綠色化學新興領域的目標是節約能源,并盡可能減少有害化學物質的使用。綠色化學(Green Chemistry)是依照理性反應設計、再生資源利用和環境危害減少等原則進行分子構筑與新分子創制的化學學科分支,利用綠色化學知識和技術進行化學品的反應設計與生產,可以最大程度減少或者消除化學反應與生產過程中有害物質的使用和產生。從反應設計、生產制造、到產品使用和最終處置,綠色化學技術與原則可以覆蓋化學產品整個生命周期,幫助改善化學產品質量與優化生產過程,從而達成各類化學產品安全、清潔和高效生產的目標。綠色化學遵循“原子經濟性原則”,又叫“環境友好化學”和“可持續化學”。下面是綠色化學的12條基本原則:
1、避免浪費:合理設計反應路線,防止廢棄物產生,不留或產生盡量少的廢棄物到后處理階段與清除階段
2、原子經濟性︰設計合成路線使起始原料最大程度轉變為最終產品,浪費最少的起始原料
3、安全的合成路線︰設計合成路線確保在反應中僅使用和生成對人類及環境很少或沒有毒性的物質
4、安全的化學品和產品︰設計化學品和產品時應盡量做到功能有效而本身低毒或者無毒
5、安全的溶劑和反應條件︰避免使用有害和危險的溶劑、分離試劑和其它化工助劑,如果必須使用則選擇更安全的和最小量的溶劑、試劑與助劑
6、提高能量使用效率:盡可能在室溫和大氣壓力下進行反應操作
7、使用可再生原材料:使用可再生原材料代替不可再生原材料,可再生原材料一般是指農業產品和其使用過程產生的廢棄物,不可再生原材料指化石燃料 (石油、 天然氣或煤) 或礦物質產品
8、避免化學衍生反應︰盡量避免使用阻斷試劑、保護基團或臨時性修飾等化學衍生反應,衍生反應和步驟中需要使用額外的試劑并生成更多的廢棄物
9、使用催化劑:催化劑能夠少量多次有效地催化反應進行,使用催化劑可以避免或減少化學計量比試劑與反應的使用,通過催化反應減少廢棄物產生
10、設計可降解化學品和產品︰設計使用后可分解為無害物質的化學品和產品,避免在環境中因化學反應累積有害物質
11、實時在線分析與中控:在合成和制造過程中進行實時在線監測與中控分析,在有害物質形成前加以控制從而減少或消除副產物產生
12、減少和防止潛在事故︰考慮化學產品及其固體、液體與氣體等物理形態特性,減少包括爆炸和火災在內的化學事故,防范事故對環境的破壞性影響
減少廢液排放 | 使用可再生原料 |
開發原子經濟反應* | 減少衍生物(副產物)的生成 |
減少危險的化學合成 | 開發新型催化劑 |
使用安全的化學品 | 設計可降解材料 |
使用安全的溶劑 | 實時分析 |
節能 | 安全的化工過程 |
*:原子經濟反應,是指將反應原料中的物質盡可能多的轉化為目標產物的化學反應。