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绿色化学与原子经济性

发布时间: 2015-08-05    浏览次数:   发布者:道器网   来源:钱旭红院士   

科学与伦理学一直是两个范畴,长期以来互补相关,随着科学技术对物质文明进步和精神文明进步的双重推进作用,对科学技术的迷信、甚至把科学当成一种主义的思想,即科学主义应运而生。

科学技术的本质是道法自然,科技是为人而存在、为自然生态而存在,然而,在相当一段时间,在人类自身走向异化的同时,将科学技术也走向了异化,结果,导致了许许多多环境生态问题,远如卡尔逊女士就传统农药危害说在《寂静的春天》所揭示的现象,近如联合国气候变化会议透露出的种种故事。因而在此时,而纠正科学技术只需关注本身、而不必关注其伦理影响的传统观念,一个用颜色,代表生态伦理的“绿色”,对一门科学领域化学“的限定出现了,绿色化学应运而生。

绿色化学,可被理解为环境无害或者友好化学、清洁化学。其是二十年才产生和发展起来的 “化学新生儿”,横跨化学各个领域,与经济、产业、社会和生态紧密关联。绿色化学的最大特征是在始端就采用杜绝污染的科学手段,将过程和终端均为零排放或零污染作为最高追求。

绿色化学的核心原理之一,就是“原子经济性”。即充分利用反应物中的各个原子,因而既能充分利用资源,又能防止污染。其用原子利用率衡量反应的原子经济性, 高效的物质合成科学,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,达到零排放。原子利用率越高,反应产生的废弃物越少,对环境造成的污染也越少。

绿色化学的核心原理之二, 主要体现在 5R 上:1) Reduction 减量 ,即减少“三废”排放;2)Reuse 重复使用 ,诸如合成过程中的催化剂、载体等,这是降低成本和减废的需要;3)Recycling——“回收”,以有效实现“省资源、少污染、减成本”的要求;4) Regeneration 再生 ,即变废为宝,节省资源、能源,减少污染的有效途径;5)Rejection ?拒用, 指对无法替代、回收、再生和重复再用的,有毒副作用及污染作用明显的原料,拒绝在化学过程中使用,这是杜绝污染的最根本方法。

世界上很多国家已把“化学化工的绿色化”作为新世纪科学发展的主要方向策略之一,是绿色制造的核心组成部分,绿色的产品设计和绿色的过程方法,正成为主要研究内容。

参考文献:

1. Anastas, P.; Eghbali, N.,Green Chemistry: Principles and Practice, Chemical Society Reviews, 39, 1, 301-312.

2. Polshettiwar, V.; Varma, R. S., Green chemistry by nano-catalysis, Green Chemistry, 12, 5, 743-754, 2010.

3. Sheldon, R. A., Fundamentals of green chemistry: efficiency in reaction design, Chemical Society Reviews, 41, 4, 1437-1451, 2012.

4. Simon, M. O.; Li, C. J., Green chemistry oriented organic synthesis in water, Chemical Society Reviews, 41, 4, 1415-1427, 2012.

5. Qian, X. H.; Zhao, Z. J.; et al, Chemical Biotechnology and Bioengineering, RSC Green Chemistry, Royal Society of Chemistry, 2015, www.rsc.org/books

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