绿色化工技术在精细化工中的应用研究

王涛

摘 要：随着我国综合国力的不断提升，当前已经进入高质量发展时期，绿色、环保重视程度不断提升。化工生产作为重要产业，在以往的化学产品生产中生成大量的废气、废气、废弃物，对周围的生态环境造成严重的污染。当前化工生产逐渐向精细化工方向发展，为减少污染物排放需要在精细化工生产中积极应用绿色化工技术，积极应用环保材料和新设备，在减少污染的同时实现企业综合效益提升。

关键词：精细化工;绿色化工;应用

本文以精细化工生产中绿色化工技术的应用为主题展开讨论，首先对精细化工和绿色化工进行简要概述，然后分析绿色精细化工发展重要性，最后从纳米技术、微化工技术、绿色分离技术、生物化工技术、分子设计技术五方面分析绿色精细化工技术应用。

1绿色精细化工相关概述

精细化工属于现阶段化工工业新型产业，为新材料重要的组成部分。其产品种类繁多，具有高附加值、用途广等特点，为国民经济诸多行业、高新技术提供直接服务。加强精细化工发展进步已经成为各个国家对化工产业结构调整，拓展经济效益重点战略。精细化工设计食品/饲料添加剂、试剂、催化剂、磁性材料、感光材料、粘结剂、造纸助剂、活性家、涂料、有机颜料、农药、医药等诸多行业。绿色化工生产中借助环保技术，减少污染物排放，实现绿色环保。在化工生产中将绿色化工技术有效应用，实现精细化化工生产，实现资源使用效率提升，将现代化工和绿色技术融合应用，改善化工技术，实现化工企业经济性效益、社会效益共同提升。首先，绿色化工技术在化工生产中把废料排放降至最低，减少对环境的污染。借助绿色化工技术使精细化工相关机械设备高效、绿色生产，实现化工原料的充分利用，节约生产成本，极大程度降低化工生产中所产生的污染。其次，绿色化工能够实现原料、能源充分利用，满足持续发展相关需求，化工生产中，将生态保护、员工身体健康作为重要指标，实现绿色生产[1]。最后，为实现“零排放、零污染”目标，化工企业对使用化工设备、设施均应使用无毒、无公害材料。也可应用绿色技术加工化工原料。例如，超临界流体技术、膜分离技术。

2绿色化工技术在精细化工中的应用

2.1纳米技术

因为纳米材料具备表面、小尺寸、量子尺寸等效应特性，因此相比于普通微粒，纳米微粒稳定性、烧结性能、扩散性能、光、热磁、敏感特性、力学性能更加具有优势，因此，纳米材料在精细化工中的应用极为广泛。主要表现在以下几方面：

密封胶与粘合剂：西方部分国家已经将纳米二氧化硅做添加剂掺加至密封胶、粘合剂内，有效提升密封胶、粘结剂的密封性能。作用原理为纳米二氧化硅表面包裹着有机材料，具备亲水性，将该材料添加至密封胶中形成硅石结构，形成纳米二氧化硅网络结构，对胶体的流动加以限制，提升固化速度，增强粘结效果，因为颗粒的尺寸比较小，因此提升胶体密封性。

贮氢材料：Mg2Ni与TeTi属于贮氢材料重要的候选合金，此类型合金吸氢极慢，需要进行活化处理，需反复进行脱氢-吸氢过程[2]。部分学者曾使用球磨Ni和Mg粉末形成Mg2Ni，晶粒尺寸约为20nm至30nm，相比于普通类型的多晶材料，该合金的吸氢能力更强。普通类型的Mg2Ni仅能够在高温环境中吸氢，而在低压环境中为实现吸氢需消耗大量时间，并确保高氢压力。而纳米Mg2Ni在温度达200℃的环境中便能够吸氢，不需要进行活化处理。温度达到300℃完成一次氢化循环，氢含量约3.4%，后续循环中，相比于普通材料，Mg2Ni吸氢速度更快，约为4倍。TeTi吸氢性能更强，普通TeTi活化过程为：真空环境中加热至400℃至450℃，之后在7Pa的氢气环境中退火，待冷却至室温暴露在35Pa至65Pa氢气中，需要反复激动，而纳米TeTi仅需要在400℃的真空环境内退火30min，便能够完成吸氢循环。

催化剂：催化材料内，反应活性位置可为表面团簇原子，也可为吸附于表面其他物质。位置和表明结构、晶体边角、晶格缺陷存在密切关系。因为纳米材料能够提供大量的活性位置，所以适宜作为催化材料。在化工生产中，把纳米微粒作为催化剂，例如高铬酸铵粉、超细硼粉可作炸药催化剂，碳化钨粉、超细铂粉可作氢化催化剂，铜和其合金所制纳米粉作为催化剂，具有强选择性、高效率优点，适用于氢合成甲醇、二氧化碳化学反应催化剂，镍粉催化效果较强，可用于尾气处理和有机物的氢化反应。

2.2微化工技术

以往化学生产工艺和相关设备属于微化工发展开端，相比于传统化学生产工艺和设备，微化工主要借助微通道反应器进行化学生产加工，具备持液量少、传热性能强等优势。对微化工工艺进行研发时，相关学者将微反应器视作工作重点与核心内容。其主要是借助精密仪器和微加工工艺制作参与化学反应的三维结构相关原件。并且微反应器内能够进行换热、分离、混合、分析等，对催化剂有效筛选，并顺应化工生产时代需求，对筛选效率不断优化提升[3]。近些年来微反应器逐渐应用至化工生产中，提高反应效率，有助于对整体工艺加以优化，促进化工产业逐渐向现代化方向发展。现阶段，我国对微化工工艺应用重视程度不断提升，在长期发展中企业经营利润、社会效率逐渐提升。

2.3生物化工技术

该技术的应用包括遗传工程、细胞工程、酶工程。属于复杂繁琐但具有十分重要的现实意义的科学技术。生物化工技术与催化技术为两大重点[4]。首先，化工生产技术，该技术对传统化学化工生产模式加以创新改革，开辟生产新思路、新模式。例如，甘油发酵能够替代化解、提纯法，减少用于化工原料购进所投入的资金费用，并提升甘油产量。甘油发酵工艺对设备要求較低，原料来源广泛，价格低，具有巨大的发展空间。另外，化工催化技术。在化学化工产品生产时需催化剂进行催化，而化工催化工艺便是使用各种酶替代无机物。包括动物、植物、微生物。其中微生物属于主要酶来源，成本低，并能够有效减少化工生产中所生成的有害物质。但是酶作为催化剂稳定性较差、难以回收和提纯。因此可将孔隙材料作载体，例如纤维素、琼脂等，借助生物结合、物理吸附等方式将酶聚合在一起。

3 总结

综上所述，为实现我国人与自然和谐发展和生态环境可持续发展战略，需要在精细化工生产中加强对绿色化工技术的应用。借助新技术、新设备、环保材料对化工生产过程加以优化，使用新材料替换传统化工原料，减少有害物质的排放，实现绿色化工生产。随着时代的进步发展，需要相关研究人员继续创新优化化工技术，实现绿色化工技术和精细化工的有效结合，实现其价值充分发挥。

参考文献：

[1]杨贺勤， 刘志成， 谢在库. 绿色化工技术研究新进展[J]. 化工进展， 2016（06）：1575-1586.

[2]刘圣杰， 陈洁， 熊宇杰，等. 面向精细化工绿色过程的纳米界面化学研究[J]. 中国基础科学， 2019（004）：43-52.

[3]辛靖， 朱元宝， 胡淼，等. 微化工技术的研究与应用进展[J]. 石油化工高等学校学报， 2020（05）：8-13.

[4]翟小语. 现代生物化工中酶工程技术研究与应用[J]. 电子测试， 2016（008）：141，109.