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綠色化學 是一門新興的化學分支,以「原子經濟性」為原則,研究如何在產生目的產物的過程中充分利用原料,減少有害物質的釋放。綠色化學旨在從物質產生的源頭控制廢物的產生,減少對環境的污染。
綠色化學12條原則[]
Paul Anastas and John C Warner提出綠色化學的12項原則[1]::
- 防止廢物: 設計化學合成方法防止廢物的產生,從而無需進行廢物的處理。
- 設計更安全的化合物和產物: 設計更有效,但低毒或無毒的化合物。
- 降低化學合成方法的危險: 降低或消除生成產物的合成方法對人類及環境的毒性。
- 使用可再生的原料: 使用可再生的原料而非消耗型原料;可再生的原料一般來源於農產品或是其他過程產生的廢物;消耗型原料一般來源於,石油天然氣煤礦物等。
- 使用催化劑而非當量試劑: 通過催化反應將廢物的量降到最低。催化劑是指少量而可以多次催化反應進行的試劑,而當量試劑一般過量且只能反應一次。
- 避免化合物的衍生物: 避免使用保護基團或其他暫時的修飾,衍生物的產生將使用額外的試劑,並產生廢物。
- 使原子經濟最大化: 最大比例的利用起始反應物的原子。
- 使用更安全的溶劑和反應條件: 避免使用溶劑,混合物分離試劑,和其他的輔助化合物。如果必須使用這些化合物,選擇無害的物質。如果需要使用溶劑,儘量選擇水。
- 提高能源效率: 可能的話,在常溫常壓下進行反應。
- 設計可降解的產物: 產物在使用後,應可降解,而不會在環境累積。
- 全程分析並防止污染: 再生產過程中進行全程監控,以減少或消除附產物的生成。
- 使事故的可能性降到最低: 設計化合物及其狀態(固態,液態,氣態),以降低爆炸,火災,泄漏發生的可能性。
原子經濟性[]
在過去化工生產所用的公式為:
- 產率或收率(%)=(目前產品的質量/理論上原料變成目的產品所應得的產品質量)X100%
現在化工生產所用的公式為:
- 原子經濟性或原子利用率(%)=(被利用原子質量/反應中所使用全部反應物分子的質量)X100%
提高原子經濟性的主要方式有三種:
- 開發新催化材料
- 尋找新反應加工途徑
- 採用新合成原料
2005年,野一良治(Ryoji Noyori)指出綠色化學中三個重大的發展:使用超臨界二氧化碳作為綠色溶劑;水相過氧化氫的清潔氧化反應;在不對稱合成中使用氫氣。
外部連結[]
參考[]
- ^ . Pursuing practical elegance in chemical synthesis Ryoji Noyori Chemical Communications, 2005, (14), 1807 - 1811 Abstract
閔恩澤、吳魏編著(2003年2月).《綠色化學與化工》.五南出版.ISBN 957-11-3191-1.