Hóa học xanh là chìa khóa để giảm chất thải và cải thiện tính bền vững

Hóa học xanh là chìa khóa để giảm chất thải và cải thiện tính bền vững

Sự phát triển và phát triển của ngành hóa chất chịu trách nhiệm trực tiếp cho nhiều Tiến bộ công nghệ đã xuất hiện từ cuối thế kỷ 19th. Conversation

Tuy nhiên, phải đến khi các 1980 mới môi trường trở thành ưu tiên hàng đầu của ngành hóa chất. Điều này đã được thúc đẩy phần lớn bởi các quy định môi trường chặt chẽ hơn và nhu cầu giải quyết danh tiếng kém của ngành, đặc biệt là do ô nhiễm và tai nạn công nghiệp.

Nhưng ngành công nghiệp hiện đang cải thiện nhanh chóng, và tư duy thay đổi này đã tạo ra nền tảng cho sự xuất hiện của hóa học xanh.

Hóa học xanh là gì?

Tính bền vững ngày càng trở nên quan trọng trong hầu hết các ngành công nghiệp và hóa học không khác.

Hóa học xanh nhằm mục đích giảm thiểu tác động môi trường của ngành hóa chất. Điều này bao gồm chuyển từ dầu sang các nguồn tái tạo nếu có thể.

Hóa học xanh cũng ưu tiên an toàn, cải thiện hiệu quả năng lượng và quan trọng nhất là giảm thiểu (và lý tưởng nhất) loại bỏ chất thải độc hại ngay từ đầu.

Các ví dụ quan trọng của hóa học xanh bao gồm: giảm dần việc sử dụng chlorofluorocarbons (CFC) trong chất làm lạnh, có vai trò trong việc tạo ra lỗ thủng tầng ozone; phát triển các cách hiệu quả hơn để sản xuất dược phẩm, bao gồm cả thuốc giảm đau nổi tiếng ibuprofen và thuốc hóa trị Taxol; và phát triển rẻ hơn, hiệu quả hơn pin mặt trời.


Nhận thông tin mới nhất từ ​​Nội tâm


Sự cần thiết phải thích nghi

Tạo ra các hợp chất hóa học, đặc biệt là các phân tử hữu cơ (bao gồm chủ yếu là các nguyên tử carbon và hydro), là cơ sở của các ngành công nghiệp đa quốc gia rộng lớn từ nước hoa đến nhựa, trồng trọt, vải và thuốc nhuộm.

Trong một thế giới hoàn hảo, những thứ này sẽ được điều chế từ các nguồn tái tạo rẻ tiền trong một phản ứng hóa học thực tế, hiệu quả, an toàn và lành tính với môi trường. Thật không may, ngoại trừ các quá trình hóa học được tìm thấy trong tự nhiên, phần lớn các quá trình hóa học không hoàn toàn hiệu quả, đòi hỏi nhiều bước phản ứng và tạo ra các sản phẩm phụ nguy hiểm.

Trong khi trước đây, các chiến lược quản lý chất thải truyền thống chỉ tập trung vào việc xử lý các sản phẩm phụ độc hại, ngày nay các nỗ lực đã chuyển sang loại bỏ chất thải ngay từ đầu bằng cách tạo ra các phản ứng hóa học hiệu quả hơn.

Sự điều chỉnh này, một phần, đã dẫn đến sự ra đời của các phản ứng xúc tác tinh vi và hiệu quả hơn, làm giảm lượng chất thải. Nhà khoa học đoạt giải Nobel Hóa học RyUM Noyori nhấn mạnh rằng quá trình xúc tác đại diện cho các phương pháp duy nhất cung cấp các phương tiện hợp lý để sản xuất các hợp chất hữu ích theo cách tiết kiệm, tiết kiệm năng lượng và lành tính với môi trường.

Một bí mật để làm sạch hóa học

Chất xúc tác là các chất làm tăng tốc các phản ứng, thông thường bằng cách cho phép các liên kết hóa học bị phá vỡ và / hoặc hình thành mà không bị tiêu thụ trong quá trình. Họ không chỉ tăng tốc độ phản ứng, mà còn có thể tạo điều kiện cho các biến đổi hóa học có thể không xảy ra.

Về nguyên tắc, chỉ cần một lượng rất nhỏ chất xúc tác để tạo ra số lượng lớn sản phẩm, với mức độ lãng phí giảm.

Sự phát triển của các phản ứng xúc tác mới là một lĩnh vực đặc biệt quan trọng của hóa học xanh. Cũng như thân thiện với môi trường hơn, các quy trình này thường có hiệu quả chi phí cao hơn.

Chất xúc tác có nhiều dạng, bao gồm enzyme sinh học, phân tử hữu cơ nhỏ, kim loạivà các hạt cung cấp tốt hơn bề mặt cho các phản ứng diễn ra. Phần lớn các quá trình hóa học công nghiệp sử dụng chất xúc tác và ít nhất là Giải thưởng 15 Nobel đã được trao cho nghiên cứu xúc tác. Điều này thể hiện một lĩnh vực cực kỳ quan trọng và tích cực của cả nghiên cứu cơ bản và ứng dụng.

Triển vọng là gì?

Trong những năm qua 20 kể từ khi hóa học xanh được thành lập, đã có những tiến bộ to lớn trong ngành. Tuy nhiên, vẫn còn nhiều chỗ để cải thiện.

Ngành công nghiệp hóa chất phải đối mặt với một số thách thức đáng kể, từ việc giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch đến việc đóng góp vào việc giải quyết biến đổi khí hậu nói chung.

Những thách thức cụ thể bao gồm: thu giữ và sửa chữa carbon dioxide và các khí nhà kính khác; phát triển một phạm vi lớn hơn của nhựa phân hủy sinh học; giảm mức độ lãng phí cao trong sản xuất dược phẩm; và nâng cao hiệu quả của tách nước sử dụng các chất xúc tác quang ánh sáng nhìn thấy được.

Lịch sử cho thấy rằng xã hội có thể phát triển các giải pháp sáng tạo cho các vấn đề phức tạp, khó hiểu. Tuy nhiên, thành công rất có thể sẽ đòi hỏi một cách tiếp cận phối hợp trên tất cả các lĩnh vực khoa học, lãnh đạo mạnh mẽ và sẵn sàng đầu tư chiến lược vào vốn nhân lực và nghiên cứu cơ bản giá trị.

Giới thiệu về Tác giả

Alex Bissember, Giảng viên cao cấp về Hóa học, Trường Khoa học Vật lý, Đại học Tasmania

Bài viết này ban đầu được xuất bản vào Conversation. Đọc ban đầu bài viết.

Sách liên quan

{amazonWS: searchindex = Books; Keywords = green chem; maxresults = 3}

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

theo dõi Nội bộ trên

facebook-iconbiểu tượng twitterbiểu tượng rss

Nhận tin mới nhất qua email

{Emailcloak = off}