绿色理念下的化工技术论文

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1校企联合在理论教学中的绿色化工教育

1.1开设“绿色化学”课程，邀请校外专家及技术人员进行专题讲座。

我校还聘请校外专家及企业技术人员进行专题讲座，介绍化工前沿性知识，回答学生的提问，与学生进行直面交流，学生的视野得到了开阔。如把模拟化学的数值运算与计算机化学的逻辑运算结合起来进行“分子的理性设计”，完全顺应目前倍受化学界重视和倡导的绿色化学的思想，使化学成为与生态环境协调发展的、更高境界的化学。在进行绿色化工工艺和技术的过程中，借助于量子化学计算的结果，可以更为精确地选择底物分子、催化剂、溶剂以及反应途径，这样可通过尽可能少的实验达到预期目标，大大减少了实验次数，从根本上减少了原料的消耗，对环境污染的排放也相应减少。再者反应与生物技术、分离技术、纳米技术等的结合使得开发新型反应路径仍有空间。微波反应器、膜分离技术及膜催化集成反应器、超声波萃取传质等等前沿知识的介绍使学生对绿色化工、绿色分离、集成过程等概念有所了解,开阔了学生的思路，激发了学生的求知欲。

1.2重视案例教学，增强学生对绿色化工的感性认识。

专业授课教师通过案例中采用绿色工艺，实行清洁生产增强学生的感性认识。而且针对具体工艺流程中存在的问题及对不同工艺路线和流程的技术经济评价让学生了解该工艺的发展状况和绿色工艺的应用。如氢气是一种高效而无污染的理想能源，制取氢气的方法很多，有①电解法：2H2O→2H2↑+O2↑；②甲烷转化法：CH4+H2O→CO↑+3H2↑；③水煤气法：C+H2O→CO↑+H2↑；④碳氢化合物热裂法：CH4→C+2H2↑；⑤设法将太阳能聚焦产生高温使水分解：2H2O→2H2↑+O2↑；⑥寻求高效催化剂使水分解产生氢气。在上述方法中第五种方法设法将太阳能聚焦产生高温使水分解是可行且有发展前途的方法。因为太阳能是取之不尽、用之不竭的洁净能源，且该反应没有废弃物，不会对环境造成污染；第六种方法寻求高效催化剂使水分解产生氢气也是可行且有发展前途的方法。通过采用催化剂降低了反应活化能，提高了反应速率，降低了反应温度、操作压力，简化了流程。在大规模生产中，这种效应无论从环境影响方面还是从经济影响方面都是非常重要的。再比如，甲基丙烯酸甲酯是一种重要的化工原料，主要用作合成有机玻璃的单体，也用于制造其它树脂、塑料、涂料、黏合剂、润滑剂。其传统合成工艺为丙酮-氰醇法，即：甲基丙烯酸甲酯传统合成反应中使用剧毒原料氢氰酸，污染严重，设备腐蚀严重，而且合成路线长，原子利用率低。美国Shell公司开发的新路线不用剧毒物质，原料价格低，利用钯催化剂反应一步完成，产品收率高，原子利用率高，经济效益、环境效益均好。

1.3教学方法多样化，教学手段现代化。

绿色化学理念倡导教学方法多样化，教学手段现代化[3]。我校努力将现代教育方法融入课堂教学中，如幻灯片投影、多媒体教学课件、音频视频资料等等。化工教学中常常涉及到一些具体的工程设备、工艺流程、设备原理等，传统的教学方法是采用板书、挂图和实物微缩教具来进行讲解，只能演示设备静态，讲授过程枯燥，不生动。现利用现代教育方法集图、文、声、像和三维动画为一体的特性，提高学生学习兴趣及学习的积极性。并且课后教师积极引导学生充分利用网络资源和网络手段拓宽知识面，吸引学生主动求知。

2校企联合在实践教学中渗透绿色化工意识

2.1改进化学实验项目，多开展微型实验、串联实验。化学教师在设计实验内容时应强化绿色化学意识，并把注重环境保护的理念渗透到实验教学中[4,5]，舍弃或减少毒性大、危险性大、对环境污染及三废后

处理困难的实验项目，尽可能多地选择低毒、污染小且后处理容易的实验项目，注重开设宣传绿色环保的实验项目[4]。如我们在有机化学实验中开设了从茶叶中提取咖啡碱、从元宝枫种壳中提取单宁等绿色技术实验，这些实验原料是天然的，提取溶剂是无毒的，并且可以回收利用，废渣无公害且可以用作肥料；如综合实验项目“从海带中提取海藻酸”，其传统方法是盐酸-甲醛提取法，我们改用木瓜蛋白酶作催化剂，超声波提取。这样不但大大缩短提取时间，提出率从30%提高到90%以上，而且工艺简单，无污染。微型化学实验的优越性主要表现在试剂与辅助材料用量、水电消耗量大大减少，从而降低实验成本，而且爆炸、燃烧、中毒等事故发生的可能性相应减少，提高了实验的安全性。又由于产生的“三废”量少，极大地减少了对环境的污染。如综合实验项目“海藻接枝丙烯腈制备高吸水性树脂的研究”，其所用单体丙烯腈不但价格贵，而且有毒，而采用微型实验后，不但经济而且减少了污染。串联实验是指通过调整实验顺序，使一个实验的产物成为下一个实验的原料。如双酚A的合成实验产品可作为环氧树脂实验的原料，乙酰苯胺实验的产品可作为磺胺类药物实验的原料。

2.2选用先进仪器和技术进行实验，利用计算机多媒体系统进行模拟化学仿真实验。

先进检测手段包括红外、紫外光谱，气相、液相色谱，电镜扫描，X-衍射等。选用较先进的实验仪器，不但减少了试剂用量，减轻了环境污染，同时也增加了实验操作难度，有利于培养学生严谨的科学态度、规范化的操作技能，有利于提高实验课的质量。如化工原理课程中的吸收实验，其测量气体吸收量的经典方法是酸碱滴定法，因此，实验气体往往只能选用氨气，致使实验过程产生大量废液并且实验环境恶劣。但改用气相色谱法测定气体吸收量后，实验气体可用CO2代替氨气，这既改善了实验环境，又使测量速度加快、测量精度大大提高，且使学生接触到先进环保的检测方法。一些常规、传统的化学实验消耗较多的试剂、药品和水，尤其是一些实验所用试剂药品较贵、有毒、有害或不安全，这时采用计算机多媒体系统进行实验仿真就很有意义，如醚的过氧化物爆炸、有毒溶剂的燃烧、砷化物的相互转化等。采用计算机仿真实验既能使学生学会实验方法，又避免了对人体和环境造成的伤害[4,5]。

2.3利用大学生创新实验及毕业设计渗透绿色理念

大学生创新性实验及毕业设计旨在探索并建立以问题和课题为核心的教学模式，激发大学生的创新思维和创新意识，逐渐掌握思考问题、解决问题的方法[6]。指导教师首先必须有强烈的绿色意识，在设计课题时多注重向学生渗透绿色理念。如课题“海藻农用节水剂的制备及性能研究”，海藻是可再生性资源，储量相当丰富，而且海藻类植物中含有丰富的微量元素、氨基酸、维生素、胡萝卜素、矿物质等，极易被植物吸收。用海藻制得的保水剂不但能锁住土壤中的水分，改良土壤，提高果蔬品质，而且该保水剂能被降解，对环境无污染。又如课题“Ag@AgCl-壳聚糖/OREC/TiO2微球光催化降解有机污染物的研究”，原料是可再生的，成本低、可降解，制备的复合膜对有机污染物有吸附及光催化降解协同作用，该研究在解决医药、食品、化工企业废水处理方面有重要意义。学生在这种课题研究方式中增长了知识，开阔了眼界，培养了绿色环境意识及环保理念。

2.4校企联合在学生见习、实习过程中渗透绿色理念

见习、实习环节使学生在掌握专业理论知识的基础上，进一步了解化工行业的实际生产过程，对现代化工生产企业的生产和管理模式有一个较为全面的认识，让理论知识和实际生产相结合，提升学生独立分析和解决化工生产实际问题的能力。见习、实习是学生迈向化工行业工作前的重要的锻炼[2]。因此，学校和企业积极联手，结合企业生产实际，对学生进行绿色化工教育。如学生在长庆石油公司实习时，亲身感受到清洁生产、绿色工艺带来的好处：该公司投建硫回收系统工艺用于废物处理，它既避免了废物直接排放对环境造成污染，又回收到硫磺，创造了巨大经济效益；学生在长庆石油公司及兴平化工厂还参观了污水生化处理工艺。污水生化处理是利用微生物的代谢作用，完成有机物的分解和生物体的合成，将有机污染物转变成无害的CO2、水以及富含有机物的生物污泥，多余的生物污泥在沉淀池中经沉淀池固液分离，从净化后的污水中除去。污水生化处理相对于化学处理废水降解污染物更彻底，运行费用较低，基本上不产生“二次污染”。企业技术人员也通过自已企业实施清洁生产后获得的利益向学生宣传绿色化工的重要性。如通过实施清洁生产促进企业整体素质的提高；降低产品成本，提高竞争能力；同时，企业的环境好、无污染、不扰民，使企业具有一个良好的社会形象，增加了消费者对企业产品的信任度；改善了职工的生产操作条件乃至生活环境，减轻了对职工身心健康的影响。

3结束语

绿色化工是降低传统化工所造成的环境污染的最有效手段，学生是未来化工行业的主力军，需要高校与企业联手加强对学生绿色化工意识的培养，这也是素质教育的一项重要内容，是培养学生对社会及未来责任感的一项重要举措。当然，我们的校企合作在不少方面也有不如人意的方面，如合作关系多停留在表层，还不够深入，合作关系脆弱、具有不对等性。总之，校企合作工作任重而道远，需要政府、企业、学校的不断探索和实践。只有大家共同努力，培养学生保护环境、实施绿色化工的意识，我国化工工业才能健康、稳定、可持续发展。

作者：杨连利黄怡张卫红单位：咸阳师范学院化学与化工学院