Презентація "Green chemistry"

-6
Попередній слайд
Наступний слайд


Завантажити презентацію "Green chemistry"
Слайд #1
“Green chemistry”
Безпечна для довкілля


Слайд #2
Філософія хімічних досліджень та інженерії, що закликає до створення продуктів та процесів, які дозволять мінімізувати використання та виробництво шкідливих речовин. одночасно з цим, хімія навколишнього середовища — це хімія природного довкілля. Метою зеленою хімії є зменшення та запобігання забруднення вже на початку планування хімічних технологій тощо.
Зелена хімія (екологічна хімія) 


Слайд #3
Як хімічна філософія, зелена хімія має застосування до органічної хімії, неорганічної хімії, біохімії, аналітичної хімії та навіть фізичної хімії. Зелена хімія найбільше концентрується на вирішенні промислових задач, а тому має відношення до вибору хімічних процесів, що будуть використовуватися в хімічній технології. Головна задача екологічної хімії поряд зі зменшенням шкідливості хімічних процесів, ще й збільшення ефективності кожного з хіміко-технологічних процесів. Зелена хімія є окремою наукою, відміною від хімії навколишнього середовища, яка займається хімічними явищами в довкіллі.


Слайд #4
Прикладом зеленої хімії можна назвати водневу енергетику, коли відновлювана енергія запасається у вигляді водню, отриманого із води, який при використанні дає енергію і знову воду.


Слайд #5
В 1998 П. Т. Анастас і Дж. С. Уорнер у своїй книзі "Зелена хімія: теорія і практика" [1] сформулювали дванадцять принципів "Зеленої хімії", якими слід керуватися дослідникам, що працюють у цій галузі:
12 принципів зеленої хімії


Слайд #6
1. Краще запобігти втратам, ніж переробляти і чистити залишки.
2. Методи синтезу треба вибирати таким чином, щоб всі матеріали, використані в процесі, були максимально переведені в кінцевий продукт.
3. Методи синтезу по можливості слід вибирати так, щоб використовувані і синтезовані речовини були як можна менш шкідливими для людини і навколишнього середовища. 4. Створюючи нові хімічні продукти, треба намагатися зберегти ефективність роботи, досягнуту раніше, при цьому токсичність повинна зменшуватися.


Слайд #7
5. Допоміжні речовини при виробництві, такі, як розчинники або розділяють агенти, краще не використовувати зовсім, а якщо це неможливо, їх використання має бути нешкідливим.
6. Обов'язково слід враховувати енергетичні витрати та їх вплив на навколишнє середовище і вартість продукту. Синтез по можливості треба проводити при температурі, близької до температури навколишнього середовища, і при атмосферному тиску.
7. Вихідні і необхідні матеріали повинні бути відновлюваними у всіх випадках, коли це технічно і економічно вигідно.
8. Де можливо, треба уникати отримання проміжних продуктів (блокуючих груп, приєднання і зняття захисту і т. д.).


Слайд #8
9. Завжди слід віддавати перевагу каталітичним процесам (по можливості найбільш селективним).
10. Хімічний продукт повинен бути таким, щоб після його використання він не залишався в навколишньому середовищі, а розкладався на безпечні продукти.
11. Потрібно розвивати аналітичні методики, щоб можна було стежити в реальному часі за утворенням небезпечних продуктів.
12. Речовини і форми речовин, що використовуються в хімічних процесах, потрібно вибирати таким чином, щоб ризик хімічної небезпеки, включаючи витоку, вибух і пожежа, були мінімальними.


Слайд #9
13. Якщо ви робите все так, як звикли, то і отримаєте те, що зазвичай отримуєте.
Є. С. Локтєва та В. В. Лунін додали до цього списку додатковий, 13-й принцип:


Слайд #10
Нові шляхи синтезу (часто це реакції з застосуванням каталізатора);
Відновлювані вихідні реагенти (тобто отримані не з нафти);
Заміна традиційних органічних розчинників.
Основні напрями . Шляхи, за якими розвивається зелена хімія, можна згрупувати в такі напрямки:


Слайд #11
В 2005 Р. Найорі (en: Ryoji Noyori) виділив три ключові напрямки розвитку Зеленої хімії: використання надкритичного CO 2 в якості розчинника, водного розчину перекису водню в якості окислювача, і використання водню в асиметричного синтезу.


Слайд #12
Найбільш поширений - використання каталізатора, який знижує енергетичний бар'єр реакції. Деякі з новітніх каталітичних процесів мають дуже високу атомної ефективністю. Так, наприклад, процес синтезу оцтової кислоти з метанолу та CO на родієве каталізаторі, розроблений фірмою Монсанто, протікає з 100% виходом:
CH 3 OH + CO => CH 3 COOH
Нові шляхи синтезу


Слайд #13
Інший напрямок - використання локальних джерел енергії для активації молекул ( фотохімія, мікрохвильове випромінювання), що дозволяють знизити витрати енергії.


Слайд #14
Велика надія покладається на використання сверхкритических рідин (в основному, вуглекислий газ і вода, меншою мірою - аміак, етан, пропан і ін)
Надкритичної CO 2 вже широко застосовується в якості нешкідливого, екологічно чистого розчинника - наприклад, для екстракції кофеїну з кавових зерен, ефірних олій з рослин і як розчинник для деяких хімічних реакцій.
Заміна традиційних органічних розчинників


Слайд #15
Ще один перспективний напрям це використання іонних рідин. Вони являють собою рідкі солі при низьких температурах. Це новий клас розчинників, які не мають тиску насиченої пари і тому не випаровуються й не є горючими. Мають дуже хорошу здатність розчиняти широкі гами речовин, у тому числі і біополімери. Їх можлива кількість віртуально не обмежена, і вони можуть бути отримані з будь-якими заданими наперед властивостями. Крім того, вони можуть бути отримані з поновлюваних джерел, бути не токсичними і не небезпечними для навколишнього середовища і людини.


Слайд #16
Ще один шлях, що веде до цілей "зеленої хімії", - широке використання біомаси замість нафти, з якої хімічні підприємства творять зараз все різноманіття речовин - конструкційні матеріали, хімікати, ліки, парфумерію і багато, багато іншого.
З 70-х років XX століття в Бразилії, ЄС, Китаї, США та інших країнах побудовано безліч заводів, які сьогодні дають близько 75 млрд л або бл. 60 млн т паливного спирту (дані 2009 р.), отриманого біотехнологічним шляхом з цукрової тростини, кукурудзи, буряків, патоки та ін джерел. Також швидко росте виробництво ефірів жирних кислот ("біодизеля") і, останнім часом, целюлозного етанолу, Біопаливо).
Відновлювані вихідні реагенти.


Слайд #17
Працює кілька потужних заводів з отримання молочної кислоти з глюкози, отриманої з меляси і відходів целюлози. Продуктивність такого підприємства близька до теоретичної: з кілограма глюкози проводиться кілограм молочної кислоти. Отримана дешева молочна кислота і її ангідрид (лактід) далі використовуються у виробництві біорозкладаного полімеру - полілактид.
До цілей зеленої хімії відноситься також розробка шляхів ефективного використання такої сировини, як лігнін, який поки не знайшов широкого застосування.


Слайд #18
Зелена хімія (Green Chemistry) - науковий напрямок в хімії, до якого можна віднести будь-яке вдосконалення хімічних процесів, що позитивно впливає на навколишнє середовище. Як науковий напрямок, виникло в 90-і роки XX століття.
Нові схеми хімічних реакцій і процесів, які розробляються в багатьох лабораторіях світу, покликані кардинально скоротити вплив на навколишнє середовище великотоннажних хімічних виробництв. Хімічні ризики, що неминуче виникають при використанні агресивних середовищ, виробничники традиційно намагаються зменшити, обмежуючи контакти працівників з цими речовинами.
Висновок.