化学化工教育中的绿色可持续化学渗透教育研究

吴鹏

摘 要 随着资源短缺和环境污染问题越来越严重，绿色可持续化学理念逐渐受到关注。绿色化学构建了化学化工教育的可持续发展框架，是化学工业发展的必然趋势。分析绿色化学应该遵循的原则、化学化工教育中开展绿色化学教育的必要性及教学中绿色可持续化学理念的培养。

关键词 绿色化学；可持续发展理念；化学化工教育

中图分类号：G642.4 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2015）05-0046-02

1 引言

每次产业革命中，化学工业都扮演着十分重要的角色。化学作为分子科学的一门基础学科，它对动植物和人类生存的物质世界产生了深远的影响。如果化学工业在世界上消失，那么现代的通信业、交通业、医学等便不会存在。任何事物都有两面性，化学工业在为人们生活带来便利的同时，也对全面的环境问题产生巨大的负面影响。而从反面来讲，要解决这些环境生态问题，又离不开化学工业的支持，只有采取新的化学技术、开发新型的产品，才会提高环境质量，缓解生态问题。比如，研究成功的固定C02技术，可以将C02转化成具有使用价值的产品和可用能源。所以，为了化学工业的发展，专家学者提出绿色可持续化学理念。

绿色化学为可持续发展提供了一种重要的方法。20世纪，技术创新是发展化学工业的动力；进入2l世纪，绿色化学可持续发展理念成为化学工业发展的新希望。在21世纪，只有遵循绿色化学可持续发展理念发展现代化的化学工业，化工产品才会在国际市场中占有一席之地。因此，在化学化工教育中要渗透绿色可持续化学理念，培养学生的绿色化学意识，促进经济、环境、资源、社会等要素的和谐发展。

2 绿色化学所遵循的原则

为了实现绿色化学的预期目标，在化学化工中需要遵循一定的原则。John C.Warner及Paul T.Anastas编写的Green Chemistry： Theory and Practice一书中提出12条绿色化学原则，为绿色化学提供了评定标准，为化学家开发绿色化学产品提供了指导。

1）预防：最好预防产生化学废物，减少产生后处理的麻烦。

2）原子经济性：最终生成的产物中最好包含所有反应物，因此，在设计合成方法时要考虑将全部起始物质嵌入至最终产物中。

3）设计较安全的化学物：设计化学品时，在达到预期效果的情况下，尽量降低它们的毒性。

4）有节能效益的设计：化学过程中应尽量减少能量消耗，合成方法尽可能以外界压力和温度为导向。

5）低毒害化学合成：化学合成时，采用的原料和生成的化学产物尽量无毒或者是毒性较低。

6）使用的辅助剂和溶剂比较安全：尽量降低分离试剂和溶剂等的使用量，并且尽量使用无毒的化学试剂。

7）应用可再生反应物：只要满足经济和技术的要求，反应物原料采取可再生资源，避免使用真正耗尽的原材料。

8）催化剂：使用高效催化剂，而不是靠提高反应物配料比。

9）减少运用衍生物：避免或者是减少不必要的衍生过程，因为衍生过程可能会产生废物，浪费资源，影响环境。

10）及时分析，预防污染：进一步研究开发分析方法，在有害物质生成之前进行控制。

11）设计可降解产物：化学产物应设计成使用后可降解，生成的降解产物对环境无毒害。

12）安全化学，预防危险：在化学过程中，考虑使用的物质及物质形态，提高安全性，降低化学事故发生概率。

3 在化学化工教育中渗透绿色可持续化学理念的必要性

高校化学化工教育肩负着培养绿色化学开发人才的重要责任。只有学生充分理解和接受了绿色可持续化学理念，才能促进绿色化学的发展，在今后的工作中充分贯彻实施绿色化学开发，降低能源损耗和对环境的破坏，促进人类社会的可持续发展。在化学化工教育中，由于涉及很多产品生产途径和过程安全等问题，只有内容新颖，并和实际的化学工程紧密相联，才能提高学生的学习兴趣。所以，化工教育要不断进行教学改革，丰富教学内容。将绿色化学的最新理念和最新研究成果引入化工教育中，能够补充教学内容，增强环保意识，提高学生的综合素质。开展绿色可持续化学教育，能够让学生了解化学和社会的密切关系，培养可持续发展理念，促进我国资源友好型社会的建设。

4 教学中绿色可持续化学理念的培养

在化学基础教育中，学生已经对绿色化学有了初步的了解。高中化学课程建设目标中已经明确指出，要突出绿色化学思想，让学生充分理解化学对于社会发展和科技进步的重要作用；并且在实验教学中也明确提出“以绿色化学理念为指导进行实验研究，提高实验安全意识”“一定要以绿色化学为指导，提高环境保护意识”。在高校化学化工教育中，树立绿色可持续化学理念是社会发展的必然趋势。形成绿色可持续化学理念主要有以下途径：

1）开设绿色化学选修课；

2）开展绿色可持续化学专题讲座；

3）在教学中潜移默化地贯彻绿色可持续化学理念。

在教学中贯彻绿色可持续化学理念的措施主要有三方面：催化剂、化学反应原料、溶剂。

1）催化剂的绿色化主要是指贯彻研究高效催化剂理念，提高原子利用率，避免产生副产物。

2）化学反应原料的绿色化主要指采用无毒、无害和可再生资源作为原料。例如，学生知道95%以上有机化学反应原料为石油，但是石油是不可再生资源，所以，目前有机化学合成研究的重点是怎样利用再生物质为原料，生产人类必需的化学品。

3）溶剂的绿色化就是设计或者是寻找无毒、对环境无害的绿色有机溶剂。目前，已经设计的绿色溶剂有碳酸l，2-丙二醇酯、乳酸酯、N-甲基-2-吡咯酮（NMP）、双丙酮醇。

此外，在化学实验设计中也能够贯彻绿色可持续化学理念。比如以上述绿色化学原则为指导，和传统的化学实验方法相比，让学生充分理解实验改进过程中包含的绿色可持续化学理念。例如：用环乙烯做原料乙二酸的绿色合成和重结晶实验，体现了反应原料的选择、催化剂的高效催化作用、试剂的再利用等绿色化学理念；改进后的1，2一二苯乙烯的绿色溴化应用了安全溶剂和原子经济性等绿色化学理念。

化学实验的微型化也是绿色化学中的一部分，节约环保，安全高效。我国已经开展了20年的微型化学实验研究，并取得一定的研究成果。但是微型化学实验也存在一定的问题，如效率较低、操作不规范、安全性较低。所以，在化学化工教育中既要采用微型化的实验，也要采用常规实验，二者结合，贯彻绿色化学可持续理念。

除了上述方法措施，还可以通过其他措施构建绿色可持续化工教育实验体系，比如在化工教育中实施化学实验清洁化或者是开展化学仿真实验。化学实验清洁化，主要是采取一些可行措施，尽量降低化工实验对环境的污染程度；而化学仿真实验是利用先进的科学技术演示化工实验，不使用化工原料、无污染、无毒，这和绿色化学可持续思想一致。

5 结语

本文主要分析了化学化工教育中绿色可持续化学理念的渗透，通过分析可知，该理念是实现人类社会可持续发展的必然趋势。为了化学化工的可持续发展，一定要尽量采用可再生资源作为原料，降低生产过程中废物的产生量，提高原子经济性，降低环境污染。因此，绿色可持续化学是实现可持续发展战略的重要组成部分。作为高校化学化工教师，要将绿色化学知识自然、生动地渗透到化学教学中。

参考文献

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