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绿色化学在当前大学化学中的应用

2014-11-12

中国新技术新产品 2014年20期
关键词:大学化学化学绿色

(黄冈职业技术学院,湖北 黄冈 438000)

绿色化学在当前大学化学中的应用

沈爱平

(黄冈职业技术学院,湖北 黄冈 438000)

随着环境污染的日益加剧,绿色化学得到越来越多的关注,成为当今国际化学科学研究的前沿,教育工作者应该在当代大学化学中渗透绿色化学,将绿色化学理念带进大学课堂,培养学生的绿色化学意识,培养更多的绿色人才。

绿色化学;大学化学;应用

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。

[1]李剑,王拯,饶姗姗.当前绿色化学及其技术在水处理中的应用[J]. 甘肃科技,2004(03).

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