绿色化学是减少浪费,提高可持续性的关键

化学工业的发展和演变直接导致了许多的问题 技术进步 自19th世纪以来出现。 谈话

然而,直到1980s的 环境成为化学工业的重中之重。 这主要是由于更严格的环境法规和解决该行业不良声誉的需要,特别是由于 污染和工业事故.

但是这个行业现在正在迅速改善,而这种不断变化的思维为绿色化学的出现提供了背景。

什么是绿色化学?

可持续发展在几乎每个行业都变得越来越重要 化学也不例外.

绿色化学 旨在尽量减少化工行业对环境的影响。 这包括尽可能将石油转移到可再生能源。


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绿色化学也优先考虑安全性,提高能源效率,最重要的是最大限度地减少(最好)从一开始就消除有毒废物。

绿色化学的重要例子包括:逐步淘汰含氯氟烃(氯氟烃)在制冷剂中起到了一定的作用 臭氧洞; 开发更有效的药物制造方法,包括着名的止痛药 布洛芬 和化疗药物 紫杉醇; 开发更便宜,更高效 太阳能电池.

需要适应

制造化学化合物,特别是有机分子(主要由碳和氢原子组成),是香料到塑料,农业到织物,染料到药物等大型跨国工业的基础。

在一个完美的世界里,这些将由廉价的可再生资源以一种实用,高效,安全和环境友好的化学反应来制备。 不幸的是,除了自然界中发现的化学过程之外,大多数化学过程不是完全有效的,需要多个反应步骤并产生危险的副产物。

虽然过去传统的废物管理策略只关注有毒副产品的处理,但今天的努力已经转向通过使化学反应更有效地从一开始就消除废物。

这一调整部分导致了更复杂和更有效的催化反应的出现,这减少了浪费。 2001化学诺贝尔奖获得者Ryoji Noyori强调说 催化过程 是“以经济,节能,环保的方式生产有用化合物的唯一方法”。

清洁化学的秘密

催化剂是加速反应的物质,典型地通过使化学键断裂和/或形成而不在该过程中被消耗。 它们不仅加速了反应,而且还促进了本来不可能发生的化学转化。

原则上,只需要非常少量的催化剂就可以产生大量的产品,同时减少浪费。

新的催化反应的发展是绿色化学的一个特别重要的领域。 除了更环保,这些过程通常也更具成本效益。

催化剂采取多种形式,包括 生物酶, 小有机分子, 金属,并提供更好的粒子 表面发生反应。 大约90%的工业化学过程使用催化剂,至少 15诺贝尔奖 已被授予催化研究。 这是基础研究和应用研究极为重要和活跃的领域。

前景如何?

绿色化学成立以来的20年,在行业中取得了巨大的进步。 不过,仍有相当大的改善空间。

化学工业面临着一系列重大挑战,从减少对化石燃料的依赖,到更广泛地应对气候变化。

具体挑战包括: 捕获和固定二氧化碳 和其他温室气体; 发展更大的范围 生物降解塑料; 减少高度浪费 药物制造; 并提高效率 使用可见光光催化剂的水分解.

历史表明,社会可以为复杂难解的问题开发创造性的解决方案。 然而,成功将最有可能要求跨科学的所有领域采取协调一致的方法,强有力的领导,并愿意对人力资本进行战略性投资,并重视基础研究。

关于作者

Alex Bissember,物理科学学院化学高级讲师, 塔斯马尼亚大学

这篇文章最初发表于 谈话。 阅读 原创文章.

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