绿色化学与能源范文

时间:2023-11-24 17:18:31

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绿色化学与能源

篇1

关键词:学生;绿色化学;高中化学

一、绿色化学教育的重要意义

《普通高中化学课程标准(实验)》前言部分明确提出:“化学是解决人类社会发展过程中面临的有关问题,提高人类的生活质量、促使人与自然和谐相处等方面发挥着重要的作用。” 为了实现这一目标,化学工作者通过长期的总结与研究提出了“五 R”标准(减量 Reduce、重复使用 Reuse、循环利用 Recycling、拒用 Reject、再生 Regeneration)和十二条应用原则(防止污染优于污染治理;提高原子经济性;尽量减少化学合成中的有毒原料、产物,设计安全的化学品; 使用无毒无害的溶剂和助剂;合理使用和节省能源;利用可再生资源代替消耗性资源合成化学品;减少不必要的衍生化步骤;采用高选择性催化剂优于使用化学计量助剂;产物的易降解性;发展分析方法,对污染物实行在线监测和控制;减少使用易燃易爆物质,降低事故隐患)。绿色化学的核心内涵是在反应过程中和化工生产中,尽量减少或彻底消除使用和产生有害物质。绿色化学能很好体现人与自然和谐相处这一思想,而历年的高考题也往往体现绿色化学的思想。因此,中学开展绿色化学教育与研究具有其重要的意义。

二、绿色化学理念的渗透主要有以下的几种途径

(1)原子利用率的问题。原子利用率是指化学反应中目标产物的摩尔质量与化学反应式中按计量所得物质的摩尔质量之和的比值。(高中教材定义为:期望产物的总质量与生成物总质量之比)按照绿色化学的原则,最理想的“原子经济”就是反应物的原子全部转化为期望的最终产物,这时的原子利用率是100%。

高中化学在必修二第四章最后一节的内容中以生成环氧乙烷为例讲述了原子利用率的概念及应用价值,书中分别用两种不同的途径经由乙烯来制取环氧乙烷,分别为氯代乙醇法和银催化法。前者经由两步进行,除生成环氧乙烷外还有CaCl2和水等副产物,而银催化法则可由氧气和乙烯一步反应制得。学生可以清晰理解原子利用率的含义并准确地应用,并做到由此及彼,可以自己或在老师的指导下总结出原子利用率高的反应类型,深化固化知识点。

(2)能源问题。“能源危机”一词在现今的社会总出现的频次在逐渐递增,合理的开发和利用能源也是高中绿色化学教育理念的又一重要内容。

①能源的综合利用。能源与人类的生产生活密不可分,在目前能源危机越来越严重的情况下,能源的综合高效利用显得尤为重要。高中化学阶段对能源高效利用的要求是掌握煤、石油和天然气等化石燃料的综合利用。学生要从物理(例如简单的粉碎或变温分馏)和化学(能源深加工)两方面熟练掌握能源的综合利用,建立起简约高效的原则,并培养以简约高效为原则的实验设计和操作能力,从而体现绿色化学理念在高中教学中的渗透。

②替代能源的开发。依靠能源的综合利用仅能暂缓能源紧缺的问题,因此除了对常用化石燃料高效的利用之外,还需其他的途径来解决日益紧张的能源问题。由于化石燃料均属于不可再生资源,资源在慢慢地耗竭,替代能源的需求就越来越多。要培养学生建立完整的绿色化学理念,就要求学生要掌握常见的替代能源。替代能源是指以新开发利用的能源替代以往长期使用、目前广泛使用的能源。当今狭义上是指一切可以替代石油的能源,广义上是指可替代化石燃料的能源,包括太阳能、核能、风能、海洋能等。

(3)清洁生产问题。清洁生产的定义为生态产业和生态工程中一类生产方式。而高中化学对清洁生产的要求主要体现在实验设计上,包括原料为无毒无害的可再生资源、产物为环境友好产品(安全、能降解、可再利用)、应用无毒无害的催化剂、应用无毒无害的溶剂等。如元素化合物章节制备硝酸铜实验设计为例,两种途径分别是铜与浓硝酸反应直接制取以及铜在氧气作用下生成氧化铜再与硝酸作用而生成硝酸铜。在理解了清洁生产理念之后,学生就不难理解第二种方法才是安全可行的。此外,清洁生产理念还可以帮助学生推导位置的反应现象及原理。作为高中阶段的化学学习由于知识点范围的界定,使学生对于某些反应的理解有着一定的局限性,但可通过基础原理而推测未知的结果。

(4)环境污染。环境污染问题也是高中化学绿色化学理念一个重要方面,无论在必修还是选修教材中都有不少的篇幅来说明讲解,其内容贯穿整个无机和有机反应。

①常见的有毒气体。高中对有毒气体都有明确的讲解,如氯气、二氧化氮、二氧化硫等。此类物质如果任由排放到大气中,会造成严重的环境污染。教师要引导学生了解各种污染源的来源、污染原理以及污染危害,以便通过化学的方法将可能存在的污染源阻断或治理已形成的污染。高中实验中最常考查的是尾气处理问题,主要包括处理药品以及处理装置。因此,实验时除了体现防止污染环境之外,还要体现实验安全性原则,这是绿色化学思想的综合应用。

②水体污染也是环境污染的一项重要方面。高中阶段的考查主要体现在氮磷富营养化以及重金属污染的防治方面。其中,重金属污染考查的频次更高,要求学生了解常见污染离子及特性,并根据各离子自身性质和绿色化学理念合理选择适当的除杂试剂,做到除去杂质且不引入新杂质,尽量做到回收再利用,简约、安全、高效。

以上绿色化学理念无论是未来的生产生活中还是在高中阶段的化学学习过程中,对高中生而言都具有重要的意义。因此,教师要树立起绿色化学的意识,在日常授课过程中有意识地将绿色化学理念以各种形式渗透到各化学教学环节中去,使学生建立起高效安全生产和环境保护意识。

参考文献:

[1]朱文祥.绿色化学与绿色化学教学[J].化学教育,2001(1).

[2]苏豪.新课程背景下开展绿色化学的教育途径[J].数语外学习,

篇2

=摘 要:绿色化学是一门从源头上阻止污染的化学.随着人类控制和支配自然界能力的不断增强,化学科学及其生产技术的迅猛发展和其他学科一起为人类创造了巨大的物质财富。化学教育工作者在教育过程中将绿色化学观念灌输给学生,成为化学教学新的方向。本文则主要阐述绿色化学的现代内涵以及教学意义。

关键词:绿色化学;现代内涵;教学理念;可持续发展

一.绿色化学

(一)含义

绿色化学又称环境无害化学(Environmentally Benign Chemistry)、环境友好化学(Environmentally Friendly Chemistry)、清洁化学(Clean Chemistry)。绿色化学即是用化学的技术和方法去消灭或减少那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂和试剂在生产过程中的使用,同时也要在生产过程中不产生有毒有害的副产物、废物和产品。绿色化学的理想在于不再使用有毒、有害的物质,不再产生废物,不再处理废物。从科学观点看,绿色化学是化学科学基础内容的更新;从环境观点看,它是从源头上消除污染;从经济观点看,它合理利用资源和能源,降低生产成本,符合经济可持续发展的要求。

按照美国《绿色化学》杂志的定义,绿色化学是指:在制造和应用化学产品时应有效利用(最好可再生)原料,消除废物和避免使用有毒的和危险的试剂和溶剂。而今天的绿色化学是指能够保护环境的化学技术.它可通过使用自然能源,避免给环境造成负担、避免排放有害物质.利用太阳能为目的的光触媒和氢能源的制造和储藏技术的开发,并考虑节能、节省资源、减少废弃物排放量。世界上很多国家已把“化学的绿色化”作为新世纪化学进展的主要方向之一。

(二)主要特点

绿色化学又称环境友好化学,它的主要特点是:

1.充分利用资源和能源,采用无毒、无害的原料;

2.在无毒、无害的条件下进行反应,以减少废物向环境排放;

3.提高原子的利用率,力图使所有作为原料的原子都被产品所消纳,实现“零排放”;

4.生产出有利于环境保护、社区安全和人体健康的环境友好的产品。

二、绿色化学的现代内涵

绿色化学(Green Chemistry)概念从一提出来,就明确了它的目标,是研究和寻找能充分利用的无毒害原材料,最大程度地节约能源,在各环节都实现净化和无污染的反应途径。它的过程为零排放和零污染,具体内涵体现在五个方面上。

(1)重复使用

重复使用不仅是降低成本的需要,也是减废的需要。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。

(2)回收利用

回收利用可以有效实现“省资源、少污染、减成本”的要求,回收包括:回收未反应的原料,回收副产物(含“三废”),回收助溶剂、催化剂、稳定剂等非反应试剂。化学工业产生中的循环操作程序就是一种常见的回收方式。

(3)再生

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它设计的开始,就应考虑到有关原材料的再生利用,特别高分子材料的再生显得尤为重要。

(4)拒绝使用

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、再生和重复使用的药品原料,拒绝在化学反应过程中使用。特别是中学化学教育教学,面对的是接受启蒙化学教育的中学生,贯彻绿色化学内涵,推广绿色化学成果显得尤为重要。

三.绿色化学观点在教育中的应用

学生是否了解绿色化学知识,掌握绿色化学的基本原则,是否可以运用绿色化学的思维方式指导生产实践,解决生产中产生的环境污染或者将要产生的环境污染。化学教育工作者在教育过程中将绿色化学观念灌输给学生,成为化学教学新的方向起着至关重要的作用。

在素质教育中体现绿色化学思想素质教育是全面的教育,中学化学教育也应是围绕全民族素质的提高进行的教育。在素质教育中体现绿色化学思想,既是传播绿色化学观点的需要,也是培养学生对社会、对将来的责任感的需要,更是培养创新精神的需要。

在实施环境教育过程中,一方面要向学生阐明绿色化学的观点、要求,使他们树立起防治污染、保证人类生存质量的责任感;另一方面,结合绿色化学要求,教给学生防治污染的重要方法――减量、减废、回收、再生和拒用等。

绿色化学与创造性教育培养学生创新精神是素质教育的灵魂,绿色化学对化工生产,化学实验提出的新要求,无疑对学生进行创造性教育将起到积极的作用,培养学生创造性思维。

参考文献:

[1] 王佛松等编《展望21世纪的化学》化学工业出版社2000年版;90-93,158-160

[2] 顾国维主编《绿色技术及其应用》同济大学出版社1999-5;80-81

[3] 刘静玲主编《绿色生活与未来》化学工业出版社2001-5;36-37

[5] 王恩举.漫谈绿色化学.大学化学,2002,(4)

篇3

【关键词】:绿色科技化学工程环境保护

中图分类号:E862 文献标识码:A 文章编号:

【正文】:

前言:

目前,由于化学及化工科学与技术的迅速发展,人们的生活发生了巨大的改变。但是,化学科技的发展在促进社会进步的同时对人类社会生存和发展造成不可小视的隐患。具体体现在环境日益恶化、污染日趋严重、生态平衡被严重破坏、人体健康受到威胁等。时代的发展要求我们,必须在化学工程中应用绿色科技,在享受化学工业带给人类的优秀成果时,寻求解决其缺陷的办法。本文就化学工程中的绿色科技展开探讨。

一 化学工程中发展绿色科技的必要性

1 发展绿色科技有利于国民经济的可持续发展

从某种意义上讲,经济发展是无限量的,但是自然资源却是有限的。如果我们一味坚持现有的经济发展模式,势必会造成各种重要的资源及能源过度消耗,从而导致生产资料的价格不断上涨,这样一来经济发展必然会受到一定程度上的制约。因此,为了实现国民经济可持续发展这一长远的战略目标,必须一改这种传统的经济增长模式,通过发展绿色科技来降低废料,并对各种废物进行还原再利用,这样能够有效地缓解经济快速增长带来的资源过渡消耗的问题,控制各类污染物的排放,进而实现经济的快速、持续、稳定发展。

2 发展绿色科技有利于生态环境的优化

现阶段,发展绿色科技符合我国科学发展观的理念。就可持续发展而言,其主要是依赖各种可再生资源的不断供给,以此来达到持续利用性的目的。因此,为了杜绝这一情况的发生,我们必须按照科学发展观中要求的可持续发展原则,加大绿色科技的发展力度,降低自然资源的过度消耗,提高资源的利用率,并采取有效地措施控制和防范高污染现象的发生。只有这样,才能使社会发展、经济发展与生态环境保护之间的关系得以优化,最终实现三者的有机统一。

3 发展绿色科技有利于人类新文明的铸造

新文明观认为,人与自然之间的关系应该是一种协调、平等、和睦的新型关系。为了实现这一目标,人类必须改变以牺牲自然环境为代价的发展理念及以追求物质需要为核心的传统消费观念。应着眼于发展绿色科技,并将主要任务放在研究环境自净能力和地球再生能力上,以此来确保人与自然之间的协调发展,从而为人类铸造一个新的文明。

二 化学工程中绿色科技的特点

当前,绿色科技研究的重点主要是一些科技产品的设计是否会对人类健康以及生态环境造成危害。现如今,科学家们已经将绿色理念深入到科研的各个领域当中,绿色科技也得到了前所未有的发展,从整体上看,绿色科技的发展具有以下几方面特点:

1 环境友好技术和环境洁净技术是绿色科技的重中之重

(1)环境友好技术。该技术可以说是绿色科技发展的一个重点领域,其核心是环境无害优先于经济效益。绿色科技还比较关注生物资源的开发。现阶段,绿色科技已经成功采用了生物转化法,利用酶为催化剂进行生物降解,这一过程能够获得大量有用的化学物质,可应用于天然气、汽油以及氢气等的制造。利用生物质制造有机化学品的发展前景十分广阔,其不仅具有原料可再生的优点,并且在物质的生产过程中,还可以有效地降低各种有毒有害物质的生成,这类产品在环保方面效果极佳。

(2)环境洁净技术。这一技术也是绿色科技发展的主要内容。就能源的角度而言,环境洁净技术具体包括以下两个方面:其一,能源的洁净技术。具体是指利用先进的技术尽可能降低能源使用过程中对环境造成的污染。能源的洁净技术研究的重点就是煤炭洁净。此外,汽车尾气排放也在很大程度上对大气造成污染,开发并研制洁净的柴油和汽油也将成为绿色科技研发的重点;其二,洁净能源技术。所谓的洁净能源主要是指对生态环境无污染的一些能源,其中包括风能、太阳能、潮汐能、地热以及生物能等等。如太阳能,其属于最大的洁净能源。绿色科技的发展应以利用太阳能为重点,通过先进的技术将太阳能转化为电能等能源,以此来减少其他能源的使用。

2 绿色科技有效地推动了化学工业的绿色化发展

现如今,由化学及化学工业提供的各类产品已经成为各个领域中不可或缺的物质,与此同时,其对生态环境及人体健康造成的危害也越来越大。绿色科技正是从根源上解决了化学工业给生态环境造成的污染,其通过将无公害、无毒性、无污染、绿色环保等技术融入产品的研发当中,有效地推进了化学工业向绿色化的发展进程。

三 绿色科技在各个领域中的具体应用

1 绿色科技在污水处理技术中的应用

水是人类一切社会生活的起源,可以说,没有水就没有地球上的一切。随着工业化进程的大力推进,水污染日益严重,污水处理已经上升为一个亟待解决的问题。由于水资源具有不同于其他自然资源的有限性及不可再生性,污水处理要求我们必须严格遵循绿色、可持续的特点。于是,清洁的水处理技术应运而生。电化学法、三维电极法、氧化絮凝复合床技术等绿色的水处理新技术在众多国内外领先水处理技术中凸显出来,表现出巨大的潜力。它们的出现,成功地解决了常规处理法存在的诸多问题,同时,还具有适用性广、设备简单、处理效果好、无二次污染等特点。理论和实践证明,绿色科技在污水处理技术上的应用越来越广泛,其未来的发展前景十分广阔。

2 绿色科技在环保涂料开发中的应用

众所周知,涂料是装修选材中的必需品,同时,它又是现代社会仅次于汽车尾气污染的第二大污染源。传统的涂料多为合成涂料,涂料中的 VOC 排入大气后,还会与空气中的氮氧化物作用,生成光化学烟雾,造成更加严重的二次污染,对人体健康带来更严重的威胁。同时,涂料还会造成对水资源的污染,加大水污染治理难度。更为严重的是,合成材料对生态环境的破坏极为严重,其毒性、致畸性、致病性、致癌性正成为威胁人类社会发展的一大杀手。许多工厂都开始积极地应用绿色科技,以此来开发绿色产品、改进工艺和设备、优化配置、降低 VOC、清洁生产、最大限度的减少污染。乳胶漆、固体涂料、无机矿物涂料等绿色涂料的诞生,正在使涂料生产向着无毒无害、产品更优、科技含量更高的方向发展。

3 绿色科技在化工生产中的应用

人类周围各种用品的制造和扩大化生产都离不开化工生产,而要实现对环境无害的、原料和工艺优化的、并且具有可行性的工艺流程,就必须在合成、催化、分离、提纯和分析等多个环节采用绿色科技。其中,原料和产品的绿色化正成为当今绿色化学研究的主流,同时随着科技的迅猛发展,其前景也不容小觑。就以催化剂的发展为例,传统的化工反应,多采用较浓的酸、碱作为催化剂。虽然在一定程度上,加快了反应速率,缩短了反应到合成的时间。但是,其产生的废料、废渣严重破坏了生态环境,对设备的腐蚀大大增加了生产成本,加之其回收的不彻底性,严重影响了生产的效益,更对环境造成了不可估量的污染。为了解决这一矛盾,生物催化剂应运而生,膜技术广泛应用,离子交换树脂、分子筛、纳米管作为新的催化剂载体带动了催化剂的绿色化。为了顺应绿色科技的时代大潮,各工厂应适当应用绿色科技,只有这样才能生产出高质量、低能耗的产品。

【结语】:

有上述可知,化学工程给人们带来了丰富的能源及物质基础,对人类社会的发展具有极大的推动作用。然而,化工产品在生产和加工期间产出很多有毒物质,这些有毒物不但引起环境和生态平衡的破坏,还对人们的身体健康造成一定程度的影响,这一点有极大地阻碍了社会经济的发展。现在,只有充分地运用绿色科技,方能使各种资源的利用率达到最大,进而使原材料更优化的转化为产品,借此来降低环境污染,维持生态平衡。

【参考文献】:[1]臧树良,关伟,李川,等.清洁生产及绿色化学原理与实践[M].北京:化学工业出版社,2006.

篇4

关键词:绿色化学;工程工艺;化学工业节能

近年来,随着我国社会的不断发展以及经济水平的逐渐提高,在我国的化学工艺得到了新的发展机遇的同时,人们对于化学工业生产中化学原料的环保性和节能性也提出了更高的要求。本文所提到的绿色化学工程与工艺是能够对我国化学工业生产节能产生促进作用的主要工艺手段,而绿色化学工程在实施的过程中也会涉及到多个环节,其中会对化学工业生产过程中需要运用到的原料以环保的方式进行处理,继而从根本上使我国化学工业领域在生成过程中因化学材料而导致的环境污染问题得到解决。

1绿色化学工程与工艺

1.1绿色化学工程与工艺的概述

绿色化学工程与工艺指的就是在进行化学生产的过程中所应用到的工艺不涉及到能够对环境产生污染的化学物质,并且在将其投入到使用当中的时候,其的工艺环节可以对普通的化学生产反应进行调节和治理[1]。由此可以看出,绿色化学工程与工艺在投入到化学生产的过程中具有两种特性,其一是化学领域污染的加重推动了我国绿色化学工程的发展,绿色化学的发展拉近了人与自然的和谐发展;另一点便是绿色化学工程和工艺可以有效降低化工业在进行生产过程中的废弃物处理以及对环境污染物的规制。

1.2绿色化学工程与工艺的应用

通过调查可以发现,我国传统的化工业在生产过程中所产生的废弃物以及生产工艺都会对我国的环境以及能源造成大量的污染和消耗,而且想要对其进行处理和加工有是十分不容易的一件事。而从整体上来看,化工生产之所以会对环境造成影响,其中的主要因素在于其在生产过程中对于化学原材料的选择。绿色化学工程及工艺在投入到实际应用过程中所遵循的原理便是以及绿色生产、清洁生产为基本原则来进行,而该种生产方式对防治化学生产所带来的环境污染和能源消耗问题都有着十分明显的成效[2]。绿色化学工程和工艺在投入到化学工业生产的过程中基本采用的都是不具有危害性的化学原料作为其产品的生产主要原料,也就是说,绿色化学工程和工艺是在化学工业的生产之初便对环境污染问题进行了相应的预防。

2绿色化学工程与工艺对化学工业节能的促进作用

当前,绿色化学工程和工艺在我国各类化学工业的生产过程中应用的都十分广泛,并且对我国化学工业生产的节能减排起到了良好的促进作用,这些作用主要体现在以下两个方面。首先,绿色化学工程及工艺中涉及到的生物技术对我国化学工业生产中所涉及到的废弃物排放起到了一定的净化作用。这里所提到的生物化工技术指的是在生物的体内存在一种具有高效催化功能的生物酶,这种生物酶又可以称之为催化酶。这种从生物体内提取出的催化酶具有非常好的催化功能,将其应用于生物的催化过程中,其不但可以利用自身具有的超强的专一性来促进生物酶反应的总体效率,与此通知其还可以提升总体的反应质量[3]。与此同时,绿色化学工程及工艺还将这种生物技术引入到了化学工程的生产过程中,其通过将自然界中的可再生资源用生物技术转化成化学原料的方式来进行最终的化学生产,这样的做法不但使自然能源的消耗得到了减少,同时还使化学工业生产中的能源反应效率得到了相应的提高,继而从根本上减少了化学工业生产中废弃物以及污染物的排放数量。其次,绿色化学工程及工艺中还会涉及到清洁生产技术的应用,该项技术可以说是一个绝对的绿色生产技术,其可以对化学工业生产中所需要用到的化学原料进行绿色处理(无毒、无害、无废弃),故其在能够增加化学院材料使用效率的同时,还从根本上提高了化学工业生产的总体质量。与此同时,其还可以将化学生产中所排放出的污染物和废弃物进行处理,使其变成有机物质或能够供人们生活的沼气资源,继而使化学工业生产的绿色生产得以实现。

3结语

综上所述,本文通过研究可以发现,当前我国所提出并实施的绿色化学工程与工艺在投入到化学工业生产的过程中主要采用的是无毒无害的经过加工以后的化学物品。而且其中所涉及到的节能减排绿色生产工艺在投入到生产的过程中,使用的也都是以清洁生产为最终目的科学生产技术。故其不但能够使化学工业生产在实际的生产过程中排出的污染物对于环境的破坏性得到大幅度减少,还可以使其生产出的产品与自然环境的生长形成互补,继而保证了我国社会环境的可持续发展。

参考文献:

[1]王艳丽,乔昱.阐述绿色化学工程与工艺对化学工业节能发展的作用[J].山东工业技术,2014,16(02):147-154.

[2]孟祥芳,唐家龙,夏来保.我国化学工业节能减排与清洁生产技术发展战略研究[J].科技进步与对策,2011,17(21):67-71.

篇5

那么,我们中学化学应该如何为创建绿色学校来“添加绿色”,进行绿色化学教育呢?本文针对化学教育的特点,结合近年来所进行的化学环保教育的实践,初步探讨了绿色化学教育的方法和途径。

一、通过化学教学渗透绿色化学教育

在化学教学中,可把本地区环境污染的典型事例自然地、生动地渗透到化学教学中,让学生亲身体验到污染给人们带来的危害,培养学生对环境保护的责任感,明确实施绿色化学的重要性。例如:硫酸工业制法的教学,在讲SO2尾气的污染时,让学生看酸雨危害的录像,还让学生做将SO2回收制取H2SO2,及液态SO2的练习题。使学生体会到回收SO2,不但可以减少污染,减少经济损失,而且还可变废为宝,制取新产品,提高经济效益。在讲氮族元素这一章时,进行素质教育的整体设计,特别讲解氮在自然界的循环。穿插汽车尾气的排放,氮氧化物造成光化学烟雾,水中氮磷过多造成水富营养化,形成赤潮造成污染等等环保知识。

另外,教科书上的很多化学实验内容在操作过程中会造成大气或水体污染,如:无机化学中Cl2的制取和性质实验,硫及其化合物的性质实验,氮化合物的性质实验及有关重金属盐的实验等等,还有有机化学中的许多实验。在教学中教师除传授知识和培养实验技能外,还要着重引导学生对污染环境的化学实验的装置进行改革、创新,使其成为绿色化学实验。将Cl2的制备和性质实验改在一个封闭、连通、透明的装置中进行操作,这样既不影响实验效果,也不污染大气,又可增强学生的环保意识。

在这里介绍一下原料绿色化的简单例子。氢氰酸是剧毒物质,对工人的健康损害很大,同时,排放含CN-的污水、废气也严重污染环境。因此,现在电镀工艺中主要使用无氰电镀,无氰电镀的电镀液中不含CN-。无氰电镀液的配方可鼓励学生去因特网上查找。在讲解氯气的漂白作用(实际上是HCIO的漂白作用)时,不妨告诉学生:现在造纸厂和自来水厂已逐步用二氧化氯(ClO2)、过氧化氢(H2O2)、臭氧(O2)等,代替氯气作漂白剂和消毒剂,这样可避免产生二恶英和其他有机氯化物,因为二恶英和许多有机氯化物多为致癌物。在讲解高二教材第四章“石油、煤”一节时,应告诉学生,目前95%以上的有机化学品都来自石油和煤。但是,石油和煤都是不可再生资源,伴随着人类的开采、利用将逐步耗竭。因此,利用可再生资源合成化学品是绿色化学研究的又一战略。

能源绿色化要求生产过程应该尽量控制在温和的温度和压力下进行,使能耗最低,并尽量使用可再生能源。关于这个条件,高二教材第七章第二节提及利用高分子膜淡化海水、处理污水和能量转化等方面的范例。采用高分子膜淡化技术就不需加热蒸馏,可节约大量能源,为缓解能源的不足带来希望。高三教材第四单元“氯碱工业”一节中也介绍了“离子交换膜法电解制碱技术”,该法具有能耗低的优点。而关于能源的净化、无害化,高二教材第四章第六节详细介绍了煤的干馏、汽化和液化技术。高三教材第三单元第四节,专门讨论了“使用石化燃料的利弊及新能源的开发”。我国是世界上最大的耗煤国,积极开展煤的无污染利用和综合利用十分重要。这方面的绿色化学技术主要有等离子除硫除尘、生物化学除硫等。曾有一系列的检测表明,我国有一半左右的城市儿童血铅含量超过了国际公认的铅中毒标准。罪魁祸首就是为提高汽油的辛烷值而添加的一种名为四乙基铅的抗爆震剂(见高二教材第99页阅读材料)。最新的绿色化学成果已开发出通过固体酸催化工艺提高汽油辛烷值,为汽油无铅化提供了强有力的技术支持。

最后,告诉学生,最好的防治办法是“不让污染物产生”,如改变燃料的结构、成份,寻找新能源,大量植被造林,城市禁止使用煤而改用管道煤气等。这样教学丰富了课堂教学内容,提高了学生的学习兴趣,又溶进了绿色化学教育。

二、通过实验教学培养学生的绿色意识

化学实验的污染排放看似微不足道,但其成分复杂,累计效应实在不容忽视,尤其不能忽视的是实验的育人功能。因为化学实验是培养学生科学素养、注重化学与环境之间密切关系的关键环节。因此,化学实验的绿色化设计,应该大有作为。

在化学演示实验和学生分组实验中,都存在着“废气、废液、废渣”的问题,这些实际问题的处理过程,是培养学生良好的环保习惯的难得机会。废气如何处理?如氯气的全封闭制取装置(尾气用NaOH吸收);废液如何处理?如分组实验制乙烯后硫酸的回收;废渣如何处理?如制H,后锌粒的回收等等。尽管有些回收处理较繁琐,远没有乱倒乱丢方便,但若放松了这一关,就至少有两方面的危害:从近处看,污染物积少成多,造成实验室长期的危害和隐患。例如积累在下水管道里的Zn粒若遇到大量的酸,甚至会造成H,爆炸,这种灾害已有所闻;往远处看,贪方便,图省力的不严谨的习惯一旦形成,积重难返,就会产生不守法规、污染环境的新一代,误人子弟,误民误国。

三、通过化学课外活动加强绿色化学教育

英国教育专家的统计表明,青少年时代亲历过的实践活动,对一个人终身的影响占有很大的份量。这说明亲自“感觉”这个世界远远比知道这个世界更重要。如果只让学生们坐在教室里讨论离他们很遥远而且凭他们目前的力量根本无法解决的问题(如化学污染、环境危机等),久而久之,他们就会被这种无能为力的悲观和沮丧所淹没,对绿色化学的目标的实现产生怀疑。基于上述“体验比理解更重要”的教育理念,在实施绿色化学教育时,完全有必要组织学生进行环境调查、撰写绿色化学科技小论文等活动。学生通过调查去亲自体验绿色化学问题。

在学“肥皂和洗涤剂”时,提到:有的洗涤剂含有磷元素,造成水体富营养化,促使水生藻类大

量繁殖,水中的溶解氧降低,使水质变坏。目前,合成洗涤剂导致的水体污染已引起人们极大的关注,并正积极研制无磷等新型洗涤剂,以减轻环境污染。因此,教师可组织学生对当地的水体进行考察。

学生学习了臭氧之后,教师组织学生阅读有关臭氧的知识,1984年科学家发现南极上空臭氧空洞;其实是氟里昂对臭氧层的破坏作用,这正是产品绿色化方面的问题,但是真正的元凶是Cl原子,而Cl原子的产生与氟里昂有关,生活中氟里昂的产生主要在家用电冰箱、换气扇,要求学生调查家里的这类电器,并写成小报告在全班进行演讲。还有许多例子,如自己所在城市的空气状况,这就需要了解周围的工厂及机动车辆的多少,同样写成报告的形式。还可以留心阅读家庭日化用品(如洗衣粉、灭蚊剂、干电池、化妆品、调味品、医用药品等)的说明书,特别是其原料成分的说明,联系已了解的绿色化学知识,分清哪些成分是符合绿色化学要求的,哪些是不符合绿色化学要求、需要逐步替代的,对这类日化用品要逐步减少使用,使用后要考虑如何减少对环境的污染。

总之,在实施绿色化学教育时,完全有必要组织学生进行工厂及环境调查、撰写绿色化学科技小论文等活动。使学生通过调查去亲自体验绿色化学问题。

我国的绿色化学的研究和开发刚刚起步,而绿色化学不仅仅是科研战线或化工战线的任务,在整个化学领域都要实现从传统化学到绿色化学的转变。作为普及化学知识和培养能力、肩负培养化学专门人才重任的化学教育,就必须义不容辞的地承担起普及、宣传和实施绿色化学教育的任务,让绿色化学教育成为21世纪素质教育的重要内容,把绿色化学教育的思想和内容贯穿在整个教学工作的全过程,使学生认识到化学在社会发展、提高人们生活质量、增进人们身体健康、实现人与自然和谐发展中的作用,更要认识到化学给环境带来的负面影响,从而使学生牢固树立起绿色化学和环境保护的意识,认识到绿色化学是“防”,环境保护是“治”,只有从根本上切断污染源,才能真正做到环境保护。

总之,只要结合好具体的教学这个主载体,充分利用教材中的绿色化学素材,联系绿色化学发展的新成就,注重学生的兴趣特点,随时随地都可以摆开绿色化学教育的课堂,在“润物细无声”中使学生了解绿色化学原理、树立绿色化学意识,实现绿色化学教育的目标。

篇6

教学重点:乙醇的化学式、物理性质、燃烧反应及应用

教学难点:甲醇、乙醇的化学式及燃烧的化学方程式

教学过程:

【讲解引入】

在世界面临能源危机的今天,开发利用乙醇(即酒精)作动力燃料,正受到人们越来越多的关注。有的国家把乙醇掺进汽油里混合使用,称为醇汽油,效率甚至比单用汽油还高。产糖量居世界第一的巴西,完全用乙醇开动的汽车,已经在圣保罗的大街上奔驰了。所以人们把乙醇称之为“绿色能源”。本节课我们就来学习人们称之为“绿色能源”的乙醇。

【板书】第七节乙醇醋酸

一、乙醇(俗称酒精)

1、化学式:C2H5OH

2、乙醇的物理性质:

展示一瓶乙醇让学生观察其颜色状态,并闻气味。

学生总结后板书:乙醇是无色透明的液体,有特殊气味,易挥发,易溶于水,能与水以任意比混溶。

3、乙醇的化学性质:可燃性

正是乙醇燃烧时放出大量的热,所以人们把乙醇称之为“绿色能源”。

【讨论】怎样证明乙醇的成分里一定含有碳元素和氢元素?

4、介绍乙醇的用途

【阅读教材】总结:燃料、消毒剂、化工原料、饮料。

介绍各种饮用酒中的乙醇含量及我国在酿酒方面的重大发明和悠久历史,进行爱国主义教育。

5、甲醇CH3OH有毒!饮用少量能使人失明,多量则使人丧命。

可燃性:

二、醋酸

1、化学式:CH3COOH学名:乙酸

【讲解】醋酸就是因食醋中约含3—5%的乙酸而得名。

展示一瓶醋酸,让学生观察它的色、态、味。

2、物理性质:无色有刺激性气味的液体,易溶与水和酒精。

[实验]5—13

3、化学性质:醋酸使紫色石蕊试液变红,具有酸性。

[阅读]

总结醋酸的用途。

布置家庭小实验:醋与苏打或小苏打反应制取二氧化碳。用制得的二氧化碳进行灭火实验。

【板书设计】

第七节乙醇醋酸

一、乙醇(俗称酒精)

1、化学式:C2H5OH

2、乙醇的物理性质:乙醇是无色透明的液体,有特殊气味,易挥发,易溶于水,能与水以任意比混溶。

3、乙醇的化学性质:可燃性“绿色能源”

4、乙醇的用途

燃料、消毒剂、化工原料、饮料。

5、甲醇CH3OH有毒!

二、醋酸

1、化学式:CH3COOH学名:乙酸

2、物理性质:无色有刺激性气味的液体,易溶与水和酒精。

篇7

[关键词]:绿色化学;生物技术;清洁生产;环境友好型产品

1、前言

化学工艺主要是利用现有的化学方法或者改性优化方式来改变物质的结构或者组成从而达到合成新物质的生产过程以及技术。化学工艺涉及范畴较为广泛,基本包括对原料的选择以及预处理、方法原理以及生产方法的选择、能量的回收和利用、对不同工艺路线的评定以及经济预估等。化学工程则更加侧重于研究工业等其他过程中的化工过程和物理过程中的相同以及相似的规律或者工艺。其理论主要包括由有工业催化理论,传质分离理论,反应工程理论等。化学工艺的工程背景主要包括返混和扩散两种方式。返混具有两种理想状态,即活塞流状态以及全混流状态。在多数情况下,返混是一种不利与反应或者工艺进行的因素,研究人员们需要采用一定的方法对其加以限制。扩散则是一种发生在气固相催化反应过程中的常见现象,气相反应物必须克服外扩散以及内扩散所产生的的阻力,从而达到催化剂内表面并且进行反应。

化学工艺在应用过程中极易对人类自身以及周围环境造成一定危害,应用绿色化学工艺就是使用科学的技术以及手段,对危害人与环境的化学产物、试剂进行治理,从而保证化学工艺的安全性与环保性,在一定程度上从根本解决污染现象,维持社会的可持续发展。近几年在各大小城市爆发的严重雾霾问题,暴露出了化工企业对环境和人类的危害作用。为了降低环境和人类健康的危害,研究人员们逐渐⒙躺化学作为其优先发展的工艺,同时各大企业也将其作为重点的研究对象。

2、绿色化学的应用

2.1 生物技术(医药生物技术)方面的应用

当今世界大部分国家尤其是发达国家都以生物技术以及其产业的发展做作为提高国家科技和经济的重要竞争手段。医药生物技术则是生物技术领域中首先实现产业化分支之一,并且取得了重大的突破,呈现出蓬勃向上的发展态势。

近几十年来,飞速发展的生物技术为世界各国的农业,医疗业,畜牧业等各大产业的发展开辟了广阔的前景。而基因工程药物则是其中应用最为成功的领域之一。比如销售额较大的生长激素、干扰素、红细胞生成素(EPO)、白细胞介素等,都是基因工程药物中被研究人员广为应用和开发的分支。同时,单克隆抗体在生物医学领域得到了极其广泛的应用,在器官移植抗免疫排斥、肿瘤、风湿及自身免疫疾病等方面显示出不俗的临床效果。在欧美、日本等国家大力发展医药生物的同时,我国也开启了这方面的大门,比如动物血蛋白转化为人血的代用品的成功、组织工程技术修复骨和肌腱韧带损伤研究的重大突破等。虽然我国医药生物技术面临着药物生产重复、转化率较低等问题,但是随着国家自主创新能力的不断提高以及国际合作与竞争能力的持续加强,生物技术的应用前景、经济利益以及社会效益也不容小觑。

2.2 清洁生产技术方面的应用

2.2.1 太阳能的运用

太阳能作为一种新型的可再生能源,有着环保、清洁、长效、持久等优点,已经成为各国应对气候变暖,能源短缺等问题的重要选择之一。太阳能的大规模广泛利用有效地减少了人们对化石燃料的依赖程度,其发展前景也甚为可观。

首先,太阳能资源有着无可比拟的优势,其丰富的储量对于人类来说可被认为“取之不尽,用之不竭”。中国太阳能资源及其分布状况如表1所示。

由表1可知,我国西北,青藏高原地区太阳能资源极为丰富,对于西部大开发的国家战略也有着极强的推进作用;而由于太阳能资源几乎不产生任何污染,所以可以大幅度减轻各大城市的雾霾等恶劣天气的出现,也比危险系数较大的核能更加安全以及方便;其低廉的成本也为其大范围的推广创造了极其有利的条件。其次,太阳能利用技术也已得到政府较大的重视与发展。其中,单晶硅电池与选择性太阳吸收涂层两项技术的突破既是人类对能源利用技术的又一次变革,又是太阳能利用进入现代化发展的重大标志之一。我国在利用太阳能热发电的技术研究中取得了不小的进步;2011 年浙江华仪康迪斯太阳能科技有限公司自主研发的国内首台 10kW 碟式太阳能聚光发电机系统样机投入试运行,填补了中国在太阳能聚光发电方面的一个空白,由此我国的太阳能利用技术迈上了一个新的平台。

最后,在环境日趋恶化,能源日益枯竭的背景之下,太阳能技术的发展无疑有着极其重要的战略地位。纵观中国以及世界对太阳能的开发与利用,加大相关方面科技攻关、人才培养,发扬长处,并加大太阳能热利用技术的投入与发展,引导并形成以太阳能相关产业链,拓宽国内外市场,使太阳能真正成为中国重要新能源之一。

2.2.2 风能的运用

风能在提高能源供应、保障能源安全、改善能源结构、减少温室气体的排放、保护生态环境等诸多方面有着重要的作用。2010年一年,我国风电新增装机容量突破 1 800万 kw,实现连续五年快速增长的态势。而在恰巧实在2010年当年, 我国的总装机容量突破了 4 400万kw,成为世界风能大国。虽然中国已经成为世国际上的风能大国,但还不是风能强国。因此,在目前和今后一段时间内,我国尚且存在一些制约风能发展的因素:例如大规模风电场系统的建设的约束,电网与风电的协调发展问题,风能资源精细化的评估困难以及国际竞争力的提升等。

我国风能的陆上风电发展速度较快,发展态势也属于稳定增长型。新疆的达坂城风力发电站更是将大自然赐予人类的风力运用到了极致。由此可见,中国风能的近期发展主要以陆上风电为主,但同时,我国也在积极稳定发展海上风电等各项技术。虽然海上风电场相比于陆地风电场建设成本较高,建设难度较大,但是仍是风电未来发展的一个可观的趋近方向。例如2010年我国在上海东海大桥建立了容量为102MW的风电场,对海上风电的发展起到良好的标杆作用。另外,海上风电机组需要在高湿度、高盐雾以及海流、海浪、海冰和台风等恶劣环境下运行,因而海上风电机组除了需要可靠的功率特性之外,还需要研究人员, 对其的可靠性、防腐蚀性、易维护性以及抗疲劳性给予足够的重视以及提高,从而减少设备的故障率,降低运行成本,从另一种方式对资源与环境进行保护与维护。

2.3 环境友好型产品的生产

绿色化学工艺技术最终目的即是生产环境友好型产品。例如近年来生产的无磷洗衣粉、防治白色污染的生物可降解塑料、清洁汽油等,在环境保护等方面起到了显著的效果。再如目前种类繁多的通过生物技术生产和制造化y品,其主要原料成分大多为天然提取。而同时,具有独特生理活性的天然绿色生物材料甲壳低聚糖则可通过甲壳素/甲壳胺的降解得到,以之合成化妆品对于皮肤和毛发有着不俗的效果,并且不污染环境,绿色无公害,实现了环境友好性。

3、结语

现今社会发展速度较快,发展模式较为广泛。而化工生产更是会给环境带来不容小视的危害。而例如燃料的燃烧、汽车尾气的排放以及原子能与化工能源的利用导致的放射性或者腐蚀性污染等环境污染问题又是环境自身与人类活动相互作用的结果。绿色化学恰恰贯穿于环境自身与人类活动相互作用的相互作用之中,其与生命、信息、资源以及能源等紧密相联。

现今,随着绿色化学工艺技术的不断快速发展,其也为人类解决环境问题提 供了很好地解决方式。而化学工程师以及化学家们为了生产出有效的绿色产品,必须对现有的化学工艺以及其过程进行优化控制,一方面要使用无毒无害的原料、催化剂以及溶剂等药品;另一方面要采用清洁工艺,从工艺上杜绝污染;同时还要注重提高反应的选择性,节约资源,降低生产成本。总之,若要实现化学工艺在未来继续发展壮大,从而为人们所生活的社会的发展带来巨大的经济利益以及社会效益,人们需要进行一场由设计到生产的“绿色革命”,

[参考文献]:

[1]祁新萍,绿色化学工艺的未来发展分析[J],环境保护,2013

[2]曾庭英,宋心琦,化学家应是“环境”的朋友――介绍绿色化学工艺[J],清华大学化学系

[3]张海涛,化学工艺的工程背景[J],华东理工大学

[4]生,浅析现代化绿色化学工艺的应用模式[J],技术创新管理,2013

[5]张木,医药生物技术研究与产业化进展[J],生物工程进展,2012,22(01)

[6]闫云飞,张力,太阳能利用技术与应用[J],太阳能学报,2012,12(33)

篇8

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。

篇9

关键词:绿色化学;高中;化学实验

一、绿色化学的概念及特点

所谓绿色化学,即防止和预防环境污染,实现有毒、有害物质的零排放,节约资源的环境友好学或环境无害学。在化学教学课堂中,绿色化学的理念使学生树立绿色化学的意识,强调的是可持续发展及环境保护,对于老师而言,用绿色化学的思路去引导学生朝绿色化学的方向发展,使学生学会用绿色化学的思路去分析化学问题的实质,而学生在这个过程中,有效地形成了良好的化学思想;绿色化学是利用自然资源及可再生能源,通过无毒害的化学资源而进行的化学反应,降低废弃物的排放、提高能源的利用率、利用合理的资源生产出有利于人类的产品的科学概念。

二、如何将绿色化学融入高中化学实验

从现在的化学课程中我们可以看到,学校安排的主要部分还是传统的化学知识的课程,如何将新的化学概念增加进来,一直都是我们所待解决的问题,显然,绿色化学怎样融入就是我们目前的问题,绿色化学概念反应在化学实验上有几个有关的要求:

1.减少实验中的废气物对环境的污染;2.对实验中产生的废气物要尽量收集并且处理;3.设计实验时要尽量考虑到简约的原则,使实验变得小型化,通过最少的原料,获得最大化的收益;4.对于一些需要耗费大量资源的实验,在条件允许的时候,尽量用计算机模拟代替,做到完全的无污染;5.对于实验中使用或者剩下的资源,要循环利用,实验的步骤要尽量做到最简。

在各种技术快速发展的今天,多媒体也是一项运用于各类事业的技术,对于化学课堂教学也不例外,对于绿色化学更是锦上添花。因为多媒体技术不仅能够模拟一些特殊的实验,而且对于一些危险的实验,例如:硫酸的性质实验等,我们就可以通过多媒体模拟出实际的效果,除了能够有效地节约资源,还能够避免一些不必要的事故。在高中化学实验中,还可以使化学实验微型化,微型化的意思即是在能够达到实验效果的情况下,减少使用的试剂以及药品以达到节约物品、减轻污染的作用。

通过在高中化学课堂中融入绿色化学的概念,不仅能够有效的解决课堂上的实际问题,还能够真正从实质上改善环境问题,最重要的是在这个过程中,学生和老师都真正参与进来,围绕着具体的实验目标,发挥想象力和创造力,完善化学实验的方法,使教与学的过程变得简单,最重要的是在这个过程中,培养了学生的创造性思维,开发了学生的潜能,对他们的学习能力也是一种培养,在学习的道路上能够发挥出自主思考、自主学习的能力。

参考文献:

篇10

【关键词】企业;能源消费;绿色发展

据《BP世界能源统计年鉴2014》的数据显示,2013年中国能源消费总量为28.524亿吨油当量,占全球消费量的22.4%。我国的主要耗能产业是电力、钢铁、建材、化工等行业。石油是世界第一大能源,占全球能源消费的33%。煤炭作为第二大能源,其消费占比约为30%,天然气的消费比例为24%,核能、水电等绿色能源占比分别为4%和7%(1)。与世界主要发达国家以油气为主的能源消费结构不同,我国自身的资源禀赋特点决定了煤炭在企业能源消费市场上一直占据主导地位。

一.中国企业能源消费绿色发展现状

目前中国能源消费总量呈现出节节攀升的趋势,消费结构仍以煤炭为主。我国企业对煤炭等传统能源的绿色利用也取得了一定的进步,绿色能源的开发利用有了较快的发展,但是受技术创新等因素影响,我国企业的能源利用效率依旧偏低。

(一)中国企业能源消费总量大、以煤炭为主

由于我国自身资源禀赋的特点,我国煤炭消费量约占能源消费总量的70%,其中企业的煤炭消费数量约占煤炭消费总量的96%左右(2)。石油加工炼焦和核燃料加工业、煤炭开采和洗选业、化学原料和化学制品制造业、金属制造业、电力热力生产和供应业是我国的主要煤炭消费行业,共约占总煤炭消费量的80%以上(3)。

(二)能源利用率低下,企业发展过度依赖能源

中国单位GDP能耗逐年下降,这与近年来的不断改革与技术创新有关。虽然中国企业对能源的利用效率呈现上升趋势,但由于产业结构不合理等原因,该指标依旧低于国际平均水平。据统计,我国单位GDP能耗是世界平均水平的2倍多,比美国、欧盟、日本、印度分别高2.9倍、4.9倍、5.5倍和15%(4)。总体而言,我国企业的能源利用效率依旧偏低。

(三)传统能源的绿色化现状

2014年,各煤炭企业也相继加大了煤炭清洁方面的环保投资。世界上第一套大规模煤制油、煤制烯烃工业示范装置建成投产标志着我国煤炭转化技术的巨大进步。中国煤制合成氨、甲醇等化学品工业装置的数量和规模已是世界第一。我国的煤炭燃烧发电技术,超临界结束已进入大规模工业化应用和运行阶段。煤炭生产、加工和转换过程中排放物再利用技术也不断涌现。

(四)绿色能源开发利用得以快速发展

鉴于传统的化石能源大量使用所引发的种种环境问题和经济问题,我国企业加大了对绿色能源的开发和使用力度。2013年我国对水电、核电和风电等绿色能源的消费占能源总消费的9.8%,比2012年增长约0.4个百分点(5)。据英国石油公司(BP)统计,2012年中国绿色能源开发总量为22670万吨标准油,年均增长9.85%。

此外,不少企业通过加大对绿色能源的使用逐渐转变自己的能耗结构。据宝钢股份2013年社会责任报告显示,其能源环保部与北京国发合作,通过合同能源管理项目实施,在全厂14个供给101万平方米的屋顶上建设总装机容量50兆瓦的光伏电站,所发电力就近并入所在区域电力系统使用,至2013年底已累计发电1583万千瓦时。中国建筑材料集团研发制造兆瓦级风机叶片,攻克了叶片产品降解的难题。该企业还自主研发设计了薄膜太阳能光伏产品生产性,为新能源产业的发展提供了保障。总体而言,我国绿色能源已经有了快速的发展,我国的可再生能源市场正朝着规模化方向发展。

二.中国企业能源消费中存在的问题

(一)企业能源消费结构上高度依赖煤炭

近几年我国的煤炭消费量呈上升趋势。2014年我国的煤炭消费量为35.1亿吨,出现本世纪的首次同比下降,但我国的煤炭消费量全球占比过半,消费总量依旧庞大。煤炭开采和洗选业、石油加工和核燃料加工业、化学原料和化学制品制造业、金属冶炼和加工业是我国的主要耗能产业,而该四大产业消耗的主要能源是煤炭。据大唐集团2013年社会责任报告显示:该集团2013年的煤炭在其能源消费结构中占比为74.3%。煤炭具有不可再生性,我国企业在生产过程中对煤炭的过度依赖局势不利于经济的可持续发展。

(二)企业对传统能源的清洁高效利用水平不足

我国的煤炭工业虽然取得了巨大的发展,但煤炭开采过程中依旧存在着无序开采、采富弃贫等能源浪费现象。煤炭加工方面,煤炭的洗选比例较低从源头上降低了企业所能利用的煤炭质量。我国大量煤炭被用于终端直接消费,仅2013年煤炭终端消费量约9亿吨。中国约有40万台燃煤工业锅炉,作为最主要的煤炭终端直接燃烧设备,其普遍存在单炉容量低、装备总体水平差、运行效率低(平均热效率仅为60%~65%)(6),环保设施不健全等问题,这也是造成我国燃煤利用效率低下和环境污染的主要原因之一。

(三)企业绿色能源消费比例较低

首先,我国的水能资源开发利用程度仍然较低。其次,我国的海洋能源较为丰富,但其利用形式较为单一,整体规模有限。再次,风能方面,我国企业对风能的利用主要通过风力发电机、风力发电组等形式表现,其应用范围在逐渐扩大,但规模依旧较小。

(四)企业能耗管理体系不完善

能源是企业正常生产经营不可缺少的物质条件,对能源消耗过程进行监测管理是企业提高能源利用率进而降低生产成本的重要途径之一。目前,我国企业的能耗管理体系尚不完善。

首先,我国企业的能耗监测理念比较滞后,很多企业仍将能耗监测局限在热平衡、水平衡和电平衡的检测上,并未通过信息化手段对能耗社保进行信息采集,通过网络进行相关数据的传输。其次,企业的能耗监测管理机构不健全,很多企业特别是私营企业对节能监测的投入不足,相关工作人员缺乏计量、管理知识,不能合理的利用监测数据。再次,我国大部分企业不具备能耗监测的基础设备,很多耗能设备均没有按照规定配备计量表,不能满足能耗管理的工作。

三.中国企业能源消费绿色发展趋势

(一)消费总量呈上升态势,企业能源消费趋向集中

随着经济的快速发展,我国企业能源消费总量也在逐年上升,我国的能源消费总量一直保持上升的趋势。据统计,2014年我国的能源消费总量为38.4亿吨标准煤左右,增长率为2.3%,能源消费增速有所降低,比2013年下降1.4个百分点。

(二)煤炭生产和消费将走向低碳化

2015年5月5日能源局对外《煤炭清洁高效利用行动计划(2015-2020年)》,行动计划提出了煤炭清洁高效利用目标:到2017年,全国原煤入选率达到70%以上。到2020年,原煤入选率达到80%以上;现役燃煤发电机组改造后平均供电煤耗低于310克/千瓦时,电煤占煤炭消费比重提高到60%以上;现代煤化工产业化示范取得阶段性成果,形成更加完整的自主技术和装备体系。

(三)清洁能源的发展将蚕食企业对煤炭需求量

据中国国电集团2013年社会责任报告显示:2013年该企业的清洁可再生装机总量达3067万千瓦,比重达25%,同比增加2.5%。据2014年中国大唐集团社会责任报告显示,在该公司的电源结构中,2014年风电和水电占比为23.93%,比2012年同比上升0.49个百分点。中国电力投资集团的清洁能源装机由2008年的1211万千瓦上升为2013年的3066万千瓦,消费比重由的26.3%提升至34.2%(7)。未来,将有更多的企业采用清洁能源,绿色能源的快速发展将进一步蚕食企业对煤炭的需求量。

四.提高中国企业能源利用效率的对策与建议

(一)向企业征收能源税

作为能源消费大国,我国企业对能源的需求仍在快速增加,为了达到经济发展、能源节约与环境保护的共赢,我国政府应向企业征收环境税或者能源消费税,特别是对高耗能、高污染产品进行征税。通过税收将企业在生产过程中因能源消耗给环境带来的负面影响内化为企业的生产成本,以督促企业节能减排。我国应借鉴国外的成功经验,以我国的基本国情为准,向企业征收能源税。

(二)加强对高耗能企业的能源消费监督管理

首先要遏制这些高耗能高污染行业过快增长,从增量上严格控制新建高耗能项目,在项目审批过程中,严格限制审批高耗能项目。其次,要重点对新投产或刚刚恢复生产的高耗能企业和有新高耗能项目的企业加强节能监督管理。对高耗能企业制定节能标准,有关部门要定期或不定期对该类企业进行节能监察,积极指导和帮助这类企业做好能源计量、搞好能源核算和分级定额考核以及能源平衡测试等方面的工作,使企业在能源使用过程中的各个环节都能达到科学化管理能源审计,切实提高企业能源利用效率。

(三)推进煤化工产业化进程

煤化工是煤炭清洁利用的重要途径。目前,我国的煤化工正处于由焦炭、半焦、电石等构成的传统煤化工向以煤制乙二醇、煤液化等为代表的现代煤化工转型。传统煤化工存在着布局分散、企业规模偏小、技术落后等问题,煤化工的升级转化势在必行。

(四)因地制宜地推广节能技术

钢铁行业应推进锅炉的脱硫、脱硝改造,对燃煤锅炉进行清洁能源、可再生能源、热电联产机组替代或者淘汰,大力推广干法熄焦、高炉炉顶余压发电等新技术。有色金属行业,电解铝应积极采用大型预焙电解槽技术,铜熔炼采用富氧闪速及富氧熔池熔炼技术,铅熔炼采用富氧底吹技术,锌冶炼采用湿法冶炼技术。化工行业需推广离子膜烧碱生产等新技术,充分利用煤层气资源作为民用燃料及化工资源。建材行业企业应积极使用变频改造、余热发电等先进节能技术,建设水泥余热发电装置,充分利用工业和生活废弃物作原材料来提高能源的有效利用率。

(五)完善企业内部能耗监测管理

企业应当充分认识到建立节能减排统计、监测体系的重要性。能耗的监测需要较大的资金支持,为节约能源降低生产成本,企业应当力所能及的配备能耗监测计量设备,并建立配套的网络系统,实现科学计量和监测。特别是重点耗能企业要建立节能责任制度、节能统计制度和能源利用状况报告制度,制定分阶段节能目标和实施方案。要强化基础工作,配备专职人员,将节能降耗目标和责任落实到车间、班组和个人,切实提高节能降耗管理水平。

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