Hóa Học Xanh: Chủ Đề 6 (Mới Nhất, Chi Tiết)

Ủ Ề CH Đ 6 :

Ọ HÓA H C XANH

I. KHÁI NI MỆ

1. Khái ni mệ

ỉ ộ ộ (hay còn g i làọ hóa h c b n v ng

ế ả ả ệ t k các s n ph m và quá trình gi m thi u

ế ế ọ ấ ộ ạ ể ả

ạ ậ ạ ồ ủ i ngu n c a nó.

ọ ề ữ ) là m t khái ni m ch m t ngành ọ Hóa h c xanh ể ẩ ệ ỹ ọ hóa h c và k thu t khuy n khích vi c thi ệ ử ụ vi c s d ng và t o ra các ch t đ c h i. Hóa h c xanh tìm cách gi m thi u và ngăn ễ ừ ng a ô nhi m t ụ 2. M c đích

ư ụ ữ  Hóa h c xanh có nh ng m c đích nh sau :

(cid:0) Đ phòng ng a ô nhi m nh m truy tìm nh ng bi n pháp gi ằ

ễ ữ ả ế i quy t, sáng

ặ ọ ệ ệ ử ả ấ i u h n là đ t tr ng tâm vào vi c qu n lý và x lý các ch t

ậ ố ư ơ ừ ạ ỏ ữ ể ặ

ấ ả ụ ẩ ọ (cid:0) ệ ngành công nghi p. ử ụ ứ ộ ạ ế ả ề ữ ả ả ẩ ơ

ọ ừ ể ế ỹ ki n k thu t t ỏ ả ắ th i r n, l ng, và khí t (cid:0) Gi m thi u ho c lo i b phát sinh và s d ng nh ng ch t nguy hi m đ c ộ ể ả ạ ấ h i trong quá trình thiêt k ,s n xu t và ng d ng các s n ph m hóa h c. ạ T o ra nh ng s n ph m b n h n ,ít đ c h i và hoàn toàn có kh năng tái ch .ế

Ừ Ấ Ể Ễ Ả II. NGĂN NG A Ô NHI M VÀ KI M SOÁT CH T TH I

ể ử ụ ể ấ ả

ệ ươ ư Vi c ngăn ng a ô nhi m và ki m soát ch t th i , chúng ta có th s d ng 4 ph ễ ừ ng pháp nh sau :

ươ ươ ươ ng pháp xúc tác xanh ng pháp dung môi xanh ng pháp vi sóng siêu – âm

ả ứ

 Ph  Ph  Ph  Vi bình ph n ng

ƯƠ NG PHÁP XÚC TÁC XANH

ả ứ ặ ỉ

ấ ấ ể ơ

ế ộ ả ơ ườ ễ ấ ớ ầ ệ ả ả ả ệ i môi tr

1. PH (cid:0) Xúc tác xanh không ch thay th m t ph n ch t tham gia ph n ng ho c làm cho quá trình di n ra hi u qu h n (hi u su t chuy n hóa cao h n) mà còn ấ ộ gi m tác đ ng x u t ng và gi m chi phí cho các quá trình s n xu t hóa ch tấ

ộ ố ạ ị ể ồ ể ệ t

ử ụ ọ

ả ứ ề ụ ử ụ ể ạ

ế ế ầ

(cid:0) M t s lo i xúc tác xanh :xúc tác d th , đ ng th , xúc tác ánh sáng, đ c bi ặ ọ xúc tác sinh h c (s d ng các enzym làm xúc tác cho ph n ng hóa h c) Ví d :s d ng zeolits h t nano làm xúc tác cho nhi u quá trình chuy n hóa trong ngành ch bi n d u, khí…

ể ủ ể ấ ợ

Men nitrilase đ th y phân các h p ch t nitril, chuy n hóa các nitril thành axit carboxylic… 2.PHƯƠNG PHÁP DUNG MÔI XANH

ơ ọ ế

ố ư ườ

ơ ả ệ ạ ỏ ữ ữ ộ ng nh ít đ c, an toàn (v ầ

(cid:0) ớ ệ ườ ướ ng là: dung môi n c và dung môi

ệ ơ

ể ủ ệ ế ớ ạ i h n đ phun s n lên các chi ả t b công nghi p nhu m v i,ph socola lên bánh,tách t ô tô,trang thi

(cid:0) Dùng n

ướ ả i h n trong s n xu t

ể ượ ấ nhựa PET làm dung môi thì toàn bộ ả c hòa tan, không có s n

ườ ạ ẩ ả môi tr ng.

(cid:0) Hóa h c xanh khuy n cáo thay th s d ng các dung môi h u c truy n ề ế ử ụ ề ằ ớ th ng b ng các dung môi thân thi n v i môi tr ổ cháy, n ), ít bay h i…; lo i b nh ng dung môi làm suy gi m t ng ôzôn (các ấ ợ h p ch t cfc). ạ Các lo i dung môi thân thi n v i môi tr ư ớ ạ i h n nh siêu t ụ ử o Ví d : s dung công ngh dung môi siêu t ế ị ộ ti ộ ố ấ ọ và tinh l c m t s ch t ớ ạ c siêu t ư các hóa chất nh pxylen, acid terephtalic có th đ ph m th i và không gây h i cho NG PHÁP VI SÓNG SIÊU ÂM

ƯƠ 3. PH

 Vi sóng, siêu âm: Hóa h c xanh ng d ng siêu âmvi sóng đóng vai trò quan

ọ ứ

ọ ệ

ạ ử ụ ượ ả ờ ố ấ ng tiêu t n và không

ọ ả ứ ả

ẽ ệ ấ

ụ ế tr ng trong các quy trình hóa h c. Chi u x vi sóngsiêu âm làm tăng hi u su t ắ ph n ng và rút ng n th i gian, gi m s d ng năng l ộ ạ th i các khí đ c h i. ả ộ ệ ố ấ ượ ớ ẩ ư ử ụ

ượ ề ặ ự ệ ạ ớ Ví dụ :Trong s n xu t d dàng s d ng cho m t h th ng l n nh trong công nghi p ể  Trong lĩnh v c phát tri n xúc tác, siêu âm t o ra đ ễ c ph m, siêu âm s làm tăng hi u su t và d ệ c b m t có di n tích l n vì

ạ ấ ủ

ị ươ ng N trong m u s a bò, ph

ươ ng pháp Kieldahl c đi n ỉ ấ ph i m t 180 phút trong khi ph

th làm tăng ho t tính c a ch t xúc tác. ẫ ữ ổ ể ượ ng pháp siêu âmvi sóng ch m t 10 phút. Ả Ứ ế ể ả 4.PH

 Vi bình ph n ng

ả ứ ướ ự

ắ ỉ

 Đ xác đ nh hàm l ấ ƯƠ NG PHÁP VI BÌNH PH N NG ệ ố ế ấ ề ộ ố t có kèm theo m t s thi ả ứ

 Nh vi bình ph n ng có th t ng h p s l

ả ứ là h th ng các bình ph n ng c c nh có kích th ề ượ ặ ệ ố ế ị ụ ợ t b ph tr khác nh ề Các ch t ph n ng hay xúc tác đ u ph i ợ ố ượ ớ c ph m m i trong

ỏ c vào ộ ệ ố c đ t trong m t h th ng đi u ch nh ệ ố ư h th ng l c, h th ng ọ ồ ả ở ạ ể d ng đ ng th . ẩ ượ ớ ng l n các d ử ạ ể ế ể ổ m t th i gian ng n đ ti n hành các phân tích th ho t tính

 Ph n ng t ng h p dipeptid đ

cỡ micromet s p x p r t đ u nhau đ ệ nhi b m…ơ ờ ộ ờ ả ứ ấ ả ứ ắ ợ sinh h c.ọ ả ứ ượ ệ ổ ự ấ

ệ ườ ờ ỉ c th c hi n trong vi bình ph n ng, hi u su t ng là 50% trong 24 gi ). 100% ch trong 20 phút (quy trình thông th

Ọ Ữ Ủ Ắ Ơ Ả III. NH NG NGUYÊN T C C B N C A HÓA H C XANH

ừ năm 1990 khi Lu t

ỹ hóa h cọ xanh b t đ u thu hút s quan tâm t ễ ắ ầ ố ự ấ ả ạ T i M , ừ ngăn ng a ô nhi m ra đ i . ậ ự ề ờ Trong cu n sách xu t b n vào năm 1998 mang t a đ

ấ ế ạ ọ ự ễ

ắ trình cho các nhà hóa h c

ự

ố ấ ủ ử ả ơ ừ ự ấ ả Ngành hóa ch t xanh: Lý thuy t và th c ti n (Nhà Xu t b n Đ i h c Oxford), Paul ọ ư ộ ộ ư Anastas và John Warner đã đ a ra 12 nguyên t c nh m t l ấ ệ trong vi c th c hi n hóa ch t xanh. ấ

ươ c thi ng pháp t ng h p ph i đ

ặ ớ ợ ợ ổ ổ ế ế ứ ố t k sao cho các ả i m c t i đa trong s n

ổ ươ ươ ợ ượ

ạ : Các ph ặ ổ ng pháp t ng h p đ ạ ớ ứ ế ế c thi t k ỏ i s c kh e con

ồ

ế ế

ẩ ạ ẩ hóa ch tấ đ ứ ơ : S n ph m ả ệ ượ t k , tính toán sao cho có ả ư i gi m ượ c thi ỏ ủ ả c ch c năng đòi h i c a s n ph m nh ng l

ọ ườ ơ : Trong m i tr

ợ ấ ể ụ ợ ụ ợ ấ

ử ụ ộ ạ ằ tế k nh m s d ng hi u qu ngượ : Các ph

ả năng l ử ụ

c tính toán sao cho ế ươ ệ ấ ợ ệ ươ ngượ s d ng cho các quá trình ượ ổ ng pháp t ng h p nên đ ổ ợ ng pháp t ng h p ở ứ hóa h cọ m c ở ế nhi c ti n hành t

ấ năng l ể ng.

ử ụ ể ệ : Nguyên li u dùng cho các quá trình hóa

ể ệ

ẫ ấ ả ỏ

ườ ạ ả ợ ấ : Vì các quá trình t ng h p d n xu t đòi h i thêm ng t o thêm ch t th i.

ớ ươ ượ ơ m c cao h n so v i đ ng các ng l

ả ứ ấ

ủ ẩ ử ụ : Các s n ả

ể t k đ s n ph m có th phân h y sau s d ng ế ế ể ị ả ỏ t k sao cho khi th i b chúng có th b c tính toán và thi

ế ế ể ả ượ môi tr ờ ngườ . ữ ừ ể ể ễ : Phát tri n các ph ng

ươ ả ể ấ

ể ề ọ ợ ự ố: Các h p ch t và

ọ ầ ượ ể ẩ ể quá trình t o ạ ọ ự c ch n l a sao i m c th p nh t m i nguy hi m có th x y ra do các tai

Ụ

1.

ệ 1. Ngăn ng aừ : T t nh t là ngăn ng a s phát sinh c a ch t th i h n là là x lý ạ hay làm s ch chúng. 2. Tính kinh tế: Các ph ả ượ ệ nguyên li u tham gia vào quá trình t ng h p có m t t ố ẩ ph m cu i cùng. ợ 3. Ph ng pháp t ng h p ít nguy h i ấ ử ụ ằ nh m s d ng và tái sinh các ch t ít ho c không gây nguy h i t ộ ườ ng i và c ng đ ng. ấ 4. Hóa ch t an toàn h n ờ ể ồ ự th đ ng th i th c hi n đ ể ượ ộ ạ c tính đ c h i. thi u đ ấ 5. Dung môi và các ch t ph tr an toàn h n ng h p có th nên dùng các dung môi, các ch t tham gia vào quá trình tách và các ch t ph tr khác không có tính đ c h i. ế 6. Thi ượ đ ư ấ th p nh t. N u nh có th , ph ườ ộ đ và áp su t bình th ệ 7. S d ng nguyên li u có th tái sinh ạ ỏ ử ụ h cọ có th tái s d ng thay cho vi c lo i b . ổ ẫ ể 8. Gi m thi u d n xu t ấ các hóa ch tấ khác và th ở ứ 9. Xúc tác: Tác nhân xúc tác nên dùng ch t ph n ng. 10. Tính toán, thi ph mẩ hóa ch tấ đ ỷ phân hu trong 11. Phân tích th i gian h u ích đ ngăn ng a ô nhi m ệ ạ pháp phân tích cho phép quan sát và ki m soát vi c t o thành các ch t th i nguy h i.ạ ấ ơ 12. Hóa h c an toàn h n đ đ phòng các s c ấ ử ụ ợ thành các h p ch t s d ng trong các quá trình hóa h c c n đ ố ế ớ ấ ấ ứ ể ạ cho có th h n ch t ả ỏ ổ ể ả ệ hóa ch t.ấ ạ n n, k c vi c th i b , n hay cháy, Ọ Ủ Ứ Ữ IV. NH NG NG D NG C A HÓA H C XANH ụ Ứ ng d ng

ọ ể ữ ứ ụ

ấ ẽ ấ ạ ắ Polylactic acid hay PLA là m t lo i

ợ ườ c t

ề N n hóa h c xanh ngày càng phát tri n và chúng đã có nh ng ng d ng trong ộ ố cu c s ng ả  S n xu t ch t d o (plastic) t ự ậ ấ ẽ ắ ạ ộ ắ ng dextrose trong trái b p ệ ư ầ ỹ

ự ụ ệ ả ẩ ừ trái b p: ượ ừ ệ ổ vi c t ng h p đ ch t d o th c v t có đ ụ ể Lo i plastic “b p” này có th áp d ng trong các k ngh nh qu n áo, khăn, ề ứ th m, bao bì cho th c ph m và nhi u ng d ng khác trong nông nghi p

ả ấ  S n xu t các amin

ọ ộ ạ ừ

ợ i đ i h c Riverside (California) v a phát ứ ệ ớ

ữ ả ợ ọ ạ ổ ng và hi u qu kinh t

ụ ệ d n xu t t

ươ ớ ấ ừ ấ ườ amoniac đ ụ ấ ứ ố ộ

ố

ẩ

M t nhóm các nhà khoa h c t ộ ng pháp t ng h p các amin. Công ngh m i này không ph c minh ra m t ph ấ ế ệ ệ ạ cao. Amin là nh ng h p ch t t p, thân thi n v i môi tr ư ề ượ ứ ơ ẫ ứ ch a nit c ng d ng nhi u trong công nghi p nh : ấ ẩ ử ế làm dung môi, ch t ph gia, ch t c ch ăn mòn, ch t t y r a, thu c nhu m, thu c sát trùng… ỹ ưở ấ ừ ế ộ ả ng da chi t xu t t B s n ph m d

ự  Vào lĩnh v c m ph m ẩ ự ệ ủ táo xanh c a skinfood. ệ

ỡ ế ụ ấ ứ ừ ạ ượ ử ụ ằ lo i m sinh h c ): c s d ng

ề ọ nhi u h n đ s n xu t d u diesel sinh h c.

 Vào lĩnh v c nguyên li u và nhiên li u (cid:0) Xăng sinh h c (thay th ph gia chì b ng ethanol) ọ (cid:0) Diesel sinh h c ( xu t x t ọ ậ đ u nành, đ ấ ầ ể ả là m t lo i khí h u c g m

ạ ộ ơ (cid:0) Khí sinh h c (biogas): ọ ữ ơ ồ Methane và các đ ng ồ

(cid:0) ấ ữ ơ ư ệ ạ ế

ơ ồ ổ ế ặ

t xu t t ề ầ ủ ệ ệ ồ

ọ ẳ đ ng khác. ấ ừ các ch t h u c nh thân cây ngô Ethanol là nhiên li u s ch chi ệ ố ho c mía, qu c gia n i ti ng v nhiên li u này chính là Brazil, n i tr ng hàng tri u hecta mía. Thành ph n c a nhiên li u E85 g m có 85% ethanol và 15% xăng.  Vào lĩnh v c môi tr

ự ậ ệ ườ ng ệ ng (compsite,visco…)

ề ố

(cid:0) V t li u thân thi n môi tr (cid:0) Dung môi xanh (thay th s d ng các dung môi h u c truy n th ng ề ớ ng nh ít đ c, an toàn (v

ườ ế ử ụ ệ ữ ơ ộ ư ườ

ả ầ ổ

ạ ỏ ữ ệ ơ ả ằ ữ ệ ọ ằ b ng các dung môi thân thi n v i môi tr cháy, n ), ít bay h i…; lo i b nh ng dung môi làm suy gi m t ng ôzôn) (cid:0) X lý ch t th i b ng nh ng bi n pháp hóa h c an toàn và thân thi n v i ớ

ấ ngườ

ử môi tr ự ủ ề ọ 2 . Thành t u c a n n hóa h c xanh

ả ấ

ớ ế  Công ty Dow Chemical (M ) là m t công ty s n xu t hóa ch t l n nh t th ệ ấ ừ ả ả i đã gi m đ 28,1 tri u

ộ ỹ gi c s th i khí (CO ấ t n cho năm 1994 xu ng còn 26,1 tri u t n năm 2002.

 M đã t ng k t t ế

ượ ự ả ố ế ấ ả ừ ổ ọ ỹ ấ ớ ấ 2) trong các quy trình s n xu t t ệ ấ ả ủ t c các thành qu c a Hóa h c xanh t ạ ướ i n c này t năm

ỹ 1996 đ n 2002, là trung bình hàng năm, M đã:

 Lo i b 800.000 t n hóa ch t trong đó có Chlorofluorocarbon (CFC) , h p ch t

ấ ợ ấ

ấ ẹ ộ ạ ị

ướ ệ ả ệ ệ ấ ả ỹ ệ gallon n c dùng trong vi c s n xu t các k ngh d t, phim nh,

ỷ ơ ượ ượ ả ồ ụ ấ ạ ỏ ữ ơ h u c nh , đ c h i và không b thoái hóa. ả ữ ơ  Gi m 650 tri u gallon dung môi h u c . ỷ ả  Gi m 138 t ấ ẫ ch t bán d n. ả c 90.000 t  Gi m đ ị đ n v năng l ng tiêu th và 430.000 t n CO2 th i h i

ả ế ả ộ ạ ượ ử c 19 tri u t n ph th i đ c h i đã đ c x lý hay tái sinh.

ế ượ Ọ ệ ấ Ở Ệ VI T NAM

ể ướ ủ ọ ng c a Hóa h c

ề ộ ố ể ể ế vào không khí. i quy t đ  Gi Ề V. N N HÓA H C XANH 1. Thành t uự ế Cho đ n nay đã có nhi u công trình KHCN tri n khai theo các h xanh, có th k đ n m t s công trình sau:

(cid:0) Nghiên c u s d ng CO

ể ầ ọ 2 Hóa h c xanh t

ứ ử ụ ượ ế ớ ạ i h n đ tách các lo i tinh d u qu ọ ạ ệ ệ ệ ệ ạ ế i Vi n Hóa h c công nghi p Vi t Nam, Vi n c ti n hành t

ầ ượ ,tr m,tiêu đã đ D c li u.

(cid:0) Nghiên c u t ng h p nhi u h p ch t h u c theo h

ệ ứ ổ ấ ữ ơ ề ợ

ợ ủ ướ ạ ọ ạ ọ ố ử ọ ng Hóa h c xanh, s i Đ i h c KHTNĐ i h c qu c ả ạ t

ứ ụ ổ ướ ợ ữ c nano, ng d ng trong t ng h p h u

(cid:0) Nghiên c u công ngh gia công thu c BVTV s d ng dung môi n

ụ d ng lò vi sóng (microway) c a nhóm tác gi ồ gia TP. H Chí Minh. (cid:0) Nghiên c u t ng h p các xúc tác kích th ợ ứ ổ ầ ế ế ơ c và ch bi n d u ứ ố ử ụ ướ ế c thay th

ữ ơ ệ ặ dung môi h u c ho c không dùng dung môi;

(cid:0) Nghiên c u t ng h p Biogas sinh h c t

ứ ổ ọ ừ ợ ế ả ệ ồ các ngu n nguyên li u ph th i.

ế 2.H n chạ

ự ễ ụ ứ ệ ế ạ ẫ ả

ế Tuy nhiên, vi c áp d ng các k t qu nghiên c u vào th c ti n v n còn h n ch sau: (cid:0) ầ ấ ấ ệ ả ế ị

ậ ế ế ề ệ ả ố

ấ ự t b máy móc s n xu t hóa ch t ph n ấ ế

ấ ả ề ấ ượ

ấ ộ Trình đ công ngh s n xu t, trang thi ớ ượ ở ứ l n đ m c th p. c nh p ,trong đi u ki n thi u thông tin, thi u v n nên còn (cid:0) V ngu n nhân l c trong s n xu t và s d ng hóa ch t nói chung là còn thi u ồ ề ề ố ượ v s l ệ ủ ọ

ng và không cao v ch t l ự ậ ồ ứ ề ầ ư ộ ấ ư ứ ầ ả

Ả

ử ụ ng. (cid:0) Hi n nay s nh n th c v t m quan tr ng và các n i dung c a hóa h c xanh ọ ả trong công đ ng, cũng nh các nhà qu n lý s n xu t còn g n nh đ ng ngoài ộ cu c,…. Ệ ệ ử ạ ọ đ i h c Trà Vinh.

VI. TÀI LI U THAM KH O ư ệ Th vi n đi n t vi.wikipedia.org/wiki/H%C3%B3a_h%E1%BB%8Dc_xanh https:// https://hoahocngaynay.wordpress.com/tag/hoah%E1%BB%8Dcxanh / Tailieu.vn