绿色化学工艺的案例范文
时间：2023-11-23 17:52:06
导语：如何才能写好一篇绿色化学工艺的案例，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
绿色化学又称环境友好化学，是一门从源头上阻止污染的化学，核心是“原子经济性”和“5R”（Reduciton、Reuse、Recycling、Regeneration、Rejection）原则［1］，其与转变经济发展方式，建立环境友好与资源节约型社会，实现人类社会的可持续发展紧密相连。
“精细化工工艺学”是应用化学类专业的一门专业课，主要介绍精细化工产品的生产原理、工艺、设备等内容,使学生对精细化学品的生产工艺有较系统的了解和掌握［2］。精细化学品与人们的生活息息相关，其传统工艺往往具有三高（高能耗、高污染、高排放）的特点，这与绿色化学背道而驰。为此，笔者将绿色化学教育渗透于“精细化工工艺学”教学，取得了良好的教学效果。
1 进行绿色化学教育渗透的意义
人类所共同面对的环境问题决定了开展绿色化学教育的必要性和紧迫性。绿色化学教育既是素质教育的重要内容，也是培养学生社会责任感的需要，更是培养创新能力的需要。
立足于专业课的绿色化学教育，有利于绿色化学知识和专业知识的有机融合，有利于培养学生的环保意识及科学人文素养，有利于培养学生的创新能力，更有利于培养未来“工程师”们的绿色化学能力，为从长远和根本上防止污染、实现人类与环境的和谐发展奠定坚实的基础。因此，21世纪绿色化学教育必将迎来新的机遇与挑战，在专业教学中渗透绿色化学内容，加强学生的绿色化学意识，具有极其深刻的意义［3］。
2 进行绿色化学教育渗透的措施
2.1 培养学生的绿色化学意识
教师必须适时灌输绿色化学思想，教导学生依据“5R”原则选择绿色的工艺路线，在无法避免使用或产生有毒有害物质时，必须采取有效的保护和消害处理措施。同时引导学生观察和认识生活、生产中的绿色化学现象，巩固和加深绿色化学知识，如：观察并理解在日常生活中使用带有“无氯氟烃”标志的冰箱、空调产品有利于防止对臭氧层的破坏；使用无磷洗衣粉可以减轻水体富营养化等。
教师必须结合教学实际，采取积极有效的方法和途径，切实提高学生的绿色化学意识，使学生在潜移默化中受到良好的绿色化学教育，使绿色化学教育在学生思想中达到由“要求”变成“需求”的境界。
2.2 以实验“绿色化”促进绿色化学教育渗透
在“精细化工工艺学”和“精细化工实验”教学内容“理实一体化”的基础上，将理论课中的典型案例和实验项目对应起来，并引入绿色化学方法来设计实验教学。在改装后的微波炉中进行了“食品添加剂苯甲酸合成”实验教学［4］，具体步骤是：（1）在圆底烧瓶中投入1 g无水碳酸钠、0.015 mol高锰酸钾、0.01 mol氯化苄、0.2 g四丁基溴化铵及50 mL水放入微波炉，接好微波截止管和冷凝管，设置微波功率为750 W，反应时间15 min，启动微波炉。（2）反应完毕，冷至室温，滤出二氧化锰回收。（3）滤液用6 mol/L盐酸中和，可析出苯甲酸。（4）加热赶出二氧化碳，冷却，抽滤，干燥，得苯甲酸晶体，产率85%～87%。整个实验试剂用量少，副产物回收，不污染环境，避免了常规合成用亚硫酸钠或草酸溶解副产物二氧化锰的操作工序，实现了工艺绿色化。
将绿色化学理念引入到精细化工实验教学中，通过采用微波技术、微型实验等手段，让学生在实践中亲身体验绿色化学，促进了绿色化学教育在“精细化工工艺学”教学中的渗透。
2.3 以绿色化学案例进行绿色化学教育渗透
案例教学法具有生动具体,直观易学的优点,能充分调动学生的学习积极性和主动性，达成良好的教学效果［5］。由于精细化工产品数量众多，笔者对每一大类精细化学品都精选出3~5个典型案例（如：表面活性剂十二烷基苯磺酸钠合成、非离子表面活性剂OP-10的合成、增塑剂邻苯二甲酸二辛酯（DOP）的合成、食品添加剂乳酸的合成、食品添加剂苯甲酸的合成、聚醋酸乙烯乳液的制备及应用等）进行教学，然后根据绿色化学“5R”原则，分别从原料、催化剂、反应、溶剂、产品、绿色化等不同角度对案例进行绿色化学设计，以培养学生绿色化学能力。
2.3.1 以“原料绿色化”案例进行渗透
绿色化学致力于采用无毒、无害原料――碳酸二甲酯(DMC)、双光气、三光气等替代传统的对环境有害的物质如氢氰酸、光气、苯、氯氟烃、硫酸来生产精细化学品。例1：在第4章“合成材料助剂”中，介绍了可广泛应用于聚酯等工程塑料阻燃剂溴代聚碳酸酯［6］(BPC)采用非光气物质碳酸双(三氯甲酯)代替剧毒光气，实现了安全环保的绿色工艺技术。例2：在第7章“涂料”中，分析了涂料主要成膜物质之一的聚氨酯的主要原料氰酸酯单体HDI的合成工艺［7］，传统工艺采用剧毒光气（COCl2）严重污染和危害环境，现以绿色原料DMC代替光气来合成。原料绿色化，可从源头上控制和减少污染，也是实现绿色化学的一个重要方面。
2.3.2 以“催化剂绿色化”案例进行渗透
催化剂是许多化学反应中必不可少的，而传统精细化学品合成中催化剂主要是一些酸碱或重金属做催化剂，排放到环境中会造成严重的环境污染。近年来，国内外都在大力开发高效、环境友好催化剂，如：分子筛、固体超强酸等。
例3：在第3章“表面活性剂”中，对表面活性剂十二烷基苯磺酸钠［2］合成案例进行了分析，其首先采用绿色催化剂分子筛合成十二烷基苯，同采用HF催化合成工艺相比较，易于自然分解和高洗涤特性的十二烷基苯异构体分别提高了37％、5％。例4：第4章“合成材料助剂”的通用增塑剂邻苯二甲酸辛酯（DOP）合成时，用固体超强酸绿色催化，通过催化剂循环使用和省略了H2SO4中和工序，减少了三废排放，提高了产品收率和品质。
2.3.3 以“化学反应绿色化”案例进行渗透
绿色化学注重最大限度地利用原料，最大限度地减少副产物，减少废物的排放，或使此反应的副产物成为彼反应的原料。从原子的角度讲，尽可能使原料中的原子百分之百参与目标产物的形成，从而达到提高原子经济性。例5：在第3章“表面活性剂”中“非离子表面活性剂OP-10的合成”的案例中，剖析了涉及的主要原料环氧乙烷的绿色化学反应：
（1）传统工艺：
原子利用率为：［44／(28+71+74)］×100％=25％
(2)绿色化学工艺：
原子利用率为：［88／(56+32)］×100％=100％
和工艺（1）相比，工艺（2）原子经济性大大提高，是典型的绿色化学工艺。
2.3.4 以“溶剂绿色化”案例进行渗透
精细化工产品生产所出现的污染，不仅来源于原料和产品，往往还会源自于溶剂。大部分精细合成工艺均需要有机溶剂,传统有机溶剂如苯、甲苯、甲醛等都存在有毒、易挥发、易燃烧等诸多不足,不符合绿色化学要求，因此在教学过程中有必要对绿色溶剂（如水、超临界流体、离子液体等）加以介绍。例6：在第7章“涂料”中，介绍了在涂料的制备过程中，往往要用到大量的甲苯、二甲苯等对环境有害的溶剂，引导学生在满足工艺的条件下用绿色溶剂――水取代有毒有机溶剂。例7：在第8章“香料”中，介绍了CO2在超临界状态下具有常规液体的溶解度，高的传质速度，大的可压缩性，且无毒、不可燃、廉价的诸多优点，从而可取代萃取法提取天然植物香料中的有毒、有害溶剂。此外，CO2还可以用来代替氟氯烃作苯乙烯泡沫塑料发泡剂，实现绿色化学生产。
2.3.5 以“产品绿色化”案例进行渗透
产品绿色化就会减少甚至杜绝对环境造成损害，实现绿色化学。例8：在第3章“食品添加剂”中，对“食品添加剂乳酸的合成”案例进行了绿色化学设计，介绍了绿色产品――聚乳酸，乳酸可由再生生物质资源通过发酵的方法得到，聚合后成为聚乳酸。聚乳酸因其优良的物理化学性能、生物相容性、生物可降解性、对环境及人体无毒害作用，可代替带来“白色污染”问题的聚苯乙烯材料，是可再生并循环利用的绿色塑料［8］。
例9：在第7章“涂料”教学时，绿色化设计了“聚醋酸乙烯乳液的制备与应用”案例，向乳液树脂添加中空陶瓷珠子后得到的乳胶涂料是良好的节能涂料［9］，具有高反射比、高辐射率、低导热系数、低蓄热系数、保温隔热等优异性能，是绿色精细化工产品。
3 结束语
总之，教师要依据绿色化学5R原则，从原料、催化剂、反应、溶剂、产品的绿色化等角度出发充分挖掘和加工教材内容，并始终坚持把绿色化学教育渗透于专业课程教学之中，从而让学生认同绿色化学，从事绿色化学工作与研究的能力得到培养，成为未来“绿色化学”的坚决践行者。
参考文献
［1］ 徐常龙,曹小华,刘新强等.实验技术与管理,2009,26(11):137-139
［2］ 宋启煌.精细化工工艺学.北京:化学工业出版社,2004
［3］ 乐传俊,顾黎萍.化学教育,2009,30(3):11-12
［4］ 白林,张力,陈明凯.化学世界,2001,42(9):470-471
［5］ 黄俊娴.化学教育,2010,31(8):47-48
［6］ 樊真.塑料助剂,2007,(4):17-20
［7］ 吴魏,翟涛,田恒水.广东化工,2009,36(8):36
篇2
【关键词】仿古建筑设计；概念；特点；基本样式；思路
1.仿古建筑的概念和特点
中国是世界文明古国之一。中国建筑文化历史悠远，形成独特，建筑物造型优美，结构严谨，宏伟中不失细腻，庄严中不失优雅。“仿古建筑”与古建筑几乎相同，但它已经完全脱离了具体型式的案臼，如果仅停留在型式上的理解，那么对传统建筑的因袭照搬就在所难免，也是对仿古建筑形式的偏见。所以说对“仿古建筑”一词全面和准确的表述是模仿古建筑设计的外在表现形式。
中国古代建筑特点体现在使用木材作为主要建筑材料，并保持构架制原则。为了保护木材，表面需加油漆，在长期的发展演变中，中国古代建筑形成独具特色的彩画制度，令世人叹为观止。鉴于木结构的耐火性很差且使用周期短，在现今建筑中已经不提倡使用；而构架制的结构形式和现在的钢筋混凝土框架结构极为相似：传力途径明确，主体的承重结构和围护结构分开。这就说明框架结构是最能体现古建筑精髓的结构形式。这也为室内空间的灵活布局创造了条件。中国古代建筑中，常用多种多样的罩、挂落、隔扇、屏等自由灵活地分隔室内空间。但彩画制度这一形式在现今的钢筋混凝土结构中也只能通过外贴或喷绘等装修手段才能达到。
2.仿古建筑的基本样式
建筑的外部形态是在满足了功能和结构前提下的美化。西南地区穿斗式木构民居的平面布局是以“间”为构成单位而组建成单座建筑，再以单座建筑组成庭院。现代人对居住空间有了更高的要求，不但结构多样，功能的划分也愈加丰富，这是传统民居的“间”所不能满足的。因此，仿古建筑要为今所用，就不得不作出改变。今天的“仿”主要是对古建筑的外观造型、装饰部件和建筑色彩的仿，对建造工艺仿的较少，柱、枋、?、斗拱等主要构件在仿造中被钢筋水泥替代，纯粹成为了体现“古”的装饰元素。“古色古香”是现代人对古老的东西最直白的感叹，因为色的搭配能引发人们对古的感受，中国古建筑在几千年的发展历程中形成了其独特的色彩搭配体系，在重庆的仿古建筑中则主要体现了原木色的柱与枋，青色板瓦、白墙。
3..工程案例概况
近期所内通过几个项目对仿古建筑的规划和设计进行了很好地实践。如下文提到的项目为东海半边山五彩渔镇项目，位于东海半边山旅游度假区的新鹤片区，北临居民点，东至新鹤沙滩，西、南接四季渔村。项目基地周边比邻欢乐海洋、品尚度假等主要项目。五彩渔镇项目由三块用地组成，总用地面积约18.31万平方，计容建筑面约16.14万平方米。其中本次报建项目为其中一块标编号ZX01-09地块，用地面积15.53万平方米，容积率1.0，计容建筑面积约15.53万平方米。
4.仿古建筑的做法
在仿古建筑设计实践中，新老工艺结合运用常见三种形式。其一是基本继承传统古建筑的木、砖、石构造做法，局部隐蔽部位采用新工艺以弥补传统工艺做法的不足。如在建筑的基础采用现代地基基础设计规范予以处理，使古建筑中常出现的基础沉降现象得到改善；在建筑屋面系统隐蔽部位增设现代材料的防水层，有效延长了仿古建筑屋面系统的使用寿命。第二种是主体构造框架应用钢筋混凝土或钢结构，并通过古建筑传统装修方法如天花、藻井、走马板、油饰彩画等，使其构造框架处于隐蔽部位。其他细部构件采用传统工艺做法。这种结合方式既能较好体现古建筑的神韵，降低建筑成本，对建筑的主体构造也起到加强作用。第三种则是基本上采用现代混凝土施工工艺去完成对古建筑形体的塑造，通过装修装饰的手法去体现古建筑的特点。这种方式的优点是大量应用了现代建筑技术，但复杂且精细的装饰构件通过混凝土来实现是对施工工艺的考验。
如何利用钢筋混凝土结构来实现古建筑中的各个节点和构件？接下来我们通过下文来阐述仿古建筑的设计的几个要点。
（一）合适的柱网开间
仿古建筑有较为规整的开间模数， 考虑到一扇木门的宽度在500mm到600mm之间，一般在3.6米到4.5米之间，每开间做四门或者六门。
（二）合适的层高比例
仿古民居一般做两层，较低楼层层高高，较高楼层层高矮。为适应现代建筑的功能布局，一般首层可控制在3.3米左右，二层2.8米左右。
（三）准确的轴线定位（结构轴线、木构轴线）
仿古建筑的主体结构仍为钢筋混凝土结构，本身有一套柱网体系。但仿古建筑仿的是木结构，故另需要一套反映木构装饰的轴网体系。两套轴网在大部分情况下基本一致，但在一些入口变化的地方，为保证外在的木结构开间的一致，刚劲混凝土柱位需要往里退。
（四）多样的墙身的做法
通过实地考察我们总结出仿古建筑的几种立面，反映到构造上就是几种墙身的做法。
4.结语
仿古建筑的兴起既有历史的缘由，又符合现实的需要。它虽是现代机械化的产品，但我们也不能忽视其体系中承载的文化记忆，简单地把中国古典元素同西方建筑理念组合起来，难免会落于俗套，给人留下索然无味的感触。在经济建设与文化复兴兼顾发展的今天，文化不应该成为发展经济的垫脚石或装饰品，更不能将仿古建筑作为表现文化的唯一手段，因为历史与社会总是在发展，人类的建筑文明始终该有新的篇章。
参考文献
[1]邹德侬，戴路，张向炜.中国现代建筑史[M].北京：中国建筑工业出版社，2010.
篇3
从电化学的角度出发，介绍了阳极氧化和电解抛光原理以及电解液的选用，分析和讨论这两种工艺的应用及其优缺点，让学生理解化学知识与专业实际息息相关，与工程技术紧密联系，并能学以致用。
改革教学方法，贯彻启发式学习理念
培养学生创新思维是教育的关键，而创新源于兴趣、起于自主、发于尝试。传统“教师中心论”的教学模式，教师处于完全的主导地位，在课堂上只向学生灌输知识，而不注意把握学生的心理，这与创新格格不入。因此要改革教学方法，贯彻启发式学习理念，充分调动学生学习的积极性。
(一)理论讲授要精心设计，遵循学生认知思路，突出以学生为中心的教学模式教学活动是学生在教师的指导下进行的有目的、有计划的学习活动。化学基本原理中大量公式的教学，应当是在教师引导下训练学生有意识地进行抽象逻辑思维活动。教师要设计一系列问题，并留出学生积极思考的时间，通过师生间的讨论和交流，使学生主动得出结论。如在讲授化学热力学中化学反应方向的判断时，教师可以设计下列的教学程序。首先，在压力为标准态和温度为298．15K时，判断标准是ΔrGθm(298．15K)，它可以由参与反应的各个物质的ΔfGθm(298．15K)而计算出来，这一点学生都清楚。其次，教师引导学生思考“若压力仍是标准态，但温度不是298．15K，该怎么办?”并提示ΔrHθm(T)和ΔrSθm(T)与温度无关，提醒学生可以用吉—亥公式求解。然后，进一步发问:“若压力不是标准态，温度也不是298．15K，该怎么办?”此时提示学生利用热力学等温方程式中的ΔrGm与ΔrGθm的关系，将非标准状态化为标准状态，从而求解。通过学生和教师间的这种互动、提问、设疑、解答，学生在自觉、主动、多层次的参与过程中不但学会了复杂的化学反应原理，而且也掌握了分析问题、解决问题的科学方法。
(二)应用部分要勇于放手，让学生走向讲台教育的关键是使学生具备将所学知识应用于实际的能力。化学应用部分的目的正是培养学生利用所学的化学原理分析、解决工程实际问题的能力。在学生课后自学和相互讨论的基础上，学生和教师换位，由学生讲解该部分内容，对专业中遇到的实际问题，如金属腐蚀的防护与利用上升到化学原理加以分析，论述自己的观点。学生为了讲解清楚课堂内容必须认真预习，做好充分的准备。因此，他们在主动获取知识的同时，无形中提高了对这门课程的学习积极性。
(三)改革考试方法，以课程论文、实验设计代替闭卷考试学生学学化学的基本原理和方法的目的不是为了成为化学家，而是具备基本的化学素养的化学思维，能以化学的眼光、角度、世界观分析和解决工程实际中遇到的化学问题。若通过做习题来检测学生的学习效果，不管是开卷或闭卷的考核形式都没有意义。相反，布置课程论文，让学生在查阅资料的基础上，对一些典型案例抽象化，建立理论模型，再用课堂上所用的原理进行分析，提出自己的见解;或者要求学生运用化学基本原理，结合专业特点，对自己感兴趣的内容自行构思、自拟方案，完成一个综合实验设计，并通过实验验证。这两种方式表面上不直接考察学生理论知识，实际上考察他们运用理论知识解决实际问题的能力是更深层次的要求［4］。实践证明，布置论文或综合实验设计的考核方式行之有效，很多学生写出了较高质量的论文，大学化学实验设计也深受学生欢迎，真正达到了培养学生创新能力的目的。
(四)开设专题讲座，配合课堂教学抽出一定时间讲授绿色化学、新型化学电源、膜分离、纳米材料、超分子、生物芯片等体现科技发展前沿的内容［5］。专题讲座可以拓展学生的视野，加大教学信息量，把枯燥的理论知识变得生动、鲜明而易于理解和掌握，同时使学生体验到化学与人类的美好生活、科技的繁荣、生产的进步息息相关，感受到化学无比广阔的应用前景，认识到化学是一门满足人类、社会需要的具有实用型、创造性的中心科学，从而激发学生学习化学、学好化学、用好化学的热情，启迪学生的创新思维和创新意识。
实行本科生导师制、以科研促进教学
21世纪对未来人才的要求，不仅要具有宽厚的基础知识和专业知识，更应该具备创新精神和创造能力。着力培养学生的创新精神应当成为大学化学课程教学中的一项重要内容，而提高学生科研能力则是培养其创新精神的立足点、突破口。科研工作的实质是一种发现新问题、提出新见解、拟定新对策的创造性活动，而发现、分析和解决新问题的过程，正是一个人创新意识、创造性思维能力和创造能力及奉献科学精神的全面展现过程。学校通过实行本科生导师制，给每一名学生指定一位导师，确定学生的科研方向。在导师的具体指导下，学生首先了解科学研究的思路和方法，然后结合自己的知识结构，在教师的科研项目中选择合适的研究切入点，不求研究体系的完整性和理论的突破，通过收集文献、查阅资料，拟定出研究方案和主要技术路线，把握研究特色或关键因素，努力将自己研究的课题做精做深，实现有价值的创新［6］。科研主要是创新，而创新以基础理论知识的掌握为基础，基础理论因创新而体现活力。没有牢固掌握大学化学的基础理论不可能完成相应课题的研究，若学生成功完成了自己的课题研究，那么他们对教材上相应知识点的理解会更加深刻。
