孔令璨

[摘要]：在各国重视经济发展的同时，环境保护与经济发展之间的矛盾也日益激化。为了缓解与消除经济发展与环境保护之间的矛盾，并且实现从根本上治理环境污染，对绿色化学工艺的要求也就不容忽视。本文在积累了众多一直技术的基础上，对绿色化学工艺进行梳理以及总结，对绿色化学工艺的应用前景进行了概括与总结。

[关键词]：绿色化学；生物技术；清洁生产；环境友好型产品

1、前言

化学工艺主要是利用现有的化学方法或者改性优化方式来改变物质的结构或者组成从而达到合成新物质的生产过程以及技术。化学工艺涉及范畴较为广泛，基本包括对原料的选择以及预处理、方法原理以及生产方法的选择、能量的回收和利用、对不同工艺路线的评定以及经济预估等。化学工程则更加侧重于研究工业等其他过程中的化工过程和物理过程中的相同以及相似的规律或者工艺。其理论主要包括由有工业催化理论，传质分离理论，反应工程理论等。化学工艺的工程背景主要包括返混和扩散两种方式。返混具有两种理想状态，即活塞流状态以及全混流状态。在多数情况下，返混是一种不利与反应或者工艺进行的因素，研究人员们需要采用一定的方法对其加以限制。扩散则是一种发生在气固相催化反应过程中的常见现象，气相反应物必须克服外扩散以及内扩散所产生的的阻力，从而达到催化剂内表面并且进行反应。

化学工艺在应用过程中极易对人类自身以及周围环境造成一定危害，应用绿色化学工艺就是使用科学的技术以及手段，对危害人与环境的化学产物、试剂进行治理，从而保证化学工艺的安全性与环保性，在一定程度上从根本解决污染现象，维持社会的可持续发展。近几年在各大小城市爆发的严重雾霾问题，暴露出了化工企业对环境和人类的危害作用。为了降低环境和人类健康的危害，研究人员们逐渐將绿色化学作为其优先发展的工艺，同时各大企业也将其作为重点的研究对象。

2、绿色化学的应用

2.1 生物技术（医药生物技术）方面的应用

当今世界大部分国家尤其是发达国家都以生物技术以及其产业的发展做作为提高国家科技和经济的重要竞争手段。医药生物技术则是生物技术领域中首先实现产业化分支之一，并且取得了重大的突破，呈现出蓬勃向上的发展态势。

近几十年来，飞速发展的生物技术为世界各国的农业，医疗业，畜牧业等各大产业的发展开辟了广阔的前景。而基因工程药物则是其中应用最为成功的领域之一。比如销售额较大的生长激素、干扰素、红细胞生成素（EPO）、白细胞介素等，都是基因工程药物中被研究人员广为应用和开发的分支。同时，单克隆抗体在生物医学领域得到了极其广泛的应用，在器官移植抗免疫排斥、肿瘤、风湿及自身免疫疾病等方面显示出不俗的临床效果。在欧美、日本等国家大力发展医药生物的同时，我国也开启了这方面的大门，比如动物血蛋白转化为人血的代用品的成功、组织工程技术修复骨和肌腱韧带损伤研究的重大突破等。虽然我国医药生物技术面临着药物生产重复、转化率较低等问题，但是随着国家自主创新能力的不断提高以及国际合作与竞争能力的持续加强，生物技术的应用前景、经济利益以及社会效益也不容小觑。

2.2 清洁生产技术方面的应用

2.2.1 太阳能的运用

太阳能作为一种新型的可再生能源，有着环保、清洁、长效、持久等优点，已经成为各国应对气候变暖，能源短缺等问题的重要选择之一。太阳能的大规模广泛利用有效地减少了人们对化石燃料的依赖程度，其发展前景也甚为可观。

首先，太阳能资源有着无可比拟的优势，其丰富的储量对于人类来说可被认为“取之不尽，用之不竭”。中国太阳能资源及其分布状况如表1所示。

由表1可知，我国西北，青藏高原地区太阳能资源极为丰富，对于西部大开发的国家战略也有着极强的推进作用；而由于太阳能资源几乎不产生任何污染，所以可以大幅度减轻各大城市的雾霾等恶劣天气的出现，也比危险系数较大的核能更加安全以及方便；其低廉的成本也为其大范围的推广创造了极其有利的条件。其次，太阳能利用技术也已得到政府较大的重视与发展。其中，单晶硅电池与选择性太阳吸收涂层两项技术的突破既是人类对能源利用技术的又一次变革，又是太阳能利用进入现代化发展的重大标志之一。我国在利用太阳能热发电的技术研究中取得了不小的进步；2011 年浙江华仪康迪斯太阳能科技有限公司自主研发的国内首台 10kW 碟式太阳能聚光发电机系统样机投入试运行，填补了中国在太阳能聚光发电方面的一个空白，由此我国的太阳能利用技术迈上了一个新的平台。

最后，在环境日趋恶化，能源日益枯竭的背景之下，太阳能技术的发展无疑有着极其重要的战略地位。纵观中国以及世界对太阳能的开发与利用，加大相关方面科技攻关、人才培养，发扬长处，并加大太阳能热利用技术的投入与发展，引导并形成以太阳能相关产业链，拓宽国内外市场，使太阳能真正成为中国重要新能源之一。

2.2.2 风能的运用

风能在提高能源供应、保障能源安全、改善能源结构、减少温室气体的排放、保护生态环境等诸多方面有着重要的作用。2010年一年，我国风电新增装机容量突破 1 800万 kw，实现连续五年快速增长的态势。而在恰巧实在2010年当年， 我国的总装机容量突破了 4 400万kw，成为世界风能大国。虽然中国已经成为世国际上的风能大国，但还不是风能强国。因此，在目前和今后一段时间内，我国尚且存在一些制约风能发展的因素：例如大规模风电场系统的建设的约束，电网与风电的协调发展问题，风能资源精细化的评估困难以及国际竞争力的提升等。

我国风能的陆上风电发展速度较快，发展态势也属于稳定增长型。新疆的达坂城风力发电站更是将大自然赐予人类的风力运用到了极致。由此可见，中国风能的近期发展主要以陆上风电为主，但同时，我国也在积极稳定发展海上风电等各项技术。虽然海上风电场相比于陆地风电场建设成本较高，建设难度较大，但是仍是风电未来发展的一个可观的趋近方向。例如2010年我国在上海东海大桥建立了容量为102MW的风电场，对海上风电的发展起到良好的标杆作用。另外，海上风电机组需要在高湿度、高盐雾以及海流、海浪、海冰和台风等恶劣环境下运行，因而海上风电机组除了需要可靠的功率特性之外，还需要研究人员， 对其的可靠性、防腐蚀性、易维护性以及抗疲劳性给予足够的重视以及提高，从而减少设备的故障率，降低运行成本，从另一种方式对资源与环境进行保护与维护。

2.3 环境友好型产品的生产

绿色化学工艺技术最终目的即是生产环境友好型产品。例如近年来生产的无磷洗衣粉、防治白色污染的生物可降解塑料、清洁汽油等，在环境保护等方面起到了显著的效果。再如目前种类繁多的通过生物技术生产和制造化妝品，其主要原料成分大多为天然提取。而同时，具有独特生理活性的天然绿色生物材料甲壳低聚糖则可通过甲壳素/甲壳胺的降解得到，以之合成化妆品对于皮肤和毛发有着不俗的效果，并且不污染环境，绿色无公害，实现了环境友好性。

3、结语

现今社会发展速度较快，发展模式较为广泛。而化工生产更是会给环境带来不容小视的危害。而例如燃料的燃烧、汽车尾气的排放以及原子能与化工能源的利用导致的放射性或者腐蚀性污染等环境污染问题又是环境自身与人类活动相互作用的结果。绿色化学恰恰贯穿于环境自身与人类活动相互作用的相互作用之中，其与生命、信息、资源以及能源等紧密相联。

现今，随着绿色化学工艺技术的不断快速发展，其也为人类解决环境问题提 供了很好地解决方式。而化学工程师以及化学家们为了生产出有效的绿色产品，必须对现有的化学工艺以及其过程进行优化控制，一方面要使用无毒无害的原料、催化剂以及溶剂等药品；另一方面要采用清洁工艺，从工艺上杜绝污染；同时还要注重提高反应的选择性，节约资源，降低生产成本。总之，若要实现化学工艺在未来继续发展壮大，从而为人们所生活的社会的发展带来巨大的经济利益以及社会效益，人们需要进行一场由设计到生产的“绿色革命”，

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