Microsoft Word Document5 HÓA HọC XANH Bảo vệ môi trường và phát triển bền vững có tầm quan trọng đặc biệt trong từng quốc gia, trong tất cả các ngành kinh tế và đặc biệt trong ngành hóa chất một trong[.]
HĨA HọC XANH Bảo vệ mơi trường phát triển bền vững có tầm quan trọng đặc biệt quốc gia, tất ngành kinh tế đặc biệt ngành hóa chất - ngành gây nhiễm lớn tính độc, tính oxy hóa, tính cháy nổ hóa chất Các nhà hoạt động môi trường, tổ chức, đảng hoạt động với tôn bảo vệ môi trường, giữ gìn xanh, sạch, đẹp trái đất chọn màu xanh biểu tượng đảng Xanh nhóm Hịa bình Xanh Màu xanh nhà hóa học chọn lựa làm biểu tượng cho hóa học bền vững tên gọi hóa học xanh Hóa học xanh nghĩa thiết kế, phát triển ứng dụng sản phẩm hóa chất trình sản xuất, tổng hợp hóa chất nhằm giảm thiểu loại trừ việc sử dụng chất gây nguy hại tới sức khỏe cộng đồng môi trường Dưới nét liên quan đến khái niệm, tình hình phát triển, hiệu khả áp dụng hóa học xanh lĩnh vực sản xuất, nghiên cứu, giáo dục, đào tạo sử dụng hóa chất Mục tiêu hóa học xanh mục tiêu có tính chất khoa học hướng tới phát triển bền vững Khái niệm phát triển bền vững thu hút quan tâm rộng rãi quốc gia năm 1987 Liên hợp quốc công bố báo cáo “Tương lai ”; báo cáo phát triển bền vững định nghĩa “sự phát triển đáp ứng yêu cầu không gây trở ngại cho việc đáp ứng nhu cầu hệ mai sau ” Như thế, phát triển bền vững đòi hỏi phải đạt tới hai mặt coi mâu thuẫn với nhau, mặt phải phát triển để đáp ứng ngày tốt nhu cầu vật chất tinh thần người nhằm thỏa mãn tăng dân số giới, mặt khác tính bền vững phát triển đòi hỏi phải giới hạn thay đổi cách sử dụng nguồn tài nguyên sinh thái để khơng bảo tồn mà cịn cải thiện tài ngun môi trường cho hệ tương lai Môi trường nơi sinh sống, phát triển mà cố gắng làm thứ ngày tốt mơi trường Tại Mỹ, hóa học xanh bắt đầu thu hút quan tâm từ năm 1990 Luật ngăn ngừa ô nhiễm đời, khái niệm hóa học xanh nhà hóa học hữu Paul T Anastas, định nghĩa lần Năm 1991 Chương trình Hóa học xanh bắt đầu triển khai thực qui mô rộng rãi phổ biến để tuyên truyền phổ biến áp dụng hóa học xanh, nhiều quốc gia thành lập Giải thưởng Hóa học xanh Anh, ôxtrâylia, Italia, đức, Hạt nhân quan trọng hóa học xanh mười hai nguyên tắc hóa học xanh ông Anastas GS John C Warner Trường đại học Massachusetts, Boston đề xuất Mười hai nguyên tắc hóa học xanh tóm tắt sau: Ngăn ngừa: Tốt ngăn ngừa phát sinh chất thải là xử lý hay làm chúng Tính kinh tế: Các phương pháp tổng hợp phải thiết kế cho ngun liệu tham gia vào q trình tổng hợp có mặt tới mức tối đa sản phẩm cuối Phương pháp tổng hợp nguy hại: Các phương pháp tổng hợp thiết kế nhằm sử dụng tái sinh chất khơng gây nguy hại tới sức khỏe người cộng đồng Hóa chất an tồn hơn: Sản phẩm hóa chất thiết kế, tính tốn cho đồng thời thực chức đòi hỏi sản phẩm lại giảm thiểu tính độc hại Dung mơi chất phụ trợ an toàn hơn: Trong trường hợp nên dùng dung mơi, chất tham gia vào trình tách chất phụ trợ khác khơng có tính độc hại Thiết kế nhằm sử dụng hiệu lượng: Các phương pháp tổng hợp tính tốn cho lượng sử dụng cho q trình hóa học mức thấp Nếu có thể, phương pháp tổng hợp nên tiến hành nhiệt độ áp suất bình thường Sử dụng ngun liệu tái sinh: Ngun liệu dùng cho q trình hóa học tái sử dụng thay cho việc loại bỏ 8 Giảm thiểu dẫn xuất: Vì trình tổng hợp dẫn xuất địi hỏi thêm hóa chất khác thường tạo thêm chất thải Xúc tác: Tác nhân xúc tác nên dùng mức cao so với đương lượng chất phản ứng 10 Tính tốn, thiết kế để sản phẩm phân hủy sau sử dụng: Các sản phẩm hóa chất tính tốn thiết kế cho thải bỏ chúng bị phân huỷ mơi trường 11 Phân tích thời gian hữu ích để ngăn ngừa nhiễm: Phát triển phương pháp phân tích cho phép quan sát kiểm soát việc tạo thành chất thải nguy hại 12 Hóa học an tồn để đề phịng cố: Các hợp chất trình tạo thành hợp chất sử dụng trình hóa học cần chọn lựa cho hạn chế tới mức thấp mối nguy hiểm xẩy tai nạn, kể việc thải bỏ, nổ hay cháy, hóa chất Rất nhiều nguyên tắc vấn đề hóa học xanh không vấn đề quốc gia hay khu vực mà trở thành vấn đề toàn cầu Chúng khơng đơn đóng khung phịng thí nghiệm hay dự án nghiên cứu riêng lẻ mà liên quan đến vấn đề lớn nhiều thay đổi khí hậu tồn cầu, sử dụng hiệu lượng, quản lý nguồn tài nguyên thiên nhiên, nguồn tài ngun nước Ngun nhân làm cho hóa học xanh hưởng ứng áp dụng rộng rãi tồn giới đường dẫn đến phát triển kinh tế bảo vệ môi trường Anastas cho “Hóa học xanh cơng cụ hữu hiệu bắt đầu qui mơ phân tử lại cung cấp sản phẩm q trình thân thiện với mơi trường Hóa học xanh khơng u cầu đặc biệt trừ khoa học có chất lượng cao với tầm nhìn lớn xa ” Một vấn đề hóa học xanh làm để kết nối nhà sinh học với nhà hóa học nhà cơng nghệ Hiện nay, Trung Quốc nghiên cứu việc sử dụng động sử dụng 100% metanol từ nguồn khí sinh học sử dụng khí sinh học q trình sản xuất giấy, enzym phân hủy xenluloza nhanh trình xử lý hóa học hay học Mơi trường phản ứng lĩnh vực quan trọng áp dụng hóa học xanh, sở cơng nghệ hóa học Thay sử dụng loại dung mơi hữu cơ, nhiều trường hợp người ta sử dụng CO2 trạng thái siêu tới hạn (31,1oC, 73 atm), nước trạng thái siêu tới hạn (374oC, 218 atm) hay chất lỏng dạng ion nhiệt độ phòng, hệ hai pha, hệ thống khơng có dung mơi sử dụng bề mặt bên đất sét, zeolit, silic oxit nhôm, Việc sử dụng dung môi siêu tới hạn cho phép thu hồi cách dễ dàng sản phẩm tách xúc tác Phân xưởng sản xuất CO2 siêu tới hạn công suất 1000 tấn/năm đưa vào vận hành Consett, Anh Theo nghiên cứu Hãng DuPont tài trợ số phản ứng xẩy dung mơi clofloetylen tiến hành CO2 siêu tới hạn, thí dụ q trình polyme hóa tetrafluoroetylen CO siêu tới hạn sử dụng chất khơi mào flo hóa Ở Việt Nam, nghiên cứu ban đầu việc sử dụng CO2 siêu tới hạn để tách loại tinh dầu quí tiến hành Viện Hóa học Cơng nghiệp, Viện Dược liệu Một thí dụ khác sử dụng dung mơi siêu tới hạn: nồi phản ứng liên tục dùng cho phản ứng oxy hóa phần hợp chất hữu sử dụng xúc tác đồng thể nước siêu tới hạn Một phản ứng khác trình nghiên cứu phản ứng oxy hóa p-xylen thành axit tereptalic, từ sản xuất polyetylen tereptalat sợi polyeste Theo phương pháp tổng hợp truyền thống axit tereptalic tổng hợp từ p-xylen khơng khí, sử dụng axit axetic làm dung môi hệ xúc tác Mn/Co 190oC áp suất 20 atm Theo phương pháp tổng hợp này, axit tereptalic khơng hịa tan axit axetic, khoảng 10% axit axetic bị oxy hóa trình phản ứng Trong ngược lại, áp dụng phương pháp tồn p-xylen, oxy, axit tereptalic hòa tan nước trạng thái siêu tới hạn Nhóm nhà cơng nghệ Nottingham phát triển phương pháp sử dụng MnBr2 1.000 ppm làm chất xúc tác Chất lỏng ion hóa nghiên cứu để sử dụng rộng rãi cho phản ứng q trình hóa học kể phản ứng hyđro hóa, phản ứng xúc tác sinh học phản ứng điện hóa Ngồi ra, người ta sử dụng chất lỏng ion hóa cho q trình tách sản phẩm chế tạo qua đường sinh học (lên men) etanol, axeton hay butanol đặc trưng chất lỏng ion hóa thường tạo thành từ cation hữu chứa N P anion vô GS Seddon Trường đại học Belfast cho có số lượng không hạn chế chất lỏng ion hóa tạo thành từ tổ hợp cation anion khác GS Seddon phối hợp với nhiều hãng hóa chất nhằm chuyển kết nghiên cứu chất lỏng ion hóa từ phịng thí nghiệm sang qui mô pilot ông phối hợp với BP để sản xuất hỗn hợp isome hóa từ LAB dung dịch ion hóa Mục tiêu cơng việc tránh sử dụng dung môi hữu xúc tác H2SO4/AlCl3 Trong phản ứng alkyl hóa, chất lỏng ion hóa cho kết tốt việc sử dụng xúc tác H2SO4/AlCl3, lại tái sử dụng tái thu hồi Công việc cho kết khả quan phịng thí nghiệm chưa sử dụng qui mơ cơng nghiệp vấn đề giá Một thí dụ khác hóa học xanh phản ứng tổng hợp axit ađipic (nguyên liệu dùng để sản xuất nilon), theo phương pháp tránh sử dụng nitơ oxit sử dụng nước làm dung môi Thay cho dung môi hữu cơ, Hãng Global Technologies sử dụng CO2 lỏng cho trình làm Chính phủ Mỹ tài trợ nghiên cứu sử dụng q trình làm khơ thay cho việc sử dụng pecloetylen chất thường gây ô nhiễm ảnh hưởng tới sức khỏe người lao động BASF phát triển công nghệ điện phân qui mô công nghiệp sử dụng anot “xanh ” để sản xuất alđehyt mạch vịng Hóa học xanh bảo vệ môi trường không thông qua biện pháp làm mà cách phát minh, áp dụng chất mới, q trình hóa học không gây ô nhiễm Các nhà khoa học Trung tâm Nghiên cứu Quốc gia Canađa thành công việc sử dụng enzym xylanaza cho công nghiệp giấy bột giấy, nhằm giảm giá thành lượng clo sử dụng tới 90% Tại vài nước, người ta nghiên cứu sử dụng túi chế tạo từ ngô thay cho túi polyme Thay HNO3 H2O2 tránh trình tạo thành N2O Theo ý kiến chúng tơi, số việc trước mắt thực để áp dụng hóa học xanh vào sống: - Rất nhiều công nghệ thỏa mãn nhu cầu hóa học xanh tồn tại, phải tạo hội để áp dụng chúng ngay, nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường nâng cao hiệu kinh tế - Việc đưa hóa học xanh lĩnh vực có liên quan vào giảng dạy trường đại học, trường dạy nghề hóa chất nâng cao hiệu đào tạo sinh viên - Chuyển giao kết nghiên cứu phịng thí nghiệm qui mơ pilot hóa học xanh viện, trrường tiến hành cho doanh nghiệp tư nhân - Thành lập mở rộng trung tâm quốc gia hóa học xanh Các trung tâm có trách nhiệm xây dựng phát triển mạng hóa học xanh - Thành lập quĩ học bổng hóa học xanh để dành cho viện, trung tâm nghiên cứu, doanh nghiệp sản xuất hóa chất - Thành lập giải thưởng hóa học xanh - Tăng cường khuyến khích thực hóa học xanh thơng qua hình thức hỗ trợ sách, vốn đầu tư, - Thực hình thức thông tin tuyên truyền cho công chúng, doanh nghiệp, tổ chức mơi trường lợi ích áp dụng hóa học xanh PHÙNG HÀ, PHẠM NGỌC THẢNH Vụ Cơ khí, Luyện kim Hóa chất Bộ Cơng nghiệp ... triển mạng hóa học xanh - Thành lập quĩ học bổng hóa học xanh để dành cho viện, trung tâm nghiên cứu, doanh nghiệp sản xuất hóa chất - Thành lập giải thưởng hóa học xanh - Tăng cường khuyến khích... học xanh vào sống: - Rất nhiều công nghệ thỏa mãn nhu cầu hóa học xanh tồn tại, phải tạo hội để áp dụng chúng ngay, nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường nâng cao hiệu kinh tế - Việc đưa hóa học... chất nâng cao hiệu đào tạo sinh viên - Chuyển giao kết nghiên cứu phịng thí nghiệm qui mơ pilot hóa học xanh viện, trrường tiến hành cho doanh nghiệp tư nhân - Thành lập mở rộng trung tâm quốc