的化学污染物品种多,成分复杂。主要包括:化肥(氮肥、磷肥、钾肥等);农药(有机氯类、有机磷类、氨基甲酸酯类、沙蚕毒素类、有机砷类、有机氟类、有机汞类等);各种有害金属和非金属(汞、砷、铅、镉、镍、锑、硒、钴、氟等);各种有机物、无机物(苯并芘、亚硝胺、酸、碱、苯胺等)。食品中化学污染物涉及范围较广,污染情况也较复杂。在农业生产中,化肥的合理科学施用不但能够改善土壤结构,而且能够增加农作物产量。由于近几年大量长期地乱施化肥,使土壤的理化性状变劣,肥力下降,同时造成了农业环境的污染,进而给食品带来了污染。为了防止通过化肥、农药、带入土壤过量的有害物质,必须经常进行环境污染物含量的检测管理,加强环保教育,推广科学施肥技术,提高肥料的利用率,制定各种农药和作物使用、收获、食用的合理安全间隔期。要加强对工业“三废”的治理和对食品包装材料卫生的管理工作。制订食品中化学污染物的卫生标准,使之成为国家实行食品卫生监督执法的依据,用以保证人们的饮食安全,保障人体健康。情况三:海洋污染 海洋污染是指有害物质进入海洋环境 而造成的污染。可损害生物资源,危害人类健康,妨碍捕鱼和人类在海上的其他活动,损坏海水质量和环境质量等。 海洋污染物依其来源、性质和毒性,可分为以下几类:①石油及其产品(见海洋石油污染)。②金属和酸、碱。包括铬、锰、铁、铜、锌、银、镉 、锑 、汞 、铅等金属,磷、砷等非金属,以及酸和碱等。它们直接危害海洋生物的生存和影响其利用价值。③农药。主要由径流带入海洋。对海洋生物有危害。④放射性物质。主要来自核爆炸、核工业或核舰艇的排污。⑤有机废液和生活污水。由径流带入海洋。极严重的可形成赤潮。⑥热污染和固体废物。主要包括工业冷却水和工程残土、垃圾及疏浚泥等。前者入海后能提高局部海区的水温,使溶解氧的含量降低 ,影 响生物的新 陈代谢,甚至使生物群落发生改变;后者可破坏海滨环境和海洋生物的栖息环境。海洋污染的特点是,污染源多、持续性强,扩散范围广,难以控制。海洋污染造成的海水浑浊严重影响海洋植物(浮游植物和海藻)的光合作用,从而影响海域的生产力,对鱼类也有危害。重金属和有毒有机化合物等有毒物质在海域中累积,并通过海洋生物的富集作用,对海洋动物和以此为食的其他动物造成毒害。石油污染在海洋表面形成面积广大的油膜,阻止空气中的氧气向海水中溶解,同时石油的分解也消耗水中的溶解氧,造成海水缺氧,对海洋生物产生危害,并祸及海鸟和人类。由于好氧有机物污染引起的赤潮(海水富营养化的结果),造成海水缺氧,导致海洋生物死亡。海洋污染还会破坏海滨旅游资源。因此,海洋污染已经引起国际社会约来约多的重视。防止海洋污染的措施主要有:海洋开发与环境保护协调发展,立足于对污染源的治理;对海洋环境深入开展科学研究;健全环境保护法制,加强监测监视和管理;建立海上消除污染的组织;宣传教育;加强国际合作,共同保护海洋环境。【结论】 经过此次探究学习,我们深切地感受到现如今环境问题的严重性和急待于整改处理的紧迫性。我们作为公民一定要从我做起从生活的点滴做起,保护环境,为拥有一个更加良好的生存空间,贡献自己的力量!【致谢】 论文的最后,我们要感谢参与指导、讨论及协助过论文的全体人员;论文中采用的图文及数据资料的提供者;提供信息或帮助收集、整理资料的人员。
绿色催化剂的应用及进展摘要]对新型绿色催化剂杂多化合物的研究进展进行了综述,主要介绍了杂多化合物在催化氧化、烷基化、异构化等石油化工领域的研究现状,并对其应用和发展前景做了总结和评述。[关键词]杂多化合物;绿色化工催化剂;展望随着人们对环保的日益重视以及环氧化产品应用的不断增加,寻找符合时代要求的工艺简单、污染少、绿色环保的环氧化合成新工艺显得更为迫切。20世纪90年代后期绿色化学[1,2]的兴起,为人类解决化学工业对环境污染,实现可持续发展提供了有效的手段。因此,新型催化剂与催化过程的研究与开发是实现传统化学工艺无害化的主要途径。杂多化合物催化剂泛指杂多酸及其盐类,是一类由中心原子(如P、Si、Fe、B等杂原子及其相应的无机矿物酸或氢氧化物)和配位原子(如Mo、W、V、Ta等多原子)按一定的结构通过氧原子桥联方式进行组合的多氧簇金属配合物,用HPA表示[3-6]。HPA的阴离子结构有Keggin、Dawson、Anderson、Wangh、Silverton、Standberg和Lindgvist 7种结构。由于杂多酸直接作为固体酸比表面积较小(<10 m2/g),需要对其固载化。固载化后的杂多酸具有“准液相行为”和酸碱性、氧化还原性的同时还具有高活性,用量少,不腐蚀设备,催化剂易回收,反应快,反应条件温和等优点而逐渐取代H2SO4、HF、H3PO4应用于催化氧化、烷基化、异构化等石油化工研究领域的各类催化反应。1杂多酸在石油化工领域的研究进展随着我国石油化工工业的快速发展,以液态烃为原料制取乙烯的生产能力在不断增长,而产生的副产物中有大量的C3~C9烃类,其化工综合利用率却仍然较低,随着环保法规对汽油标准中烯烃含量的严格限制,如何在不降低汽油辛烷值的情况下,生产出高标号的环境友好汽油已是我国炼油业面临的又一个技术难题。目前,催化裂化副产物C3~C9烃类的催化氧化、烷基化、芳构化以及C3~C9烃类的回炼技术已成为研究的热点。因此,催化裂化C3~C9烃类的开发与应用将有着强大的生产需求和广阔的市场前景。1催化氧化反应杂多酸(盐)作为一类氧化性相当强的多电子氧化催化剂,其阴离子在获得6个或更多个电子后结构依然保持稳定。通过适当的方法易氧化各种底物,并使自身呈还原态,这种还原态是可逆的,通过与各种氧化剂如O2、H2O2、过氧化尿素等相互作用,可使自身氧化为初始状态,如此循环使反应得以继续。用杂多酸作催化剂使有机化合物催化氧化作用有两种路线是可行的[7]:①分子氧的氧化:即氧原子转移到底物中;②脱氢反应的氧化。将直链烷烃进行环氧化是生产高辛烷值汽油的重要途径之一。Bregeault等[8]研究了在CHCl3-H2O两相中,在作为具有催化活性的过氧化多酸化合物的前体的杂多负离子[XM12O40]n-和[X2M18O62]m-以及同多负离子[MxOy]z-(M=Mo6+或W6+;X=P5+,Si4+或B3+)的存在下,用过氧化氢进行1-辛烯的环氧化反应时,负离子[BW12O40]5-、[SiW12O40]4-和[P2W18O62]6-都是非活性的,并且许多光谱分析法表明它们的结构在反应过程中没有发生变化。[PMo12O40]3-表现出很低的活性,而[PW12O40]3-、H2WO4和[H2W12O42]10-都表现出高活性。反应中Keggin型杂多负离子[PW12O40]3-被过量的过氧化氢分解而形成过氧化多酸{PO4[WO(O2)2]4}3-和[W2O3(O2)4(H2O)2]2-,而这两种活性物种在环氧化反应中起到了重要的作用。2烷基化反应石油炼制工业上,烷烃烷基化、烯烃烷基化及芳烃烷基化反应是生产高辛烷值清洁汽油组分的环境友好工艺。但以浓硫酸和氢氟酸作为催化剂的传统烷基化工艺因氢氟酸的毒性和浓硫酸的严重腐蚀性受到了很大的限制。C4抽余液是蒸气裂解装置产生的C4馏份经抽提分离丁二烯后的C4剩余部分,其中富含大量的1-丁烯和异丁烯。如何利用C4抽余液中的异丁烯和1-丁烯是C4抽余液化工利用的关键。异丁烯是一种重要的基本有机化工原料,主要用于制备丁基橡胶和聚异丁烯,也用来合成甲基丙烯酸酯、异戊二烯、叔丁酚、叔丁胺等多种有机化工原料和精细化工产品。1-丁烯是一种化学性质比较活泼的a-烯烃,其主要用途是作为线性低密度聚乙烯(LLDPE)的共聚单体,也用于生产聚丁烯、聚丁烯酯、庚烯和辛烯等直链或支链烯烃、仲丁醇、甲乙酮、顺酐、环氧丁烷、醋酸、营养药、农药等。特别是自20世纪70年代LLDPE工业化技术开发成功以来,随着LLDPE工业生产的蓬勃发展,国内外对1-丁烯的需求与日俱增,已成为发展最快的化工产品之一。刘志刚[9]等用浸渍法制备了Cs+、K+、NH4+的SiPW12杂多酸盐类和SiO2负载的SiPW12杂多酸,在超临界条件下评价了它们对异丁烷和丁烯烷基化的催化作用。结果表明,它们的活性和选择性大小顺序是当阳离子数相同时,Cs+盐>K+盐>NH4+盐。(NH4)5H5SiW12O40尽管催化活性不高,但对C8产物的选择性达到48%;C5H5SiW12O40具有很高的催化活性,但其对C8产物的选择性却只有47%。3异构化反应汽油的抗爆性用异辛烷值表示,直链烃异构化是生产高辛烷值汽油的重要手段。C5~C6烷烃骨架异构化旨在提高汽油总组成的辛烷值,反应受平衡限制,低温有利于支链异构化热动力学平衡。为达到最大的异构化油产率,C5~C6烷烃异构化应在尽可能低的温度和高效催化剂存在下进行。烷烃骨架异构化是典型的酸催化反应,最近发现有较多的固体酸材料(其酸强度高于H-丝光沸石)可用于轻质烷烃骨架异构化,其中,最有效的有基于杂多酸(HPA)的催化材料和硫酸化氧化锆、钨酸化氧化锆(WOx-ZrO2)。2绿色催化剂绿色化学对催化剂也提出了相应的要求[1,2]:(1)在无毒无害及温和的条件下进行;(2)反应应具有高的选择性,人们将符合这两点的催化剂称之为绿色催化剂。由于一些杂多酸化合物表现出准液相行为,极性分子容易通过取代杂多酸中的水分子或扩大聚合阴离子之间的距离而进入其体相中,在某种意义上吸收大量极性分子的杂多酸类似于一种浓溶液,其状态介于固体和液体之间,使得某些反应可以在这样的体相内进行。作为酸催化剂,其活性中心既存在于“表相”,也存在于“体相”,体相内所有质子均可参与反应,而且体相内的杂多阴离子可与类似正碳离子的活性中间体形成配合物使之稳定。杂多酸有类似于浓液的“拟液相”,这种特性使其具有很高的催化活性,既可以表面发生催化反应,也可以在液相中发生催化反应。准液相形成的倾向取决于杂多酸化合物和吸收分子的种类以及反应条件。正是这种类似于“假液体”的性质致使杂多酸即可作均相及非均相反应,也可作相转移催化剂。陈诵英[10]等用二元杂多酸为催化剂,双氧水为氧化剂,醋酸为溶剂,催化氧化三甲基苯酚(TMP)合成三甲基苯醌(TMBQ),这与传统方法先用发烟硫酸磺化TMP,然后在酸性条件下用固体氧化剂氧化得到TMBQ相比,能减少排放大量废水以及10 t以上的固体废物,且其摩尔收率可达86%,大大提高了原子利用率。刘亚杰[11]等采用一种性能优良的环境友好的负载型杂多酸催化剂(HRP-24)合成二十四烷基苯。HR-24属于一种大孔、细颗粒、强酸性的固体酸催化剂,大孔和细颗粒有利于大分子烯烃的扩散,且不容易被长链烯烃聚合形成的胶质堵塞孔道,而强酸性可使催化剂在较低温度下就具有较高的催化活性。实验表明,在反应温度和压力较低的情况下(120℃和1~2 MPa),烯烃的转化率和二十四烷基苯的选择性都接近100%。Furuta等[12]采用Pd-H3SiW12O40催化乙烯在氧气和水存在下氧化一步合成了乙酸乙酯,简化合成工艺,与绿色化学相适应。刘秉智[13]以活性炭负载磷钼钨杂多酸为催化剂,用30%双氧水催化氧化苯甲醇合成苯甲醛,苯甲醛收率可达8%。与国内同类产品的生产工艺相比,其具有催化活性好,反应条件温和,生产成本低廉,催化剂可重复使用,对设备无腐蚀性,不污染环境,是一种优良的新型合成工艺路线,具有一定的工业开发前景。3展望虽然绿色化工催化剂理论发展逐渐得到完善,但大多数催化剂仍停留在实验阶段,催化剂性能不稳定,制备过程复杂,性价比低是制约其工业化应用的主要原因,但从长远角度考虑,采用绿色化工催化剂是实现生产零污染的一个必然趋势。环境友好的负载型杂多酸催化剂既能保持低温高活性、高选择性的优点,又克服了酸催化反应的腐蚀和污染问题,而且能重复使用,体现了环保时代的催化剂发展方向。今后的研究重点应是进一步探明负载型杂多酸的负载机制和催化活性的关系,进一步解决活性成分的溶脱问题,并进行相关的催化机理和动力学研究,为工业化技术提供数据模型,使负载型杂多酸早日实现工业化生产,为石油化工和精细化工等行业创造更大的经济、社会效益。[参考文献][1][2][3][4][5][6][7][8][9][10][11][12][13]王恩波,胡长文,许林多酸化学导论[M]北京:化学工业出版社,1997,170-195.夏恩冬,王鉴,李爽杂多酸氧化-还原催化应用及研究进展[J]天津化工,2007,21(3):20-Aubry C,Chottard G,Bregeault J,et Reinvestigationof epoxidation using tungsten-based precursors andhydrogen peroxide in a biphase medium[J]Inorg C,1991,30(23):4 409-4 刘志刚,刘植昌,刘耀芳SiW12杂多酸盐在C4烷基化反应中应用的研究[J]天然气与石油,2005,23(1):17-陈诵英,陈蓓,王琴,等环境友好氧化催化剂杂多酸的应用[J]宁夏大学学报,2001,(2):98-刘亚杰,温朗友,吴巍,等负载型杂多酸催化剂合成二十四烷基苯[J]石油炼制与化工,2002,33(12):18-Futura M,Kung H HApplied Catalysis A:General[J],2000,201:9-刘秉智固载杂多酸催化氧化合成苯甲醛绿色新工艺[J]应用化工,2005,(9):548-Anastasp,Will IGreen Chemistry TheoryandPractice[M]Oxford:Oxford University Press,TThe atom economy:a search for synthetic effi 2ciency[J]Science,1991,254(5037):1 471-1 Misono M,Okuhara TChemtech[J],1993,23(11):23-KCatal Rev-Sei E[J],1995,37(2):311-温朗友,闵恩泽固体杂多酸催化剂研究新进展[J]石油化工,2000,(1):49-
环境保护与绿色化学论文范文
大气污染对人体的危害主要表现为呼吸道疾病;对植物可使其生理机制受抑制,生长不良,抗病抗虫能力减弱,甚至死亡;大气污染还能对气候产生不良影响,如降低能见度,减少太阳的辐射(据资料表明,城市太阳辐射强度和紫外线强度要分别比农村减少10~30%和10~25%)而导致城市佝偻发病率的增加;大气污染物能腐蚀物品,影响产品质量;近十几年来,不少国家发现酸雨,雨雪中酸度增高,使河湖、土壤酸化、鱼类减少甚至灭绝,森林发育受影响,这与大气污染是有密切关系的。 各种大气污染物对人体的影响。 煤烟 引起支气管炎等。如果煤烟中附有各种工业粉尘(如金属颗粒),则可引起相应的尘肺等疾病。 硫酸烟雾 对皮肤、眼结膜、鼻粘膜、咽喉等均有强烈刺激和损害。严重患者如并发胃穿孔、声带水肿、狭窄、心力衷竭或胃脏刺激症状均有生命危险。 铅 略超大气污染允许深度以上时,可引起红血球碍害等慢性中毒症状,高浓度时可引起强烈的急性中毒症状。 二氧化硫 浓度为1-5ppm时可闻到嗅味,5ppm长吸入可引起心悸、呼吸困难等心肺疾病。重者可引起反射性声带痉挛,喉头水肿以至窒息。 氧化氮 主要指一氧化氮和二氧化氮,中毒的特征是对深部呼吸道的作用,重者可臻肺坏疽;对粘膜、神经系统以及造血系统均有损害,吸入高浓度氧化氮时可出现窒息现象。 一氧化碳 对血液中的血色素亲和能力比氧大210倍,能引起严重缺氧症状即煤气中毒。约100ppm时就可使人感到头痛和疲劳。 臭氧 其影响较复杂,轻病表现肺活量少,重病为支气管炎等。 硫化氢 浓度为100ppm吸入2-15分钟可使人嗅觉疲劳,高浓度时可引起全身碍害而死亡。 氰化物 轻度中毒有粘膜刺激症状,重者可使意识逐渐昏,虽直性痉挛,血压下降,迅速发生呼吸障碍而死亡。氰化物中毒后遗症为头痛,失语症、癫痫发作等。氰化物蒸汽可引起急性结膜充血、气喘等。 氟化物 可由呼吸道、胃肠道或皮肤侵入人体,主要使骨骼、造血、神经系统、牙齿以及皮肤粘膜等受到侵害。重者或因呼吸麻痹、虚脱等而死亡。 氯 主要通过呼吸道和皮肤粘膜对人体发生中毒作用。当空气中氯的浓度达04~06毫克/升时,30~60分钟即可致严重中毒,如空气中氯的浓度达3毫克/升时,则可引起肺内化学性烧伤而迅速死亡。据统计,全世界每年排入大气的污染物约有6亿多吨。污染源主要是以下三方面: 生活污染源:如家庭、商业服务部门等燃煤排放的烟尘和废气。 交通污染源:如汽车、火车、飞机、船舶等排放的废气。 工业污染源:如发电厂、钢铁厂、水泥厂、氮肥厂、烧碱厂及其它各类化工厂排放的废气和粉尘。 主要大气污染物有两大类: 气态污染物(如二氧化硫、硫化氢、一氧化碳、二氧化碳、二氧化氮、氨、氯气等) 颗粒态污染物(如烟、雾、粉尘):水体受污染的原因 人类生产活动造成的水体污染中。工业引起的水体污染最严重。如工业废水,它含污染物多,成分复杂,不仅在水中不易净化,而且处理也比较困难。 工业废水,是工业污染引起水体污染的最重要的原因。它占工业排出的污染物的大部分。工业废水所含的污染物因工厂种类不同而千差万别,即使是同类工厂,生产过程不同,其所含污染物的质和量也不一样。工业除了排出的废水直接注入水体引起污染外,固体废物和废气也会污染水体。。。。。。 农业污染首先是由于耕作或开荒使土地表面疏松,在土壤和地形还未稳定时降雨,大量泥沙流入水中,增加水中的悬浮物。 还有一个重要原因是近年来农药、化肥的使用量日益增多,而使用的农药和化肥只有少量附着或被吸收,其余绝大部分残留在土壤和漂浮在大气中,通过降雨,经过地表径流的冲刷进入地表水和渗入地表水形成污染。 城市污染源是因城市人口集中,城市生活污水、垃圾和废气引起水体污染造成的。城市污染源对水体的污染主要是生活污水,它是人们日常生活中产生的各种污水的混合液,其中包括厨房、洗涤房、浴室和厕所排出的污水。 世界上仅城市地区一年排出的工业和生活废水就多达500立方公里,而每一滴污水将污染数倍乃至数十倍的水体。水污染后,通过饮水或食物链,污染物进入人体,使人急性或慢性中毒。砷、铬、铵类、笨并(a)芘等,还可诱发癌症。被寄生虫、病毒或其它致病菌污染的水,会引起多种传染病和寄生虫病。 重金属污染的水,对人的健康均有危害。被镉污染的水、食物,人饮食后,会造成肾、骨骼病变,摄入硫酸镉20毫克,就会造成死亡。铅造成的中毒,引起贫血,神经错乱。六价铬有很大毒性,引起皮肤溃疡,还有致癌作用。饮用含砷的水,会发生急性或慢性中毒。砷使许多酶受到抑制或失去活性,造成机体代谢障碍,皮肤角质化,引发皮肤癌。有机磷农药会造成神经中毒,有机氯农药会在脂肪中蓄积,对人和动物的内分泌、免疫功能、生殖机能均造成危害。稠环芳烃多数具有致癌作用。氰化物也是剧毒物质,进入血液后,与细胞的色素氧化酶结合,使呼吸中断,造成呼吸衰竭窒息死亡。 我们知道,世界上80%的疾病与水有关。伤寒、霍乱、胃肠炎、痢疾、传染性肝类是人类五大疾病,均由水的不洁引起。 (2)对工农业生产的危害 水质污染后,工业用水必须投入更多的处理费用,造成资源、能源的浪费,食品工业用水要求更为严格,水质不合格,会使生产停顿。这也是工业企业效益不高,质量不好的因素。农业使用污水,使作物减产,品质降低,甚至使人畜受害,大片农田遭受污染,降低土壤质量。海洋污染的后果也十分严重,如石油污染,造成海鸟和海洋生物死亡。 (3)水的富营养化的危害 在正常情况下,氧在水中有一定溶解度。溶解氧不仅是水生生物得以生存的条件,而且氧参加水中的各种氧化-还原反应,促进污染物转化降解,是天然水体具有自净能力的重要原因。含有大量氮、磷、钾的生活污水的排放,大量有机物在水中降解放出营养元素,促进水中藻类丛生,植物疯长,使水体通气不良,溶解氧下降,甚至出现无氧层。以致使水生植物大量死亡,水面发黑,水体发臭形成“死湖”、“死河”、“死海”,进而变成沼泽。这种现象称为水的富营养化。富营养化的水臭味大、颜色深、细菌多,这种水的水质差,不能直接利用,水中断鱼大量死亡。
化学所面临的挑战 1 化学的形象正在被与其交叉的学科的巨大成功所埋没 化学是一门中心科学,化学与生命、材料等八大朝阳科学有非常密切的联系,产生了许多重要的交叉学科,但化学作为中心学科的形象反而被其交叉学科的巨大成就所埋没。化学这门重要的中心科学(central science)反而被社会看作是伴娘科学(bridesmaid science)而不受重视。 2 化学正被各种各样的环境污染问题所困扰 化学的发展在不断促进人类进步的同时,在客观上使环境污染成为可能,但是起决定性的是人的因素,最终要靠人们的认识不断提升来解决这个问题。一些著名的环境事件多数与化学有关,诸如臭氧层空洞、白色污染、酸雨和水体富营养化等;另一方面把所有的环境问题都归结为化学的原因,显然是不公平的,比如森林锐减、沙尘暴和煤的燃烧等。这当然与化学没有树立好自己的品牌有关系,在最早的化学工艺流程里面,根本没有把废气和废渣的处理纳入考虑范围,因此很多化学工艺都是会带来环境污染的。现在,有些人把化学和化工当成了污染源。人们开始厌恶化学,进而对化学产生了莫名其妙的恐惧心理,结果造成凡是有“人工添加剂”的食品都不受欢迎,有些化妆品厂家也反复强调本产品不含有任何“化学物质”。事实上,这些是对化学的偏见,监测、分析和治理环境的却恰恰是化学家。 2 绿色化学是应对挑战的必然 科学不但要认识世界和改造世界,还要保护世界。化学也如此,为了应对化学所面临的挑战,提倡绿色化学是刻不容缓。 1 绿色化学的概念 绿色化学又称环境无害化学、环境友好化学或清洁化学,是指化学反应和过程以“原子经济性”为基本原则,即在获取新物质的化学反应中充分利用参与反应的每个原料原子,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和零污染,是一门从源头阻止污染的化学。绿色化学不同于环境保护,绿色化学不是被动地治理环境污染,而是主动的防止化学污染,从而在根本上切断污染源,所以绿色化学是更高层次的环境友好化学。 2绿色化学的产生及其背景 当今,可持续发展观是世人普遍认同的发展观。它强调人口、经济、社会、环境和资源的协调发展,既要发展经济,又要保护自然资源和环境,使子孙后代能永续发展。绿色化学正是基于人与自然和谐发展的可持续发展理论。在1984年,美国环保局(EPA)提出“废物最小化”,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。 1990年,美联邦政府通过了“防止污染行动”的法令,将污染的防止确立为国策,该法案条文中第一次出现了“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了第一份国际性《绿色化学》杂志,标志着绿色化学的正式产生。我国也紧跟世界化学发展的前沿,在1995年,中国科学院化学部确定了《绿色化学与技术》的院士咨询课题。 3 绿色化学的核心内容 原子经济性是绿色化学的核心内容,这一概念最早是1991年美国Stanford大学的著名有机化学家Trost(为此他曾获得了1998年度的“总统绿色化学挑战奖”的学术奖)提出的,即原料分子中究竟有百分之几的原子转化成了产物。理想的原子经济反应是原料分子中的原子百分之百地转变成产物,不产生副产物或废物,实现废物的“零排放”。他用原子利用率衡量反应的原子经济性,认为高效的有机合成应最大限度地利用原料分子的每一个原子,使之结合到目标分子中。绿色化学的原子经济性的反应有两个显著优点:一是最大限度地利用了原料,二是最大限度地减少了废物的排放。原子利用率的表达式是: 原子利用率= (预期产物的式量/反应物质的式量之和)×100% 如无公害氧化剂过氧化氢的制备可采用乙基蒽醌法,即由氢和氧在2-乙基蒽醌和Pd为催化剂作用下直接合成,2-乙基蒽醌复出并可循环使用。此反应原子利用率为100%,体现了原子经济性,减少废物的生成和排放,是典型的零排放例子。 4 绿色化学的12项原则和5R原则 为了简述了绿色化学的主要观点,PTAnastas和JCWaner曾提出绿色化学的12项原则,这12项原则对我们今后从事绿色化学的研究具有一定的指导作用。 Ⅰ.防止——防止产生废弃物要比产生后再去处理和净化好得多。 Ⅱ.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。 Ⅲ.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。 Ⅳ.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。 Ⅴ.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。 Ⅵ.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。 Ⅶ.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。 Ⅷ.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。 Ⅸ.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。 Ⅹ.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。 Ⅺ.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。 Ⅻ.特别是从化学反应的安全上防止事故发生——在化学过程中,反应物(包括其特定形态)的选择应着眼于使包括释放、爆炸、着火等化学事故的可能性降至最低。 为了更明确的表述绿色化学在资源使用上的要求,人们又提出了5R理论: Ⅰ.减量——Reduction 减量是从省资源少污染角度提出的。减少用量、在保护产量的情况下如何减少用量,有效途径之一是提高转化率、减少损失率。②减少“三废”排放量。主要是减少废气、废水及废弃物(副产物)排放量,必须排放标准以下。 Ⅱ.重复使用——Reuse 重复使用这是降低成本和减废的需要。诸如化学工业过程中的催化剂、载体等,从一开始就应考虑有重复使用的设计。 Ⅲ.回收——Recycling 回收主要包括:回收未反应的原料、副产物、助溶剂、催化剂、稳定剂等非反应试剂。 Ⅵ.再生——Regeneration 再生是变废为宝,节省资源、能源,减少污染的有效途径。它要求化工产品生产在工艺设计中应考虑到有关原材料的再生利用。 Ⅴ.拒用——Rejection 拒绝使用是杜绝污染的最根本办法,它是指对一些无法替代,又无法回收、再生和重复使用的毒副作用、污染作用明显的原料,拒绝在化学过程中使用。 3 绿色化学的发展前景 1反应原料的绿色化 即反应原料符合5R原则。 2原子经济性反应 在基本有机原料的生产中,已有一些原子经济性反应的典范,如丙烯氢甲酰化制丁醛、甲醇羰化制醋酸和从丁二烯和氢氰酸合成己二腈等。 3高效合成法 不涉及分离高效的的多步合成无疑是洁净技术的重要组成部分。 提高反应的选择性———定向合成 如不对称合成。 环境友好催化剂 例如在正己烷的裂解反应中,固体酸SiO2-AlCl3比普通AlCl3具有更好的选择性,更小的腐蚀性。 物理方法促进化学反应 如微波引发和促进Diels Alder反应、Claisen重排、缩合等许多重要的有机反应。 酶促有机化学反应 酶促有机化学反应有高效性、选择性、反应条件温和和自身对环境友好等特点。 8溶剂 化学污染不仅来源于原料和产品,而且与反应介质、分离和配方中使用的溶剂有关,有毒挥发性溶剂替代品的研究是绿色化学的重要研究方向。如超临界流体、水相有机合成和室温熔盐溶剂等。 计算机辅助绿色化学设计和模拟 在化学化工领域,计算机已广泛用于构效分析、结构解析、反应性预测、故障诊断及控制等许多方面。无疑,计算机在寻找符合绿色化学原则的最佳反应路线、化工过程最优化、产品设计等方面推动了绿色化学的更快发展。 10环境友好产品 如可降解塑料、环境友好农药、绿色燃料、绿色涂料和CFCs替代物等。 绿色化学为化学的发展注入了新的活力,在21世纪化学必将大有可为。
绿色化学 环境保护 化学是一门以实验为主的学科,它由理论与实践组成,理论指导实验,实验验证理论。它往往离不开实验,但化学书上的试验往往会产生一些污染大气的物质,造成大气的污染。大气污染指洁净大气被有害气体和悬浮物质污染的现象,其主要污染来自于核爆炸后散落的放射性物质、化学毒剂和工业、交通运输工具等排出的有害气体。大气污染不仅仅是对一地区(甚至全球)的天气和气候发生影响,而且更重要的是对人类生活、动植物生长、工业产品质量和建筑物的使用寿命都有很大的危害。所以,我们才要提倡绿色化学。 绿色化学又称为环境无害化学、环境友好化学、清洁化学, 是指设计和生产中没有或者尽可能小的环境负作用、零毒物排放、零污染、没有浪费,使反应中的药品尽可能地回收再利用。倡导绿色化学,首先就要使化学试验尽可能或根本消除其所产生的副产物(即污染物)。那么,应当如何消除污染物或减少它的生成呢? 首先,我们看一例气体污染物的如何产生的。 二氧化硫就是一种气体污染物,在探究氧气化学性质时,我们就有一个观察硫在空中燃烧时发生的现象和硫在氧气中燃烧的现象的实验,实验步骤如下:(1)在燃烧匙里放入少量硫加热直到发生燃烧,观察硫在空气里燃烧时发生的现象。然后把盛有正在燃烧的硫的燃烧匙伸进充满面氧气的集气瓶里,再观察硫在氧气里燃烧时发生的现象。 当然,这种方法具有可行性,而且简便,但是硫在空气中燃烧往往会使一些二氧化硫逃逸,污染大气。所以,我们要设计一种简便、可行性高的方法来替代它。达到使产物友善化,使不友善产物消失或减少。 操作步骤:如图所示连接装置检查气密性后,打开开关S,利用电流热效应给硫加热,待其燃烧,观察硫在空气中燃烧的情况,打开分液漏斗,MnO2与H2O2反应产生氧气,过一段时间后,观察在氧气中燃烧的现象。瓶中空气会和未与水反应的二氧化硫进入“洗气瓶”中, 从瓶中排出的将是含有少量氧气的空气,不再会有二氧化硫。在观察硫在氧气中燃烧现象后,应扭上阀门,以免防止造成H2O2的浪费,实验后的废弃物也不要直接倒入下水道,防止污染水源。防止污染是绿色化学的一部分。除了防止污染环境也应当防止试剂浪费,这就要控制好化学反应,做到随时控制化学反应的发生和停止。 如甲、乙两图所示,当反应达到所需效果时,将薄塑料片上提,就可以做控制化学反应的发生和停止。另外,也便于MnO2的回收再利用。其实,除此之外,平时实验时也应当注意做节约药品,杜绝浪费,也就做到了绿色化学。 绿色化学不仅可以防止污染、杜绝浪费,也可以为我们创造一个更美好的明天。 提供素材,仅供参考
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绿色催化剂的应用及进展摘要]对新型绿色催化剂杂多化合物的研究进展进行了综述,主要介绍了杂多化合物在催化氧化、烷基化、异构化等石油化工领域的研究现状,并对其应用和发展前景做了总结和评述。[关键词]杂多化合物;绿色化工催化剂;展望随着人们对环保的日益重视以及环氧化产品应用的不断增加,寻找符合时代要求的工艺简单、污染少、绿色环保的环氧化合成新工艺显得更为迫切。20世纪90年代后期绿色化学[1,2]的兴起,为人类解决化学工业对环境污染,实现可持续发展提供了有效的手段。因此,新型催化剂与催化过程的研究与开发是实现传统化学工艺无害化的主要途径。杂多化合物催化剂泛指杂多酸及其盐类,是一类由中心原子(如P、Si、Fe、B等杂原子及其相应的无机矿物酸或氢氧化物)和配位原子(如Mo、W、V、Ta等多原子)按一定的结构通过氧原子桥联方式进行组合的多氧簇金属配合物,用HPA表示[3-6]。HPA的阴离子结构有Keggin、Dawson、Anderson、Wangh、Silverton、Standberg和Lindgvist 7种结构。由于杂多酸直接作为固体酸比表面积较小(<10 m2/g),需要对其固载化。固载化后的杂多酸具有“准液相行为”和酸碱性、氧化还原性的同时还具有高活性,用量少,不腐蚀设备,催化剂易回收,反应快,反应条件温和等优点而逐渐取代H2SO4、HF、H3PO4应用于催化氧化、烷基化、异构化等石油化工研究领域的各类催化反应。1杂多酸在石油化工领域的研究进展随着我国石油化工工业的快速发展,以液态烃为原料制取乙烯的生产能力在不断增长,而产生的副产物中有大量的C3~C9烃类,其化工综合利用率却仍然较低,随着环保法规对汽油标准中烯烃含量的严格限制,如何在不降低汽油辛烷值的情况下,生产出高标号的环境友好汽油已是我国炼油业面临的又一个技术难题。目前,催化裂化副产物C3~C9烃类的催化氧化、烷基化、芳构化以及C3~C9烃类的回炼技术已成为研究的热点。因此,催化裂化C3~C9烃类的开发与应用将有着强大的生产需求和广阔的市场前景。1催化氧化反应杂多酸(盐)作为一类氧化性相当强的多电子氧化催化剂,其阴离子在获得6个或更多个电子后结构依然保持稳定。通过适当的方法易氧化各种底物,并使自身呈还原态,这种还原态是可逆的,通过与各种氧化剂如O2、H2O2、过氧化尿素等相互作用,可使自身氧化为初始状态,如此循环使反应得以继续。用杂多酸作催化剂使有机化合物催化氧化作用有两种路线是可行的[7]:①分子氧的氧化:即氧原子转移到底物中;②脱氢反应的氧化。将直链烷烃进行环氧化是生产高辛烷值汽油的重要途径之一。Bregeault等[8]研究了在CHCl3-H2O两相中,在作为具有催化活性的过氧化多酸化合物的前体的杂多负离子[XM12O40]n-和[X2M18O62]m-以及同多负离子[MxOy]z-(M=Mo6+或W6+;X=P5+,Si4+或B3+)的存在下,用过氧化氢进行1-辛烯的环氧化反应时,负离子[BW12O40]5-、[SiW12O40]4-和[P2W18O62]6-都是非活性的,并且许多光谱分析法表明它们的结构在反应过程中没有发生变化。[PMo12O40]3-表现出很低的活性,而[PW12O40]3-、H2WO4和[H2W12O42]10-都表现出高活性。反应中Keggin型杂多负离子[PW12O40]3-被过量的过氧化氢分解而形成过氧化多酸{PO4[WO(O2)2]4}3-和[W2O3(O2)4(H2O)2]2-,而这两种活性物种在环氧化反应中起到了重要的作用。2烷基化反应石油炼制工业上,烷烃烷基化、烯烃烷基化及芳烃烷基化反应是生产高辛烷值清洁汽油组分的环境友好工艺。但以浓硫酸和氢氟酸作为催化剂的传统烷基化工艺因氢氟酸的毒性和浓硫酸的严重腐蚀性受到了很大的限制。C4抽余液是蒸气裂解装置产生的C4馏份经抽提分离丁二烯后的C4剩余部分,其中富含大量的1-丁烯和异丁烯。如何利用C4抽余液中的异丁烯和1-丁烯是C4抽余液化工利用的关键。异丁烯是一种重要的基本有机化工原料,主要用于制备丁基橡胶和聚异丁烯,也用来合成甲基丙烯酸酯、异戊二烯、叔丁酚、叔丁胺等多种有机化工原料和精细化工产品。1-丁烯是一种化学性质比较活泼的a-烯烃,其主要用途是作为线性低密度聚乙烯(LLDPE)的共聚单体,也用于生产聚丁烯、聚丁烯酯、庚烯和辛烯等直链或支链烯烃、仲丁醇、甲乙酮、顺酐、环氧丁烷、醋酸、营养药、农药等。特别是自20世纪70年代LLDPE工业化技术开发成功以来,随着LLDPE工业生产的蓬勃发展,国内外对1-丁烯的需求与日俱增,已成为发展最快的化工产品之一。刘志刚[9]等用浸渍法制备了Cs+、K+、NH4+的SiPW12杂多酸盐类和SiO2负载的SiPW12杂多酸,在超临界条件下评价了它们对异丁烷和丁烯烷基化的催化作用。结果表明,它们的活性和选择性大小顺序是当阳离子数相同时,Cs+盐>K+盐>NH4+盐。(NH4)5H5SiW12O40尽管催化活性不高,但对C8产物的选择性达到48%;C5H5SiW12O40具有很高的催化活性,但其对C8产物的选择性却只有47%。3异构化反应汽油的抗爆性用异辛烷值表示,直链烃异构化是生产高辛烷值汽油的重要手段。C5~C6烷烃骨架异构化旨在提高汽油总组成的辛烷值,反应受平衡限制,低温有利于支链异构化热动力学平衡。为达到最大的异构化油产率,C5~C6烷烃异构化应在尽可能低的温度和高效催化剂存在下进行。烷烃骨架异构化是典型的酸催化反应,最近发现有较多的固体酸材料(其酸强度高于H-丝光沸石)可用于轻质烷烃骨架异构化,其中,最有效的有基于杂多酸(HPA)的催化材料和硫酸化氧化锆、钨酸化氧化锆(WOx-ZrO2)。2绿色催化剂绿色化学对催化剂也提出了相应的要求[1,2]:(1)在无毒无害及温和的条件下进行;(2)反应应具有高的选择性,人们将符合这两点的催化剂称之为绿色催化剂。由于一些杂多酸化合物表现出准液相行为,极性分子容易通过取代杂多酸中的水分子或扩大聚合阴离子之间的距离而进入其体相中,在某种意义上吸收大量极性分子的杂多酸类似于一种浓溶液,其状态介于固体和液体之间,使得某些反应可以在这样的体相内进行。作为酸催化剂,其活性中心既存在于“表相”,也存在于“体相”,体相内所有质子均可参与反应,而且体相内的杂多阴离子可与类似正碳离子的活性中间体形成配合物使之稳定。杂多酸有类似于浓液的“拟液相”,这种特性使其具有很高的催化活性,既可以表面发生催化反应,也可以在液相中发生催化反应。准液相形成的倾向取决于杂多酸化合物和吸收分子的种类以及反应条件。正是这种类似于“假液体”的性质致使杂多酸即可作均相及非均相反应,也可作相转移催化剂。陈诵英[10]等用二元杂多酸为催化剂,双氧水为氧化剂,醋酸为溶剂,催化氧化三甲基苯酚(TMP)合成三甲基苯醌(TMBQ),这与传统方法先用发烟硫酸磺化TMP,然后在酸性条件下用固体氧化剂氧化得到TMBQ相比,能减少排放大量废水以及10 t以上的固体废物,且其摩尔收率可达86%,大大提高了原子利用率。刘亚杰[11]等采用一种性能优良的环境友好的负载型杂多酸催化剂(HRP-24)合成二十四烷基苯。HR-24属于一种大孔、细颗粒、强酸性的固体酸催化剂,大孔和细颗粒有利于大分子烯烃的扩散,且不容易被长链烯烃聚合形成的胶质堵塞孔道,而强酸性可使催化剂在较低温度下就具有较高的催化活性。实验表明,在反应温度和压力较低的情况下(120℃和1~2 MPa),烯烃的转化率和二十四烷基苯的选择性都接近100%。Furuta等[12]采用Pd-H3SiW12O40催化乙烯在氧气和水存在下氧化一步合成了乙酸乙酯,简化合成工艺,与绿色化学相适应。刘秉智[13]以活性炭负载磷钼钨杂多酸为催化剂,用30%双氧水催化氧化苯甲醇合成苯甲醛,苯甲醛收率可达8%。与国内同类产品的生产工艺相比,其具有催化活性好,反应条件温和,生产成本低廉,催化剂可重复使用,对设备无腐蚀性,不污染环境,是一种优良的新型合成工艺路线,具有一定的工业开发前景。3展望虽然绿色化工催化剂理论发展逐渐得到完善,但大多数催化剂仍停留在实验阶段,催化剂性能不稳定,制备过程复杂,性价比低是制约其工业化应用的主要原因,但从长远角度考虑,采用绿色化工催化剂是实现生产零污染的一个必然趋势。环境友好的负载型杂多酸催化剂既能保持低温高活性、高选择性的优点,又克服了酸催化反应的腐蚀和污染问题,而且能重复使用,体现了环保时代的催化剂发展方向。今后的研究重点应是进一步探明负载型杂多酸的负载机制和催化活性的关系,进一步解决活性成分的溶脱问题,并进行相关的催化机理和动力学研究,为工业化技术提供数据模型,使负载型杂多酸早日实现工业化生产,为石油化工和精细化工等行业创造更大的经济、社会效益。[参考文献][1][2][3][4][5][6][7][8][9][10][11][12][13]王恩波,胡长文,许林多酸化学导论[M]北京:化学工业出版社,1997,170-195.夏恩冬,王鉴,李爽杂多酸氧化-还原催化应用及研究进展[J]天津化工,2007,21(3):20-Aubry C,Chottard G,Bregeault J,et Reinvestigationof epoxidation using tungsten-based precursors andhydrogen peroxide in a biphase medium[J]Inorg C,1991,30(23):4 409-4 刘志刚,刘植昌,刘耀芳SiW12杂多酸盐在C4烷基化反应中应用的研究[J]天然气与石油,2005,23(1):17-陈诵英,陈蓓,王琴,等环境友好氧化催化剂杂多酸的应用[J]宁夏大学学报,2001,(2):98-刘亚杰,温朗友,吴巍,等负载型杂多酸催化剂合成二十四烷基苯[J]石油炼制与化工,2002,33(12):18-Futura M,Kung H HApplied Catalysis A:General[J],2000,201:9-刘秉智固载杂多酸催化氧化合成苯甲醛绿色新工艺[J]应用化工,2005,(9):548-Anastasp,Will IGreen Chemistry TheoryandPractice[M]Oxford:Oxford University Press,TThe atom economy:a search for synthetic effi 2ciency[J]Science,1991,254(5037):1 471-1 Misono M,Okuhara TChemtech[J],1993,23(11):23-KCatal Rev-Sei E[J],1995,37(2):311-温朗友,闵恩泽固体杂多酸催化剂研究新进展[J]石油化工,2000,(1):49-
论文摘要】 经过一段时间的社会探索和调查取证,我们已对化学污染与环境有所了解,并进行了初步的论述和实践验证。使我们正确的认识到当代化学污染与环境的种种矛盾。同时,对如何减少这一污染,加强环境保护维持生态平衡等问题提出了较为正确的方法。在此,希望能得到各界人士的关注。【关键词】 化学生产 环境污染 环保【论点的提出】 面对越来越被人们所关注环境污染问题,以及精神生活与物质生活的不断提高之下随之而来的环境影响也一度让人困惑不已。仅从陆地污染来说,那难以处理的塑料橡胶玻璃铝等废物,无一例外均是化工生产的产物,无论是在生产过程中还是使用过后的处理途径,均是难以权衡的种种矛盾。当然,环境污染的最直接最容易被人所感受的后果是使人类环境的质量下降,影响人类的生活质量身体健康和生产活动。为改变现状,用所学的现有知识探寻一些切实可行的环保方法,并对化学学科的知识得以巩固,我们终将论点得以提出。【围绕论点展开的讨论、调查】 在当今社会,概括地说,现如今的环境污染主要为三方面:海洋污染陆地污染空气污染。情况一:空气污染 大气污染是指大气中污染物浓度达到有害程度,超过了环境质量标准的现象。凡是能使空气质量变坏的物质都是大气污染物。大气污染物目前已知约有100多种。按其存在状态可分为两大类。一种是气溶胶状态污染物,另一种是气体状态污染物。气溶胶状态污染物主要有粉尘、烟液滴、雾、降尘、漂尘、悬浮物等。气体状态污染物主要有以二氧化硫为主的硫氧化合物,以二氧化氮为主的氮氧化合物,以二氧化碳为主的碳氧化合物以及碳、氢结合的碳氢化合物。大气中不仅含无机污染物,而且含有机污染物。随着人类不断开发新的物质,大气污染物的种类和数量也在不断变化着。空气中的主要污染物是碳氧化合物、硫氧化合物、氮氧化合物及氯氟烃类等,这些污染物对人体对生物的危害是十分可怕的。因此,我们必须加强防治,减少污染,保护人类。碳氧化合物(COx)主要来自矿物燃料的释放而产生,如汽车;摩托,以及工业生产中化工原料的燃烧,CO2能强烈吸收太阳光的红外线,使地球表面气温升高,造成所谓的“温室效应”,改变并破坏了生态平衡,CO与血红蛋白的亲合力为O2与血红蛋白亲合力的210倍,因而它使血红蛋白丧失输氧的能力而引起组织缺氧导致头痛、神经麻痹,甚至危及生命。由于大气层的二氧化碳的急剧增加,如果不治理,吸收二氧化碳的海洋表层将达到饱和,森林被大面积砍伐,到2057年世界的热带雨林可能全部消失,使空气中的二氧化碳不能充分吸收,在未来的100—150年间,大气层中的二氧化碳增加20%,平均气温提高5℃,到21世纪末,地球上的平均气温升高5至6℃,那时地球上将无现在的冬天。除COx以外CH4、NOx和氯氟烃类也能吸收红外辐射,加剧温室效应,因此,我们应重视治理。情况二:饮食污染食品中的化学污染物品种多,成分复杂。主要包括:化肥(氮肥、磷肥、钾肥等);农药(有机氯类、有机磷类、氨基甲酸酯类、沙蚕毒素类、有机砷类、有机氟类、有机汞类等);各种有害金属和非金属(汞、砷、铅、镉、镍、锑、硒、钴、氟等);各种有机物、无机物(苯并芘、亚硝胺、酸、碱、苯胺等)。食品中化学污染物涉及范围较广,污染情况也较复杂。在农业生产中,化肥的合理科学施用不但能够改善土壤结构,而且能够增加农作物产量。由于近几年大量长期地乱施化肥,使土壤的理化性状变劣,肥力下降,同时造成了农业环境的污染,进而给食品带来了污染。为了防止通过化肥、农药、带入土壤过量的有害物质,必须经常进行环境污染物含量的检测管理,加强环保教育,推广科学施肥技术,提高肥料的利用率,制定各种农药和作物使用、收获、食用的合理安全间隔期。要加强对工业“三废”的治理和对食品包装材料卫生的管理工作。制订食品中化学污染物的卫生标准,使之成为国家实行食品卫生监督执法的依据,用以保证人们的饮食安全,保障人体健康。情况三:海洋污染 海洋污染是指有害物质进入海洋环境 而造成的污染。可损害生物资源,危害人类健康,妨碍捕鱼和人类在海上的其他活动,损坏海水质量和环境质量等。 海洋污染物依其来源、性质和毒性,可分为以下几类:①石油及其产品(见海洋石油污染)。②金属和酸、碱。包括铬、锰、铁、铜、锌、银、镉 、锑 、汞 、铅等金属,磷、砷等非金属,以及酸和碱等。它们直接危害海洋生物的生存和影响其利用价值。③农药。主要由径流带入海洋。对海洋生物有危害。④放射性物质。主要来自核爆炸、核工业或核舰艇的排污。⑤有机废液和生活污水。由径流带入海洋。极严重的可形成赤潮。⑥热污染和固体废物。主要包括工业冷却水和工程残土、垃圾及疏浚泥等。前者入海后能提高局部海区的水温,使溶解氧的含量降低 ,影 响生物的新 陈代谢,甚至使生物群落发生改变;后者可破坏海滨环境和海洋生物的栖息环境。海洋污染的特点是,污染源多、持续性强,扩散范围广,难以控制。海洋污染造成的海水浑浊严重影响海洋植物(浮游植物和海藻)的光合作用,从而影响海域的生产力,对鱼类也有危害。重金属和有毒有机化合物等有毒物质在海域中累积,并通过海洋生物的富集作用,对海洋动物和以此为食的其他动物造成毒害。石油污染在海洋表面形成面积广大的油膜,阻止空气中的氧气向海水中溶解,同时石油的分解也消耗水中的溶解氧,造成海水缺氧,对海洋生物产生危害,并祸及海鸟和人类。由于好氧有机物污染引起的赤潮(海水富营养化的结果),造成海水缺氧,导致海洋生物死亡。海洋污染还会破坏海滨旅游资源。因此,海洋污染已经引起国际社会约来约多的重视。防止海洋污染的措施主要有:海洋开发与环境保护协调发展,立足于对污染源的治理;对海洋环境深入开展科学研究;健全环境保护法制,加强监测监视和管理;建立海上消除污染的组织;宣传教育;加强国际合作,共同保护海洋环境。【结论】 经过此次探究学习,我们深切地感受到现如今环境问题的严重性和急待于整改处理的紧迫性。我们作为公民一定要从我做起从生活的点滴做起,保护环境,为拥有一个更加良好的生存空间,贡献自己的力量!【致谢】 论文的最后,我们要感谢参与指导、讨论及协助过论文的全体人员;论文中采用的图文及数据资料的提供者;提供信息或帮助收集、整理资料的人员。
这周轮我晚上应该有很多怎样远程就自己写吧?