綠色理念下的化工技術論文

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1校企聯合在理論教學中的綠色化工教育

1.1開設“綠色化學”課程，邀請校外專家及技術人員進行專題講座。

我校還聘請校外專家及企業技術人員進行專題講座，介紹化工前沿性知識，回答學生的提問，與學生進行直面交流，學生的視野得到了開闊。如把模擬化學的數值運算與計算機化學的邏輯運算結合起來進行“分子的理性設計”，完全順應目前倍受化學界重視和倡導的綠色化學的思想，使化學成為與生態環境協調發展的、更高境界的化學。在進行綠色化工工藝和技術的過程中，借助于量子化學計算的結果，可以更為精確地選擇底物分子、催化劑、溶劑以及反應途徑，這樣可通過盡可能少的實驗達到預期目標，大大減少了實驗次數，從根本上減少了原料的消耗，對環境污染的排放也相應減少。再者反應與生物技術、分離技術、納米技術等的結合使得開發新型反應路徑仍有空間。微波反應器、膜分離技術及膜催化集成反應器、超聲波萃取傳質等等前沿知識的介紹使學生對綠色化工、綠色分離、集成過程等概念有所了解,開闊了學生的思路，激發了學生的求知欲。

1.2重視案例教學，增強學生對綠色化工的感性認識。

專業授課教師通過案例中采用綠色工藝，實行清潔生產增強學生的感性認識。而且針對具體工藝流程中存在的問題及對不同工藝路線和流程的技術經濟評價讓學生了解該工藝的發展狀況和綠色工藝的應用。如氫氣是一種高效而無污染的理想能源，制取氫氣的方法很多，有①電解法：2H2O→2H2↑+O2↑；②甲烷轉化法：CH4+H2O→CO↑+3H2↑；③水煤氣法：C+H2O→CO↑+H2↑；④碳氫化合物熱裂法：CH4→C+2H2↑；⑤設法將太陽能聚焦產生高溫使水分解：2H2O→2H2↑+O2↑；⑥尋求高效催化劑使水分解產生氫氣。在上述方法中第五種方法設法將太陽能聚焦產生高溫使水分解是可行且有發展前途的方法。因為太陽能是取之不盡、用之不竭的潔凈能源，且該反應沒有廢棄物，不會對環境造成污染；第六種方法尋求高效催化劑使水分解產生氫氣也是可行且有發展前途的方法。通過采用催化劑降低了反應活化能，提高了反應速率，降低了反應溫度、操作壓力，簡化了流程。在大規模生產中，這種效應無論從環境影響方面還是從經濟影響方面都是非常重要的。再比如，甲基丙烯酸甲酯是一種重要的化工原料，主要用作合成有機玻璃的單體，也用于制造其它樹脂、塑料、涂料、黏合劑、潤滑劑。其傳統合成工藝為丙酮-氰醇法，即：甲基丙烯酸甲酯傳統合成反應中使用劇毒原料氫氰酸，污染嚴重，設備腐蝕嚴重，而且合成路線長，原子利用率低。美國Shell公司開發的新路線不用劇毒物質，原料價格低，利用鈀催化劑反應一步完成，產品收率高，原子利用率高，經濟效益、環境效益均好。

1.3教學方法多樣化，教學手段現代化。

綠色化學理念倡導教學方法多樣化，教學手段現代化[3]。我校努力將現代教育方法融入課堂教學中，如幻燈片投影、多媒體教學課件、音頻視頻資料等等。化工教學中常常涉及到一些具體的工程設備、工藝流程、設備原理等，傳統的教學方法是采用板書、掛圖和實物微縮教具來進行講解，只能演示設備靜態，講授過程枯燥，不生動?，F利用現代教育方法集圖、文、聲、像和三維動畫為一體的特性，提高學生學習興趣及學習的積極性。并且課后教師積極引導學生充分利用網絡資源和網絡手段拓寬知識面，吸引學生主動求知。

2校企聯合在實踐教學中滲透綠色化工意識

2.1改進化學實驗項目，多開展微型實驗、串聯實驗。化學教師在設計實驗內容時應強化綠色化學意識，并把注重環境保護的理念滲透到實驗教學中[4,5]，舍棄或減少毒性大、危險性大、對環境污染及三廢后

處理困難的實驗項目，盡可能多地選擇低毒、污染小且后處理容易的實驗項目，注重開設宣傳綠色環保的實驗項目[4]。如我們在有機化學實驗中開設了從茶葉中提取咖啡堿、從元寶楓種殼中提取單寧等綠色技術實驗，這些實驗原料是天然的，提取溶劑是無毒的，并且可以回收利用，廢渣無公害且可以用作肥料；如綜合實驗項目“從海帶中提取海藻酸”，其傳統方法是鹽酸-甲醛提取法，我們改用木瓜蛋白酶作催化劑，超聲波提取。這樣不但大大縮短提取時間，提出率從30%提高到90%以上，而且工藝簡單，無污染。微型化學實驗的優越性主要表現在試劑與輔助材料用量、水電消耗量大大減少，從而降低實驗成本，而且爆炸、燃燒、中毒等事故發生的可能性相應減少，提高了實驗的安全性。又由于產生的“三廢”量少，極大地減少了對環境的污染。如綜合實驗項目“海藻接枝丙烯腈制備高吸水性樹脂的研究”，其所用單體丙烯腈不但價格貴，而且有毒，而采用微型實驗后，不但經濟而且減少了污染。串聯實驗是指通過調整實驗順序，使一個實驗的產物成為下一個實驗的原料。如雙酚A的合成實驗產品可作為環氧樹脂實驗的原料，乙酰苯胺實驗的產品可作為磺胺類藥物實驗的原料。

2.2選用先進儀器和技術進行實驗，利用計算機多媒體系統進行模擬化學仿真實驗。

先進檢測手段包括紅外、紫外光譜，氣相、液相色譜，電鏡掃描，X-衍射等。選用較先進的實驗儀器，不但減少了試劑用量，減輕了環境污染，同時也增加了實驗操作難度，有利于培養學生嚴謹的科學態度、規范化的操作技能，有利于提高實驗課的質量。如化工原理課程中的吸收實驗，其測量氣體吸收量的經典方法是酸堿滴定法，因此，實驗氣體往往只能選用氨氣，致使實驗過程產生大量廢液并且實驗環境惡劣。但改用氣相色譜法測定氣體吸收量后，實驗氣體可用CO2代替氨氣，這既改善了實驗環境，又使測量速度加快、測量精度大大提高，且使學生接觸到先進環保的檢測方法。一些常規、傳統的化學實驗消耗較多的試劑、藥品和水，尤其是一些實驗所用試劑藥品較貴、有毒、有害或不安全，這時采用計算機多媒體系統進行實驗仿真就很有意義，如醚的過氧化物爆炸、有毒溶劑的燃燒、砷化物的相互轉化等。采用計算機仿真實驗既能使學生學會實驗方法，又避免了對人體和環境造成的傷害[4,5]。

2.3利用大學生創新實驗及畢業設計滲透綠色理念

大學生創新性實驗及畢業設計旨在探索并建立以問題和課題為核心的教學模式，激發大學生的創新思維和創新意識，逐漸掌握思考問題、解決問題的方法[6]。指導教師首先必須有強烈的綠色意識，在設計課題時多注重向學生滲透綠色理念。如課題“海藻農用節水劑的制備及性能研究”，海藻是可再生性資源，儲量相當豐富，而且海藻類植物中含有豐富的微量元素、氨基酸、維生素、胡蘿卜素、礦物質等，極易被植物吸收。用海藻制得的保水劑不但能鎖住土壤中的水分，改良土壤，提高果蔬品質，而且該保水劑能被降解，對環境無污染。又如課題“Ag@AgCl-殼聚糖/OREC/TiO2微球光催化降解有機污染物的研究”，原料是可再生的，成本低、可降解，制備的復合膜對有機污染物有吸附及光催化降解協同作用，該研究在解決醫藥、食品、化工企業廢水處理方面有重要意義。學生在這種課題研究方式中增長了知識，開闊了眼界，培養了綠色環境意識及環保理念。

2.4校企聯合在學生見習、實習過程中滲透綠色理念

見習、實習環節使學生在掌握專業理論知識的基礎上，進一步了解化工行業的實際生產過程，對現代化工生產企業的生產和管理模式有一個較為全面的認識，讓理論知識和實際生產相結合，提升學生獨立分析和解決化工生產實際問題的能力。見習、實習是學生邁向化工行業工作前的重要的鍛煉[2]。因此，學校和企業積極聯手，結合企業生產實際，對學生進行綠色化工教育。如學生在長慶石油公司實習時，親身感受到清潔生產、綠色工藝帶來的好處：該公司投建硫回收系統工藝用于廢物處理，它既避免了廢物直接排放對環境造成污染，又回收到硫磺，創造了巨大經濟效益；學生在長慶石油公司及興平化工廠還參觀了污水生化處理工藝。污水生化處理是利用微生物的代謝作用，完成有機物的分解和生物體的合成，將有機污染物轉變成無害的CO2、水以及富含有機物的生物污泥，多余的生物污泥在沉淀池中經沉淀池固液分離，從凈化后的污水中除去。污水生化處理相對于化學處理廢水降解污染物更徹底，運行費用較低，基本上不產生“二次污染”。企業技術人員也通過自已企業實施清潔生產后獲得的利益向學生宣傳綠色化工的重要性。如通過實施清潔生產促進企業整體素質的提高；降低產品成本，提高競爭能力；同時，企業的環境好、無污染、不擾民，使企業具有一個良好的社會形象，增加了消費者對企業產品的信任度；改善了職工的生產操作條件乃至生活環境，減輕了對職工身心健康的影響。

3結束語

綠色化工是降低傳統化工所造成的環境污染的最有效手段，學生是未來化工行業的主力軍，需要高校與企業聯手加強對學生綠色化工意識的培養，這也是素質教育的一項重要內容，是培養學生對社會及未來責任感的一項重要舉措。當然，我們的校企合作在不少方面也有不如人意的方面，如合作關系多停留在表層，還不夠深入，合作關系脆弱、具有不對等性?？傊?，校企合作工作任重而道遠，需要政府、企業、學校的不斷探索和實踐。只有大家共同努力，培養學生保護環境、實施綠色化工的意識，我國化工工業才能健康、穩定、可持續發展。

作者：楊連利黃怡張衛紅單位：咸陽師范學院化學與化工學院