绿色化学技术与应用

2024-09-28

绿色化学技术与应用(通用9篇)

绿色化学技术与应用 篇1

3.1加强技术准备

从绿色化工技术的角度来分析,为了在应用成绩上更好的巩固,必须坚持在技术准备上更好的提升。首先,绿色化工技术的设备,要坚持从正规的渠道来引进,对不同的影响因素积极的应对。例如,在绿色化工技术设备应用之前,要对设备的参数和性能做出良好的调整,发现任何问题都必须及时的解决,从而确保绿色化工技术的应用,拥有更加坚实的基础。其次,在技术准备的过程中,要坚持在技术方案上良好的设定,不同的化学工程在技术需求上表现出较高的差异性,必须对绿色化工技术的内容开展合理的搭配,从而阶段性的完成化学工程革新,推动地方化工产业的进步,由此推动绿色化工技术的效益创造。

3.2清洁生产技术

绿色化工技术的应用,对化学工程的进步、工艺的改善,都能够产生较好的结果。建议在日后的技术操作方面,需要对清洁生产技术做出更多的保障,从而为绿色化工技术的发展,做出更加卓越的贡献。清洁生产技术是绿色化工技术的重要组成部分,清洁生产技术主要是在印染工艺以及垃圾处理等行业中应用的,这一技术的应用有效地降低了废弃物的排放,同时还降低了对环境的污染。举例来说,在当前我国发展过程中,淡水资源紧缺情况日益严重,在这样的情况下,人们将目光投放到了海水上,通过对海水进行盐水分离来获取淡水资源。在这一过程中,主要应用的海水淡化技术,这一技术在应用过程中既没有对环境造成污染,也没有破坏生态结构,同时这一技术应用过程中还产生了氢氧化镁,这一化学物质是清洁化工产品,其市场应用前景比较广阔。

3.3加强技术搭配

现阶段的化学工程发展,正进入到一个非常重要的阶段,很多工作的落实都要努力从长远的角度来出发,促使各项工作的开展,努力按照正确的手段来应对。绿色化工技术的长久应用,必须坚持在技术搭配上不断的巩固。例如,绿色化工技术的初期应用,在对材料更好的改进,尤其是绿色材料的良好加工和使用中可以促使化学工程的前进,不断地创造出较高的价值。与此同时,绿色化工技术的操作,还必须在指标的设定上保持较高的科学性、合理性,阶段性的结合产品变化情况来调整,推动绿色化工技术的进步。

4绿色化工技术的发展

对化学工程而言,绿色化工技术的应用,必须在未来的发展体系上不断的健全,这样才能促使工作的前进,不断的取得更好的成绩。第一,绿色化工技术的体系研发,要坚持对技术的不同表现形式做出良好的测试,现如今的技术体系相对健全,但是要加强化学工程的内部完善,而且在工程的各类化学反应上,应坚持选用多元化的模式来搭配。第二,绿色化工技术的前进,还必须在设备的综合操作上,不断的进行改善,对于相关的参数良好的调整,为产品的性能巩固,提供较多的保障。

5结束语

我国在绿色化工技术的研发和创新力度上不断提升,同时在化学工程的内涵上不断增加,各项工作的开展能够努力取得更好的成绩。相信在未来的研发工作中,绿色化工技术的成就会更好的巩固,推动社会生产、生活的全面进步。

参考文献:

[1]朱宁.化学工程工艺中的绿色化工技术要点[J].化工管理,(26):152-153.

绿色化学技术与应用 篇2

1 应用绿色化学工程技术的意义

1.1 有效减少温室气体的排放

近几年来, 随着国民经济条件的改善, 越来越多的人都拥有了私家车, 马路上车的数量越来越多, 车辆增加, 车尾气的排放量自然增加, 空气污染变得严重, 进而产生了大量的温室气体, 导致气候变暖、冰川融化, 还会引发臭氧空洞, 造成气候异常, 进而使得我国的生活环境变得越来越差。而近几年来, 绿色化学科技的一项重点研究内容就是将对生态环境没有污染的一些能源转化为可利用的资源。如太阳能、风能、生物能以及地热等。首先, 这些新能源的使用可以节省现有的能源的消耗, 其次, 这些能源的使用可以减轻一定的费用, 最重要的是, 可以减少空气中温室气体的排放, 进而起到保护环境的作用[2]。

1.2 推动国民经济的可持续发展

经济的发展是无限的, 但是自然资源是有限的。倘若一味地开采以及使用自然资源, 那么便会出现自然资源匮乏的现象, “物以稀为贵”, 自然资源枯竭, 资源的价格自然会上涨, 导致经济的发展受到一定的抑制作用。另外, 随着化工污染的加剧, 化工产业的发展也逐渐受到了影响, 且部分产业的进出口也受到影响, 进而导致国民经济得不到提升, 发展受到抑制。

2 绿色化学工程技术的应用探讨

2.1 在海水淡化的过程中应用绿色化学工程

水是人类社会活动的起源, 也是人类生活的基本, 没有水, 人类将很难生存, 由此可见, 水对于人类的生存的重要性, 但是近几年来, 随着工业污染的加重以及农业生产的发展, 我国的水资源呈现严重匮乏的现象, 为了得到很多的水资源, 我们开始采取淡化海水的措施, 而绿色化学工程技术在淡化海水的过程中扮演了很重要的角色。所谓的淡化海水, 主要指的就是去除海水中的盐水, 得到淡水, 传统的环境下, 很多人采用通过酸碱换去除盐水, 得到淡水的方法, 这种方法虽然也可以实现海水的淡化, 但是同样会带来另一种污染, 进而使得环境污染情况加剧[3]。

2.2 绿色化学工程技术在涂料生产中的应用

在中国, 除了汽车尾气的排放会严重污染空气以外, 涂料的制作也会产生很多污染, 进而给环境带来一定的影响。另外, 在制作涂料的过程中, 也会产生很多的废料, 这些废料流入水中, 一样会给水带来污染, 且这些水一旦被人们所使用, 将会引发很严重的后果, 轻者产生健康问题, 重者可能直接引发癌症。绿色科技逐渐应用于许多工厂进行开发绿色产品。通过对工艺设备进行改造和优化, 降低VOC, 优化配置、清洁生产、使得污染最大限度降低。随着无机矿物涂料、固体涂料、乳胶漆等绿色涂料的诞生, 涂料生产正向着科技含量高、无毒无污染、产品更优的方向发展[4]。

3 结束语

综上所述, 我们可以发现, 绿色化学工程技术的使用不仅可以降低空气中温室气体的排放, 还可以促进经济的提升, 希望在与之对应的一系列的生产措施的建议下, 无论是海水的淡化还是涂料的生产都能够得到有效地改变, 降低对环境的污染, 提升对于绿色化学工程技术的有效利用, 促进我国化学工程技术的可持续发展。

参考文献

[1]王鉴, 柳荣伟, 陈侠玲.绿色化学推动分离工程技术的进步——绿色分离工程[J].化工科技, 2008, (1) :57-60.

[2]赵华成.绿色化学及其绿色系统工程技术与环境友好[J].化学教育, 2007, (6) :6-10.

[3]朱明乔, 谢方友, 吴廷华.绿色化学与技术在化学工业中的应用[J].化工生产与技术, 2002, (4) :27-30;51-52.

绿色化学的研究与应用 篇3

绿色化学(Green Chemistry),又称为环境无害化学( Environmentally Benign Chemistry)、环境友好化学( Environmentally Friendly Chemistry)、清洁化学(Clean Chemistry)。是用化学的技术和方法减少或消灭那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂和试剂、产物、副产物等的使用和产生。绿色化学的理想是不再使用有毒、有害的物质,不再产生废物,不需处理废物,是一门从源头上阻止污染的化学。

一、绿色化学的重要性

迄今为止,化学工业的绝大多数工艺都是20多年前开发的。近年来,由于化学工业向大气、水和土壤排放了大量有毒、有害的物质,以1993 年为例,美国仅按365 种有毒物质排放估算,化学工业的排放量为13.6×109 kg,这导致加工费用从原材料、能耗和劳动力费用扩加了废物控制、处理和埋放、环境监测、达标、事故责任赔偿等费用。从环保、经济和社会的要求看,化学工业不能再承担使用和产生有毒、有害物质的费用,需要大力研究与开发从源头上减少、消除污染的绿色化学。1990年美国颁布了污染防止法案,将污染防止确立为美国的国策,而绿色化学正是实现污染防止的基础和重要工具。目前,绿色化学的研究已成为国外企业、政府和学术界的重要研究与开发方向,这对我国既是严峻的挑战,也是难得的发展机遇。

二、绿色化学在实际中的应用

1.绿色化学在农药中的应用

由于农药及其在环境介质间传递所引起的污染很难根治,近年来研究者的注意力从农药的强杀伤力和广谱性上逐渐转移到高选择性和环境友好型农药的研究上来,高效、安全的农药品种在市场上渐唱主角。在众多的新型农药中,生物农药可以说是绿色农药的首选。 近年来,我国已经生产了一些植物源农药,用于绿色食品生产中,如苦楝素、鱼藤酮、苦参碱、藜芦碱等,绝大部分植物源杀虫剂都具有对人畜安全、不污染环境、不易使害虫产生抗药性等优点。开发单一活性异构体农药或降低产品中无效、低效性异构体的比例是当代农药生产的发展方向之一,如顺式氰戊菊酯、顺式氯氰菊酯的药效分别是氰戊菊酯、氯氰菊酯的4倍和2~3倍。目前生物农药还不能实现大规模的生产,进行大面积快速防治时效果不理想, 很难在短时期内成为农药的主力军。模拟天然物质结构合成、开发新剂型以及采用绿色合成技术生产低毒无害的绿色化学农药,将是未来农药的重要发展方向。

2. 绿色化学在洗涤剂中的应用

多年来, 洗涤剂类化学品是最易引起社会公众注意的一大类生活必需品。洗涤剂工业不仅要考虑产品的性能、经济效益, 还更需要有良好的环境质量做保证。

表面活性剂对人体的温和性、安全性及环境相容性一直为人们所关注,通过研究结构性能关系进行分子设计, 开发和使用性能优越、对人体温和、生态友好的新型"绿色"表面活性剂已成为表面活性剂和洗涤剂生产商的生态责任。温和型表面活性剂, 如烷基多苷(APG) 、醇醚羧酸盐(AEC) 、脂肪酸甲酯磺酸钠(MES) 、脂肪酸甲酯乙氧基化物(FMEE) 和葡糖酰胺(AGA) 等的用量将增大。

3.绿色化学在水处理中的应用

在工业用冷却水中加入高效稳定剂,可将生产中的直流冷却水(一次性用水) 改成循环冷却水,从而节省大量的淡水资源。从绿色化学的角度考虑,新型缓蚀剂是用铂酸盐替代原来的铬酸盐和重铬酸盐,由脂肪胺替代芳香胺,其毒性和污染性都显著降低,如用绿色产品聚天冬氨酸替代原来的有机磷酸铬和磷酸盐类。

中水是生活污水和工业污水经绿色化学技术处理以后,可用于工农业生产的非饮用水。近年来淡水资源日趋紧张,中水的生产越来越得到人们的重视,我国在北京、上海等地先后建成了具有一定规模的中水生产装置。

4.绿色化学在有机合成上的应用

1991年美国著名有机化学家Trost首先提出了原子经济性的概念,认为高效的有机合成应最大限度地利用原料分子中的每一个原子,使之结合到目标分子中,实现零排放。目前在大工业品中,如氢甲酰化反应、Ziegler-Natta 聚合、从丁二烯和氢氰酸合成己二腈等都是原子经济性反应的典范。

5.绿色化学在轻化工业中的应用

轻化工业的绿色化生产,主要是指制革工业、造纸工业以及发酵工业的绿色化生产。仅造纸行业每年有害废水的排放量就高达50亿吨,占全国工业废水总量的1/6,其中90%以上是难以降解的制浆黑液和漂白废水(白液)。因此,一方面要研究开发源头绿色化的轻化工业生产工艺技术,另一方面要改造传统的生产工艺,使之逐步绿色化。

铬鞣仍然是皮革生产中使用的主要鞣制方法,铬以及皮革中的三价铬可能被氧化为致癌的六价铬,对环境和人体健康危害严重。就目前的情况来看,采用单独的无铬鞣法还不能完全达到铬鞣皮革的目的。但无铬鞣应该是未来的发展趋势。THP盐(Tetrakis Hydroxymethyl Phosphonium Salt,四羟甲基磷盐) 是近年来比较受到关注的一种无铬化鞣剂,由于它本身还具有阻燃、杀菌、防腐和助染等性能,可以在鞣制的同时赋予皮革更多的功能性,被认为是一种极具前途的有机鞣剂。蒋岚等利用丙烯酸树脂和THP盐结合鞣制,得到皮革的收缩温度可达到85℃。

6.绿色化学在分析化学技术中的应用

随着环保意识的增强,人们发现化学分析全过程也是化学物质污染排放源。传统的样品处理技术,往往伴随着大量的污染产生,特别是大量的废酸、废气以及有机溶剂废液,既危害环境又危害分析者的身体健康。因此,近年来人们致力于少用或不用有机溶剂和其他化学试剂,而是进行绿色分析化学技术的研究与开发。绿色分析化学正逐渐成为绿色化学的核心学科之一,化学分析的主要污染物来自于样品处理,绿色样品处理技术的研究与开发是绿色分析技术研究的重点,从微波消解(MWD)、微波萃取技术、固相萃取(SPE)、固相微萃取(SPME)、超临界流体萃取(SPE)等方面达到绿色化。在绿色分析测试技术方面,一些测试技术能够原位采样和收集数据,实现从样品收集、准备,到分析测试的各个阶段,都不需要任何溶剂,如X射线荧光分析法( XRF)、近红外技术(NIR)、扫描电镜(SEM)-能谱分析技术、电子探针( EMPA)技术和质子荧光分析法( PIXE)等。还有一些测试技术需用样品量、有机溶剂少,对环境污染小,如毛细管电泳(CE)、顶空气相色谱等。

7.绿色化学在高分子材料中的应用

高分子材料由于本身结构的特点,不容易降解。2000年我国废旧塑料在600万吨以上,而回收利用率仅为10%。 实施高分子材料绿色工程是解决高分子材料带来的环境问题的关键所在:首先在材料的合成制备阶段,从源头上制止废弃的高分子污染,在分子链中引入对光、热、氧、生物酶等敏感的基团。其次是利用无污染的物理方法来改善废弃高分子材料的相容性和加工流变性,制备具有一定使用价值的废弃高分子材料;或通过聚合物的可控解聚和降解,从废弃材料中回收有经济价值的单体、低分子量油脂及其他化学品。可生物降解塑料包括光降解塑料、生物降解塑料、光降解-生物降解塑料(目前公认的产品是聚乳酸),2002 年全世界生物降解塑料的市场已经达到3.5万~4.0万吨。目前开发的生物降解塑料包括天然高分子的合成、微生物发酵合成以及化学合成三个大类几十个品种,主要应用于医用材料(药物送达和缓释体系,可吸收性术后缝线,骨科用器材)、包装材料(容器,薄膜、片材,发泡缓冲包装材料,涂覆材料) 、农用材料和水产用品。

8.绿色化学在能源中的应用

我国是世界上最大的煤炭生产国和消费国,煤炭为国民经济做出巨大贡献的同时,也带来了一系列的环境污染问题。

将生物物质用作化学原料和能源是绿色化学的战略目标。地球上的绿色植物每年产生的碳氢化合物高达300 亿吨以上,其能量储备相当于8万亿吨煤或8百亿吨石油,且可在自然环境中降解。如可将淀粉或纤维素降解成葡萄糖,再用细菌发酵和(或)酶进行催化,生产出我们所需的化学物质。Texas A&M 大学的Holtzapple M教授利用废弃的生物物质经石灰消化处理,然后进行发酵,生产出有机化学品和燃料。此外,太阳能、水力能、海洋能、风力能、生物物质能均属于清洁能源。我国水力能资源丰富,水力能实际可利用2.5亿千瓦;全国陆地表面每年接受太阳能相当于1.7亿吨标准煤的能量。如果能够合理开发和利用这些清洁能源,既可以替代相当部分的矿物能源,又可减少环境污染。

三、展望

目前的绿色化学还并不是完全的绿色化学,从现有技术来看,很多绿色化学反应仅仅是将污染尽可能地减少,并没有达到绿色化学理论所说的那样没有污染。其次,很多反应的原子利用率也很低,几乎没有一个反应能同时满足美国化学会提出的绿色化学的12项准则。今后,生物技术在绿色化学发展中将会占到很大的比例。如用基因工程菌来生产疫苗、药物和化学品;用植物和动物的细胞或组织生产木质素高分子材料、蛋白质或脂肪酸高分子材料,来替代非生物降解或不完全生物降解的高分子材料及其他化学品;在酶工程方面,基于天然酶构象的印迹酶、抗体酶等人工酶和定向进化后的酶分子,将会是今后研究的热点内容。化学反应方面将沿着无害原料、绿色反应条件、环境友好产品的方向发展。光化学和电化学的发展将更加受到重视,非有机溶剂反应的研究将会吸引更多的科学家,固体酸碱将代替液体酸碱进行反应和催化。

绿色化学技术与应用 篇4

一、概述绿色化学的基本含义

所谓绿色化学, 通常被称之为环境无害化学, 主要存在的价值是:在实际的化学化工用品生产过程中, 以绿色环保理念为准则, 生产对环境无污染、无危害、无影响的产品, 并确保化工产品的设计在技术层面与经济层面上都可以顺利实施。绿色化学的具体设计环节主要包括:合成化学物质、催化化学物质、检测化学物质等方面, 主要是在保护环境的前提下正常进行化学化工产品的设计与生产。这几年, 我国化学领域发展步履稳健, 相关国际组织已经对绿色化学进行了深入研究与分析, 并就绿色化学原料生产、绿色溶剂配制、绿色催化剂研究等相关层面展开探究。

二、探究有机化学化工中绿色化工的基本应用

(一) 绿色原料的应用

当提出绿色化学概念时, 首先值得肯定的便是绿色原料的生产, 这也是绿色有机合成的重要前提。例如, 在当前我国实际的有机化工合成过程中, 石油化工原料是较为常见的生产原料, 而能够成功取而代之并且效用相同的便是绿色生物原料。绿色生物原料, 不仅是绿色化工中的重要理念, 并且也是保护环境的关键手段。针对生物原料来说, 主要采用淀粉与纤维素共同制成, 这其中淀粉能够在一定的化学反映下成功转化为葡萄糖, 而在木质素与结晶的共同作用下, 纤维素借助于纤维素酶可以间接性地转化为葡萄糖形式。当化工人员获取足够的葡萄糖之后, 便可以将其作为基本原料素材, 进而借助于酶的基本作用获取己二酸, 这种方式的应用取代了传统形式中以苯 (苯是一种有害元素, 具有极高的致癌率) 获取己二酸的方法, 具有重要的环保意义。

(二) 绿色催化剂的应用

在实际的`绿色化学生产中, 对于化学反应速度的要求相对较高, 并且对化学反应产生的副产物的多少要求较为严格, 进而确保绿色化学生产能够做到尽量少的排放废弃物。相较于原始的化学反应来说, 绿色化学的催化方式具备高效实用、多元选择等特征, 有助于环保社会的建立。

对于绿色催化剂的生产, 存在两种合成反应:首先, 催化不对称合成, 这是一种实用价值较高的合成方法, 能够在化学反应中获取一些农药领域所需的物质, 并且可以实现在保护环境的基础上应用绿色合成技术。如化学化工生产中常用到的经酯化反应便属于催化不对称反应。其次, 新型催化反应。为了解决人们常用的碱和液体酸产生的高腐蚀性问题, 化工技术人员开始尝试强化绿色催化剂的研发, 并制成了分子筛催化剂, 为化工生产带来了极高的实用价值。

(三) 绿色溶剂的有效应用

首先, 水溶剂的基本应用。在当前的社会生产中, 水作为自然界中一种无毒、无污染、低成本的溶剂, 在水中开展化学实验能够避免产生燃烧、爆炸等危险。有机铟试剂作为一种化学合成的试验溶剂, 能够在碳水化合物产生的情况下, 避免外界的污染与伤害, 并形成保护基, 避免废弃物的多余排放等。

其次, 离子溶体溶剂的应用。一般来讲, 离子溶体溶剂具备适应温度范围广、高溶解度、低成本、循环利用等优势, 得到化学领域的高度认可, 是一种较为常用的溶剂。例如, 在传统的溶剂环境中, 利用烯烃与芳烃进行烷基化反应是难以实现的, 而在离子液体溶剂中, 则可以借助于催化作用实现这一反应, 并且生产效率较高。

综上所述, 绿色化学概念的有效提出, 不仅有助于改善化工化学生产对环境造成的污染, 并且能够促进经济与社会的可持续发展, 并成为资源节约型社会的重要项目, 具有至关重要的意义。若想进一步强化绿色化学在化学化工中的有效应用, 化工领域应该立足于当前的实际情况, 将绿色化学理念积极践行到化学化工生产中的各个环节, 例如本文上述所说的绿色化工原料、绿色催化剂等方面, 以推动化工化学的持续发展。

参考文献

[1]徐文祥.绿色化学理念下的化工专业有机化学实验教学改革分析[J].化工设计通讯, , 42 (04) :167.

[2]马光路.基于绿色化学理念的化工专业有机化学实验教学改革初探[J].化工管理, 2016 (11) :260.

绿色化学教育与化学实验教学论文 篇5

随着社会发展的不断进步,人们对环境问题日益关注,使得传统化学举步维艰,难以进一步发展。

同时人类更加清楚地认识到不能再急功近利,片面追求物质享受,一定要在发展的同时顾及生态环境的协调性,否则人类将无法生存下去。

因此,绿色化学应运而生,成为整个化学界一颗耀眼的明珠,它是进入成熟期的使人类和环境协调发展更高层次的化学,是粗放型化学向集约型化学的转轨。

近年来,绿色化学受到了世界各国高度的重视,绿色化学与技术已成为各国政府关注的重要问题和任务之一。

定期在美国、欧洲和亚洲举行的有关绿色化学主题的会议不断增多,反映了科学界以及公众对绿色化学日益增进的关注,绿色化学组织和绿色化学网络在美国、意大利及英国等国的创立也表明绿色化学已是世界科技发展的热点。

为了使化学呈现一片新的生机,为了人类的`生存和未来,大力推广绿色化学,很多国家设立了绿色化学奖:世界上第一本“绿色化学”(Green Chemistry)杂志问世;美国出版了第一本“绿色化学”教科书。

目前我国也已加入这绿色化学的研究行列,绿色化学及绿色化学教育在我国也得到相当程度的重视。

我国在1995年中科院化学部确定了“绿色化学与技术”的院士咨询课。

召开了“工业生产中绿色化学与技术”的研讨会;由国家科委主办的第72届香山科学会议就是以“可持续发展问题对科学的挑战――绿色化学”为主题,这个会议宣告了我国的绿色化学研究和开发工作已正式开始起步了,这对我们化学教育工作者的教育指导思想也提出了新的课题。

1、绿色化学的内涵及绿色化学的必要性。

绿色化学亦称环境无公害化学或环境友好化学,是用化学的技术和方法消除那些对人类健康或环境有害的原料、催化剂、溶剂、试剂的使用和副(废)产物等的产生,力求使化学反应“具有原子经济性”,实现废物的零排放。

其目标是把传统化学和化工生产的技术路线从“先污染、后治理”变为“从源头上根除污染”。

是当今国际化学科学研究的前沿之一,是具有社会需求和科学目标的新型交叉学科。

它不但具有重大的社会、环境、经济效益、也表明化学的副作用是可以避免的。

中科院院士,在中国科学技术大学校长朱时清的积极倡导下开设了一门独立的绿色化学新课程。

199月26~28日在清华大学召开了有国内外多所大学参加的“大学绿色教育国际学术研讨会”,共同对“绿色大学化学课程体系”、“大学绿色教育问题”等进行了交流与研讨。

化学实验课是在高等院校进行绿色化学教育最合适的课程之一,这是化学实验课本身的特点决定的。

因为化学是以实验为基础的,因此在化学实验教学中进行绿色化学教育是非常合适和必要的。

2、化学实验教学与绿色化学教育。

2.1 结合绿色化学教育加强化学实验教材建设。

在高校化学实验教学中渗透绿色化学教育,首先应加强教材建设。

由于绿色化学这一领域刚刚形成不久,“具有原子经济性”这一重要的基本概念在1991年才由美国著名有机化学家Trost在《Science》上提出,19以前出版的教材都未能反映绿色化学的内容,所以化学实验用教材也需要做一定调整。

目前我国有机化学实验有些内容已改为少量或半微量实验,文献阐述了无机化学实验中的绿色化学教育问题,但仍需要进一步调整。

应先从绿色化学的基本原则出发选择更新一些具有时代性与绿色化学有关的内容,如汽油无铅化、洗涤剂无磷化、原子经济性减少废物的排放等。

分析化学实验应增加分析化学内容:扩展一些新开发的环境友好工艺中采用的新试剂和新技术。

如:有机化学教材中介绍Friedel-Crafts烷基化反应。

一般是使用反应是用液体酸催化剂,如:H2SO4,HF;或用Lewis酸,如:AlCl3、ZnCl2等催化。

由于使用H2SO4,HF类酸催化剂后,酸废液的后处理工艺复杂,产生的废液会污染环境,催化剂再生困难;AlCl3、ZnCl2类酸催化剂选择性不高,分离产物时催化剂被水解放热,并产生大量的HCl气体。

近年来国内外报道的负载型固体酸催化剂和其它固体催化剂。

如用蒙脱土为载体的固体酸催化剂(K10),金属卤化物,硅胶型催化剂,在Friedel-Crafts烷基化反应中表现出了优良的环境友好催化性能。

这样于点点滴滴中渗透绿色化学教育的内容,在介绍基本原理的同时让学生了解到新的应用和发展。

也可在教材中以专题形式增加绿色化学的内容。

设置开放实验。

从传统化学取其精华,弃其糟粕,完善教材内容,实现从传统化学到绿色化学的转变。

2.2 结合实验教学实际加强绿色化学教育。

文献阐述了如何处理对实验室环境构成严重危害的在实验中使用的各种各样的试剂,阐述了农药对环境所造成的危害及与绿色农产品相适应的未来的化学农药也应该是直接应用于绿色农产品的绿色农药。

可开展与实验教学有关的一些课外活动及社会实践活动,进行废物利用研究,如:从电镀液中回收铬化合物。

回收干电池、镉镍电池等实践活动是很有意义的。

不仅使学生所学知识得到了巩固和提高,更重要的是进行了绿色化学教育。

2.3 实验教学与计算机辅助的绿色化学设计。

化学实验的实施,既要考虑实验成功、尤其合成实验还要考虑具有高的原子利用率,能用简单、安全、对环境友好的操作快速、定量地把价廉易得的起始原料转化为天然或设计的目标分子,还要考虑最少的废物和副产品,而且要求对环境无害,可见其难度之大。

因而有必要使用现代化教学手段以适应高层次的绿色化学教育。

采用多媒体、Internet等信息教育手段进行实验教学。

用多媒体演示对环境有毒有害的生产和已对环境造成的危害,同时介绍减少有毒有害工艺。

绿色化学与生活小论文 篇6

随着21世纪环境污染问题的加重,绿色化学被提出,绿色化学也叫环境友好化学,它是从源头上阻止污染的新兴学科。美国在设立了总统绿色化学挑战奖,以此来奖励那些在减少化学污染方面取得成就的人;英国皇家化学会创办了第一份国际性《绿色化学》杂志,标志着绿色化学的正式产生。绿色化学确实应该提倡,它是我们通向美好生活的必经之路。

绿色化学与传统的化学的共同之处在于都能为人类生活做出贡献,但绿色化学是使反应物的原子100%利用,且实现零排放,即在变废为宝的同时又节约了环境。绿色化学的原子经济性的反映有两个显着有点:一是最大限度的利用了原料,二是最大限度的减少了废物的排放。原子利用率的表达式是:原子利用率=(预期产物的式量/反应物质的式量之和)×100%。

一、绿色原料

绿色原料的选取是进行绿色化学的开始,所以选择原料是十分重要的`,要考虑各个方面的影响。如以塑料为例,塑料在工程材料总产量中居第二位,仅次于钢铁材料。但“白色污染”问题引起广泛关注后,可降解塑料成为了化学界的新热点。21世纪初我国塑料制品使用量较大,导致废弃塑料达到几千万吨,其污染所造成的环境压力就相当大了。但如果这些废弃塑料中有少部分是可降解塑料,那对于我们的环境改善将会很有利。据统计,我国生产可降解塑料的厂家还不多,远远达不到市场需求量。

目前世界各国生产可降解塑料的类型主要有光降解塑料、生物降解塑料、化学降解塑料和组合降解塑料等类型。其中光降解塑料和生物降解塑料研究是我国“八五”科技攻关的一个重大项目,已取得一些进展。

二、绿色溶剂

造成环境污染不仅来源于制造产品的原料,也与生产过程中使用的溶剂有关。目前广泛使用的高挥发性的有机化合物溶剂对环境又十分不利,急需找到替代品,即无毒无害的溶剂已经成为研究绿色化学的重要任务。

正如超临界流体,它是指超临界温度及超临界压力下的流体,是一种介于气态与液态之间是流体。超临界流体的特征是具有流体密度、气体粘度、扩散系数适度和具有可压缩性且无毒、不燃性,但可观的还是廉价。

三、绿色催化剂

1836年瑞典化学家Berzelius提出催化剂作用这一概念后,催化剂在化学反应中就一直在发展,但许多传统的催化剂如液体酸催化剂都对设备严重腐蚀、对人的身体也有很大危害,还有就是排泄物对环境的污染很大。

绿色固体酸碱催化剂在工艺上很易实现连续生产,不存在产物与催化剂分离及对设备的损坏等,并且活性高,这就大大提高生产效率。分子筛催化剂的乙苯液相烃化技术较为成熟,彻底消灭了废液排放,废渣也少且无毒无腐蚀性。

四、绿色食品添加剂

我们每天必须摄入一定量的食物来满足自身的生长和发育,但随着生活水平的提高,生产商为了迎合消费者的更高要求,色、香、味和行都要考虑到,且还要延长保存时间。市场上很多食品添加剂是化学合成物质,往往具有一定的毒性,所以在选择时一定要小心。

海藻糖是一种具有很好防腐作用的防腐剂,这是由它的抗干燥特性决定的,它是一种非特异性保护剂,几乎能保护所有的生物分子,且还能在干燥的环境下形成保护膜,达到了防腐和保存的双重效果。

琼脂是一种天然增稠剂,又叫做琼胶,它是一种半乳糖的多糖聚合体,能改善食品物理性质,增加其粘稠性。琼脂在我国很早就可食用了,特别是用于糖果的制造,还有就是增加果酱的粘度。由于琼脂具有粘着性、弹性和持水性,所以它的食用范围非常广泛。

五、绿色农药

农药的种类很多,有的农药可以长期存留在土壤中,很大程度上破坏了生态平衡,还有的进入到食品中,严重的危害了人们的身心健康。

绿色无公害农药有微生物农药、植物源农药、基因工程农药、化学合成类农药、半合成生物农药和激素与信息素等较为广泛。21世纪人类面临的挑战,绿色农药在农业生产甚至国民经济中也会占有重要位置,所以大力开发新型高效低毒的绿色农药是发展的必然趋势。

六、绿色化学品

我们在生活中洗涤用品是必不可少的,但洗涤用品主要是洗涤剂,最终导致大量的洗涤废水被排入环境中,造成污染。

普通的洗衣粉多数含磷,不仅其排泄物对环境污染,其洗出的衣服对人体本身也有害。随着三聚磷酸钠对环境污染的严重,沸石、偏硅酸钠和层状硅酸钠被研制,1990年已研究出4A沸石并已工业化生产;北京工业大学在国内首先开发成功,这都标志我国的洗涤助剂已达到了新水平。

绿色分析化学原理与技术综述 篇7

1 绿色分析样品前处理技术

1.1 微波消解

微波消解具有快速、节能、减轻环境污染等优点, 是一种高效省时、低能耗的现代制样技术, 普遍用于原子光谱分析的样品处理, 也用于电化学分析、分光光度法测定各种微量和痕量元素及色谱法测定尿碘等。

在微波电磁场中, 被消解样品的极性分子快速转向和定向排列, 从而产生振动。在较高温度和压力下消解样品, 可以激活化学物质, 从而使氧化剂的氧化能力大大加强, 使样品表层扰动、破裂, 并不断产生新的与试剂接触的表面, 加速了样品的消解, 这样既节省了化学试剂, 又缩短了样品消解的时间。

1.2 微波萃取

微波萃取是利用微波能提高萃取效率的一种新的样品处理技术。微波萃取是利用微波能强化溶剂萃取效率, 即利用微波加热来加速溶剂对固体样品中目标萃取物的萃取过程。不同物质的介电常数不同, 其吸收微波能的程度不同, 由此产生的热能及传递给周围环境的热能也不相同。在微波场中, 吸收微波能力的差异使得基体物质的某些区域活萃取体系中的某些组分被选择性加热, 从而使得被萃取物质从基体或体系中分离, 进入到介电常数较小、微波吸收能力相对较差的萃取剂中。萃取装置一般要求为带有控温附件的微波制样设备, 制样杯一般为聚四氟乙烯材料制成的样品杯, 萃取溶剂为极性溶剂。与传统的萃取法相比, 微波萃取具有设备简单、适用范围广、萃取效率高、可同时处理批量样品、节省时间溶剂和污染小等优点。目前微波萃取主要用于环境样品的分析。

1.3 超临界流体萃取

超临界流体萃取是利用超临界流体所具有的良好溶剂性能提取分离混合物的特定组分。超临界流体是处于临界温度和临界压力以上, 介于气体和液体之间的流体。超临界流体萃取技术已成为超临界流体技术提出以来应用最早的领域之一。超临界流体萃取使用最普遍的溶剂是CO2, 设备包括:CO2钢瓶、泵、萃取容器、限压装置和收集系统。其操作方法是将样品置于萃取容器中, 用超临界流体萃取, 减压后用少量有机溶剂收集待测物供分析。超临界流体萃取的应用主要集中于食品、药物和环境样品的分析。

2 绿色分析分离富集技术

2.1 固相萃取

固相萃取是20世纪70年代发展起来的样品富集技术, 其基本原理是基于样品在两相之间的分配差异, 即在固相和液相之间的分配系数不同, 当液体样品通过固体吸附层时, 基体被除去, 待测物被富集, 然后用少量溶剂洗脱回收待测物。可以将固相萃取的固相吸附剂分为非极性相、极性相和离子交换相3类。固相萃取是由液固萃取和液相色谱技术相结合发展起来的, 现在很多情况下已取代了传统的液-液萃取法。随着固相新涂层的不断推出, 如离子交换涂层及生物亲和力涂层, 固相萃取的应用范围将日益扩大。

2.2 固相微萃取

固相微萃取是由加拿大Waterloo大学Pawliszyn于1990年首创的一种集萃取、浓缩、解吸于一体的样品前处理技术, 与常规的索氏萃取等方法相比具有很多优点, 如体积小、分析周期短、灵敏度高、重现性好、无需使用溶剂等, 适用于现场分析。该技术利用涂有吸附剂的石英纤维萃取头吸附样品中的待测物, 从而达到萃取浓缩的目的。固相微萃取实质上是一种待测物在基体样品和固定相之间取得平衡的技术。在一定条件下, 待测物在固定相上有较高的分配系数时, 可以将其定量萃取出来。固相微萃取有两种样品处理法:一是直接萃取, 二是顶空萃取。前者是将萃取头直接浸入液体或气体中, 适用于分析气体或较清澈的液体样品。后者是将萃取头悬在液体或固体样品上方的空间里, 适用于分析较脏的液体样品和固体样品。工作程序分为两步, 首先将萃取头置于样品中萃取待测物, 然后将萃取头取出并置于气相色谱或HPLC的进样器中受热脱附并进行定量测定。固相微萃取技术主要用于测定环境样品中易挥发的有机物。迄今为止已将其用于分析气体、液体和固体样品。被分析的环境污染物有杀虫剂、苯酚、取代苯、PCBs、PAHs、脂肪酸和少数无机物。

2.3 膜萃取

膜萃取是把被测物从水相萃入气相。在膜萃取过程中载气流顺序通过浸入水相的中空纤维膜细管、吸附剂界面单元和气相色谱仪, 被测物从水相扩散进入纤维膜细管, 再被带入吸附剂单元吸附富集, 最后热脱附进入气相色谱分析单元。这种技术主要应用于挥发性和半挥发性的非极性有机物的分析。

3 绿色分析测试技术

3.1 近红外技术

近红外光谱主要是由于分子振动的非谐振性使分子振动从基态向高能级跃迁时产生的, 记录的主要是含氢基团X-H (X为C、N、O) 振动的倍频和合频吸收。由于分子的倍频和合频吸收强度较弱, 这为样品不经过稀释预处理就可以直接原样测定分析提供了理论依据。由于近红外吸收较弱, 不需要事先对液体试剂进行稀释, 对固体粉末也可直接进行漫反射分析。样品预处理非常简单, 这样就可以避免预处理时因溶剂挥发、废液废渣等对环境造成的影响。同时由于该技术在分析样品时不损伤样品, 所以从样品的预处理、分析测试直到后处理过程, 近红外技术都可认为是一项绿色分析技术。

3.2 X射线荧光分析

当试样受到X射线、高能粒子束、同步辐射源产生的真空紫外线的照射时, 试样中元素将发射特征X射线。特征X射线产生的原因是由于高能粒子与试样原子碰撞, 将原子内层电子逐出形成空穴, 使原子处于激发态, 这种激发态离子寿命很短, 当较外层电子向内层空穴跃迁时, 其多余的能量以X射线的形式放出, 并在较外层产生新的空穴和产生新的X射线, 这样便产生一系列的特征X射线。在一定条件下, 荧光X射线强度与分析元素含量之间存在线性关系, 为荧光X射线的定性定量分析提供了理论依据。X射线荧光从样品收集到分析测试的各个阶段, 不需要任何溶剂, 几乎没有使用和产生有害物质, 具有分析速度快、重现性好、准确度高、分析范围广等特点。

3.3 顶空气相色谱分析

顶空气相色谱分析技术是将具有挥发性样品置于密闭容器中, 保持恒定温度, 使其上部的气体与样品中的组分达到相平衡, 取上部的气体进行色谱分析求得样品中挥发性组分的含量, 广泛应用于食品、水质及生物材料样品的分析。

4 结论

绿色化学是近年来才被人们认识和开展研究的一门新兴学科, 它为人类解决环境污染问题提供了有效手段, 从绿色化学的目标来看, 有两个方面必须重视:一是开发以“原子经济性”为基本原则的新化学反应过程;二是改进现有的化学工业, 减少和消除污染。绿色分析化学是把绿色化学原理应用在新的分析方法和技术设计方面, 旨在减轻分析化学对环境的影响, 是今后分析化学的发展方向。在21世纪里绿色分析化学必将为人类可持续发展做出贡献。

摘要:绿色化学是近年来才被人们认识和开展研究的一门新兴学科, 绿色分析化学是把绿色化学原理应用在新的分析方法和技术设计方面, 旨在减轻分析化学对环境的影响, 是今后分析化学的发展方向。在21世纪里绿色分析化学必将为人类可持续发展做出贡献。

关键词:绿色分析化学,样品前处理,分离富集

参考文献

[1]邵鸿飞, 冀克俭, 邓卫华等.绿色分析化学技术研究进展[J].化学分析计量, 2008, 17 (1) .[1]邵鸿飞, 冀克俭, 邓卫华等.绿色分析化学技术研究进展[J].化学分析计量, 2008, 17 (1) .

绿色化学技术与应用 篇8

关键词:制造业 模具制造 绿色制造技术 可持续发展

制造业一向是社会经济快速发展的重要支柱,同时也是造成资源浪费最多和对生态环境污染程度最大的行业。面对全球资源日渐匮乏和环境问题的逐渐严峻,如何最大程度的减少制造业的资源浪费和降低制造业对环境带来的危害,成了迫在眉睫的问题。而模具是制造业中最重要的生产工具,是工业生产中最基本的装备。模具制造水平的高低,制约着一个国家整体制造业的水平。在这种情况下,“绿色模具”制造应运而生。

一、模具绿色制造的基本概念和特点

绿色制造技术是指将节能、低碳、环保、可回收、可循环等有机的结合在一起,依托高科技实现制造业的高质量、低成本、少污染、高利润。绿色制造技术既能推动企业的发展,又能保护自然资源和环境。模具绿色制造是指在模具制造的每一個环节上,都要把对环境的影响和对资源的利用考虑进去,实现环境污染最小化和资源利用最大化。

传统的模具制造只考虑模具的质量、成本、功能、寿命等,基本不考虑模具对环境造成的影响。一些模具的材料中甚至含有有毒物质,严重污染环境。而且传统的模具在使用结束后就变成了一堆废铁,回收率低,严重浪费了资源。与传统的模具制造相比,模具绿色制造具有以下特点:

模具绿色制造由“模具制造的全部过程”、“对环境的影响”、“资源优化”三个问题组成,这三个问题贯穿模具绿色制造的始终。模具绿色制造具有良好的社会效益和经济效益。绿色技术的采用有助于减少资源浪费,降低制造成本、减少环境污染,改善工作环境,有利于企业的可持续发展。

二、模具绿色制造的内容与流程

(1)选择绿色的模具材料

模具材料的选择非常重要,材料是否属于绿色产品,对最后成型的模具影响深刻。考虑到对环境的污染问题,模具的材料要选择有害物质含量低的材料,以保证在加工过程中不会产生大量的有害物质。考虑到对资源的节约问题,模具材料要选择成本低、可回收的材料,或者选择可以重复使用、可以降解的材料。

(2)进行绿色模具设计

在设计模具的绿色制造时,首先要考虑模具的使用年限,寿命越长,相对成本越低,越节约制造资源。可以采用一模多形、一形多用、拼装等技术改进模具的结构,延长模具的使用寿命。其次,在绿色模具设计中要注重模具的标准化、系列化和规范化,可以提高模具的专业性,提高模具的质量,缩短制造周期,降低成本,也能促进模具的多次重复使用。

(3)采用绿色制造技术加工模具

在绿色制造技术方面,可以采用模具CAM/APP/CAD一体化。CAD技术能够节约设计图纸,并且可以对产品的刚度、强度、抗冲击度进行分析。模具的包装材料也应当采用绿色包装材料,选择无毒无公害的材料或者可以降解的材料。或者对模具进行从简包装,节省包装材料。

(4)绿色模具的维护和回收

由于模具的使用比较频繁,要对模具进行定期的维护。在维护中,要尽量减少使用具有腐蚀性的溶液,减少对模具的热处理,延长模具的使用寿命。当模具要彻底废弃时,要对模具展开合理有效的回收再利用,将可以使用的零件拆下来清洗以备重复使用,将可循环的材料进行再加工,将模具绿色制造纳入良性循环的轨道。

三、模具绿色制造技术的应用与发展

(1)高速干切削技术

将高速切削技术与干切削技术相结合,提取两者的优点,就形成了新兴的高速干切削技术。高速干切削技术弥补了高速切削技术和干切削技术的不足,提高了切削工艺的效率、精度和柔性。最主要的是高速干切削技术限制了切削液的使用,消除了切削液对环境带来的污染,符合绿色制造技术的要求。如果在模具绿色制造中使用高速干切削技术,有利于提高模具的制造效率,改善模具质量,降低传统的电火花技术对环境的污染。

(2)净成形技术

焊接、塑性、锻造等加工技术都可以进行成形制造。目前我国的成形制造正在向净成形方向发展。净成形是指在加工过程中,直接将材料制成工件形状。净成形技术加工的工件可以直接应用于产品,减少了原材料的浪费,降低了能源的消耗。在模具绿色制造中采用净成形技术也是未来发展的一个趋势。

(3)工艺模拟技术

在模具的热加工过程中,可以使用工艺模拟技术。工艺模拟技术主要用模拟的方式来确定最佳参数,包括物理模拟、数学模拟和专家系统合成。工艺模拟可以优化制造方案,预测加工缺陷,防止加工意外,控制工件的质量。一般的模拟软件可以在用户输入模具的基本几何参数之后,自动计算制造模具所需要的各个物理量,并将这些物理量反馈给用户。用户不再需要进行大量的试验来确定这些参数,只需要在模拟结果的基础上进行微调即可。毫无疑问,工艺模拟技术节约了材料、节省了设计者的时间、降低了模具制造成本。

四、总结

面对全球资源日渐匮乏和环境问题的逐渐严峻,绿色制造技术成为了制造业的主要发展方向。绿色制造技术能够提升经济效益、降低生产成本、缩短制造周期、减少环境污染、提高资源利用率。本文首先概括了模具绿色制造的基本概念,通过与传统模具制造技术相比较总结了模具绿色制造技术的特点。其次,详细介绍了模具绿色制造的内容与流程,包括对材料的选择、对模具的设计、加工以及维护、回收等。最后,分析了高速干切削技术、净成形技术、工艺模拟技术等模具绿色制造技术的应用与发展。

总之,在我国经济高速发展的时期,发展绿色制造技术,是社会发展必然的选择。笔者相信,模具绿色制造技术的应用与发展也必将为我国经济发展做出贡献。

参考文献:

[1]刘靖.浅谈绿色制造技术在模具制造中的应用[A].天津市电视技术研究会.天津市电视技术研究会2013年年会论文集[C].天津市电视技术研究会,2013:4.

[2]吕莹.绿色制造技术在模具中的应用分析[J].科技致富向导,2013,08:176.

[3]汪艺.绿色制造技术推动社会可持续发展——绿色制造技术论坛报道[J].制造技术与机床,2013,01:20-21.

绿色化学技术与应用 篇9

——信息技术环境下促进学生有效学习的策略研究

湖南省桂阳县 充。这样,既创造了一个很好的主体性课堂的氛围与开端,又让学生尝到主动学习的乐趣,因为书中所讲的一些规律已经被他们在搜索故事的过程中发现并理解,能给他们一种收获感。学生积极的情感是一节好的主体性课堂的开始。此外,教师在运用信息技术制作化学课件时可以根据教学要求,设臵形式多样的板书,如设臵多样的字体、字号,对重点语句进行字体变形、变色,配臵背景音乐、设臵文字出现形式等。可见运用信息技术辅助教学可节省单调乏味的老师板书、板画时间,增强课堂教学的信息量,给学生以美的享受,激发学生的学习兴趣。

二、信息技术与学生自主学习的整合

与传统教学方式相比,运用信息技术教学让学生拥有了更大的自由度,为他们提供了自由探索、尝试和创造的条件。教师在教学中,可以结合教材,引导学生运用各种方法进行自主学习。如在讲授酸雨时,为了让学生了解酸雨产生的原因及其危害,并寻求解决的方法,可通过因特网获取有关国内外酸雨研究的最新资料。学生通过网络浏览器查询各种信息,调用网上的资源来自学,同时通过电子邮件等形式参加有关问题的讨论或请示教师的指导。从而,使学生了解环境污染的严重性,培养他们热爱环境、保护环境的意识。还可以通过 Oicq 技术、网上聊天室、BBS论坛、e-mail 邮箱、班级校友录论坛等等,甚至可以用上通讯工具如电话、手机短信等,交流学习心得和体会,开展研究性学习,同时可以把网上学到的知识输入电脑,与全班同学共享等。在这样的学习环境中,学生学习有了动力,发挥了创造精神,实现了学习的自我反馈。在教学中体现学生自主学习,在合作中学习、在实践中学习,使课堂教学能充分面向全体学生。学生在合作学习中互相关心、增进友爱,既学会知识,又学会做人,也使教师在课堂上成为学生学习合作的伙伴、讨论的对手和知心的朋友。

三、信息技术与培养学生创新能力的整合

新课程标准高度关注学生创新精神和创新能力的培养。教师在教学过程中,要正确处理化学基础知识、基本技能与创新精神、创新能力培养的关系。而创新能力的高低,取决于人们的思维方式,启迪和培养学生创新思维是创新教育的实质和核心。也就是勇于突破传统、习惯所形成的思维定势,重新组合既定的感受、体验,探索规律,得出新结论的思维过程。由此可见,创新思维具有生动性、求异性、发散性和独创性等特征,所以在化学教学中要注意培养学生的想象思维能力、发散思维能力、逆向思维能力,以达到启迪创新思维的目的。

运用信息技术,能使课本中难以理解的抽象内容、复杂的化学反应过程,生动地、直观地演示出来,便于学生对化学反应的现象进行观察、比较、分析,使思维得到适时地启迪。例如:在学习《乙酸》中,为了更好地引导学生由分子结构来掌握乙酸的化学性质,可以制作一个flash 课件,模拟球棍模型,并通过动画来显示键的极性,并模拟断键的过程和其他基团如何连接到相应的位臵,从而让学生很轻松的就理解与掌握了乙酸的酸性和酯化反应的 机理,以及它的羟基与醇类的区别、羧基与醛类的区别等。此外,用3Dmax等制作的多视角动画或三维立体图像还可以广泛地展示各种晶体的结构、分子模型等。这些立体结构课件的使用,可有效地帮助学生形成对化学物质的空间想象能力,学会从量的角度来分析物质的微观组成。

四、信息技术与培养学生实验能力的整合

实验是化学教学的基础。调查表明,课堂教学中教师四十五分钟理论说教的效率远不及一个五分钟实验展示。但是课堂的实验教学也存在着许多的问题,在中学化学教学中,多媒体模拟化学实验中主要用于以下几个方面:

1、实验现象不易观察的化学实验,通过多媒体课件的动画模拟,可以将实验现象放大或将实验过程放慢。如离子反应、原电池的电极反应等实验。再如如在“压强对化学平衡的影响”的教学中,改变压强对二氧化氮与四氧化二氮之间的转化影响并不显著,运用课本实验,学生通常能注意到加压混合气体的颜色加深,而往往不能发现其后的颜色略变浅。因为根据人的视觉特点由浅变深的现象易于识别,而由深到浅的现象则不易感知。为此,我们采用3Dmax制作了课本实验的原形模拟和简化模拟动画课件,有意识地突出气体颜色的变化,增强实验中的现象层次差别,加深了学生对压强变化过程中气体颜色变化与组分浓度变化的认识,从而为勒沙特列原理的认识奠定了基础。

2、一些对环境有较大的污染、损害教师和学生健康的实验,可以通过多媒体课件的模拟演示来消除污染和掌握化学知识的双重目的。

3、一些难度较大可重复性差、耗时长的实验,由于受到各种因素的影响,往往实验不易成功,或者现象不明显,影响教学效果,通过真实感极强的模拟演示,可以极大的减轻教师的负担,提高学生的感性认识,达到教学效果。如银镜反应、木炭还原氧化铜等。

4、有些实验由于药品和仪器的限制,或者有毒、有危险的实验,在现行中学教材中没有安排,或在中学化学实验室无法完成的实验,可以通过多媒体动画模拟演示,让学生有些感性的认识。如接触法制硫酸、氨氧化法制硝酸、石油的炼制、钢铁冶炼等,大多数学生未见过,缺乏感性认识,用多媒体计算机在屏幕上进行宏观缩小、动静结合、形象逼真地表现出一步生产过程,对各个环节也可重复演示或局部放缩。通过计算机模拟化学实验能让学生抓住观察对象的主要物征和变化过程,明确观察对象产生变化的现象和条件,有助于培养学生的观察能力和分析能力。

5、计算机还可以用于模拟化学实验的错误操作造成的影响。一些错误的操作往往带来严重的危害,学生因为不能亲自尝试这些错误的操作带来的危害,因此对错误操作不够重视,通过多媒体动画模拟演示错误操做带来的后果,会给学生留下很深的印象。如可以制作一个浓硫酸稀释的错误操作的模拟动画,将水到入浓硫酸中,使水和浓硫酸一起飞溅出来造成的 后果。模拟工业上利用隔膜电解槽电解饱和氯化钠溶液和思考练习。为了增强学生对隔膜作用的认识,对此设计一个“反证”模拟实验:抽掉隔膜,由溶液颜色的变化表示氯气和氢氧化钠溶液的反应,由电解槽轰然爆炸表示氯气与氢气的爆炸反应,学生印象极深。

五、信息技术促进化学学科与其他学科渗透的整合

中学化学教材内容与其他各学科有着许多的联系,如喷泉实验、布朗运动、气体摩尔体积等与物理知识有关;酸雨、光化学烟雾的形成等与地理知识有联系;糖类、蛋白质、赤潮等与生物知识有联系。此外,现阶段的考试,尽管理科综合是以考查学生的学科能力为主,但在平时学习中有学科之间的联系,无疑对掌握本学科知识有很大的帮助,因此,教师在平时的教学过程中,必须注重:①各学科内容的渗透、交叉与综合;②理论和实际结合,学以致用;③人与自然、社会协调发展的现代意识;④关注社会热点、焦点问题。网络技术在教学中的应用必然打破单一学科知识的结构,对学科知识进行新的整合,并且,现代信息技术提供高速、大容量的信息汇聚,也为跨学科的渗透和综合学习提供了可能。如在高三化学专题复习中,可以将与其他学科联系较为紧密的专题内容设计成一个主题,在服务器上开设一个公共的讨论区,让学生之间进行讨论,并与教师交流见解,提出问题并获得解答。这样,可以有效地发展学生的思维能力、分析能力和学习能力,大大地提高复习效率。

五、现代信息技术与化学教学整合应避免几种不良的倾向

(一)应避免在教学手段和教学过程中存在片面追求手段和信息技术而忽视师生互动作用的倾向。

多媒体化学课件的画面形象生动、图文并茂、声音悦耳动听,对学生的感官产生一定的刺激作用,能够大大提高课堂教学的效果。因此,很多教师在上课时重用多媒体,而忽视了自己还有粉笔和一张嘴,同时也忽视教师自身拥有的资源。教师的自身作用隐蔽了,教学过程不再是由教师引导,而为机器所主宰了。师生之间的交流互动变得少了,直观的刺激变多了,大量使用多媒体课件,对学生来讲是大量的重复感受,原本教学过程中的优势随着多媒体过多使用而逐渐丧失,多媒体本身的刺激也变得麻木,学习效果自然而然要大打折扣。因此在课堂教学中,我们认为:“真正的的魔术师是教师”,老师仍是不可缺少的主体,多媒体在课堂教学过程中只能起一种辅助作用,它的存在是为了增强老师的作用,加强师生互动,它无法替代代教师的指导作用和人格魅力影响作用。

(二)应避免在化学课件制作和网络教学中存在单纯追求形象直观、动感和色彩而忽视学科内容特点的倾向

化学课件和网络化教学的直观、生动是其优点,但很多教师在制作化学课件和建设化学网站的过程中,片面追求课件的形象性、生动性,而很少思考这个形象性、生动性会对化学课堂教学起什么样的作用。实际上片面追求形象性、生动性,容易分散学生的注意力,使

他们从课堂中心转移到画面的生动形象、教学中,有的教师制作的课件,色彩艳丽,动感十足,确实能够吸引学生,但易喧宾夺主,化学课程本身的教学目的、知识体系和规律得不到充分体现,化学学科本身的特点和能力也没有体现出来,学生从中不能体会化学思维的乐趣和感受化学情感的熏陶。同时,也切不可为求简洁而不顾科学性,如制作的“电解”课件中,由于电解氯化铜溶液及电解饱和氯化钠溶液其真实的微观情况很复杂,不可能也不需要将它们百分之百地利用动画展示出来,但有些方面还应准确表示:氯离子半径大于铜离子半径,阴、阳两极单位时间内得失电子数相等,在电解氯化钠溶液中,阴极区的氢氧根离子主要是由于氢离子参加了电极反应,破坏了水的电离平衡而不断积聚的,并非是由定向移动产生的。

(三)应避免在运用信息技术和化学教学整合的过程中向学生收集罗列知识过多而忽视信息质量反馈的倾向

运用信息技术,能够方便快捷地获取大量的知识和信息,正是这种传递知识的快捷性,促使个别化学教师在运用信息技术时,存在盲目加大知识容量,教学过程中既不考虑学生的理解程度,也不考虑学生能力的培养情况,结果学生接受信息过多,造成“死机”,另外许多教师在网络环境下进行教学时,只是把通过搜索引擎找到的相关网页资源粘贴给学生,将大量素材资源罗列在一起,而缺乏对无关信息的过滤工作和必要的剪切,对于与学习主题相关的资源分类工作也没有进行编辑,大部分在因特网上学习获得的都是无层次、不补充、针对性差的素材资源。对大量的垃圾信息和知识缺乏筛选。只能让学生坠入十里云雾之中。这样的教学,既无法达到学科教学目的,也不符合现代教育的新理念。因此,这种盲目追求大容量的知识和形式,让学生的“自学”的教学是弊大于利的,应该尽量避免。

总之,信息技术与化学教学的整合,不仅仅是一种教学方法的更新,更重要的是把信息资源引入化学教学活动中,合理、灵活地运用信息技术,把学习空间还给学生,给学生提供视觉和听觉感受,丰富学生的想象,有效地培养学生自主学习、主动发展的意识和能力,充分挖掘学生的创造潜能。化学教师必须努力更新教育观念,在不断提高本学科专业水平的同时,努力掌握现代教育技术,探索符合学生认识发展规律的教学方法,结合本校的教学实际有成效地开展现代化的化学教学,迎接新一轮教学改革的挑战。

参考文献:

[1]王永新

邹开煌

信息枝术在化学课堂教学中应用的基本原则及作用 中学化学教学参考,2005,(1-2):73 [2]费金忠

多媒体在中学化学教学中的应用 武进教育网

[3]崔 静

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