HÓA HỌC XANH GREEN CHEMISTRY

HÓA HỌC XANHGREEN

CHEMISTRY

GREEN CHEMISTRYHOÁ HỌC XANH

1. HISTORY

2. WHAT IS GREEN CHEMISTRY

3. 12 PRINCIPLES IN GREEN CHEMISTRY

4. THE INCORPORATION OF HAZARD REDUCTION AS A CHEMICAL DESIGN CRITERION IN GREEN CHEMISTRY

5. AN ILLUSTRATIVE CASE

6. THE PROSPECTIVE RELATIONSHIP OF EIA AND GREEN CHEMISTRY

HISTORY OF GREEN CHEMISTRY

• Hoá học trở thành ngành CN mũi nhọn thúc đẩy nền kinh tế thế giới từ năm 1850, phát triển mạnh mẽ vào nửa cuối thế kỷ XX.

• CN hoá học giúp đáp ứng rất nhiều các nhu cầu của con người : tạo ra nhiều sản phẩm có giá trị, chất lượng cao nhưng giá thành thấp.

• Từ sau chiến tranh thế giới II, giá thành còn bao gồm chi phí môi trường: sự mất mùa màng do ô nhiễm không khí, những tác động lên con người, sinh vật… hậu quả của việc lạm dụng hay sử dụng sai các qui ttình/sản phẩm hoá học

• Nhận thức tác động do công nghiệp hoá học và các lĩnh vực có liên quan gây ra nhiều bộ luật đã được thông qua và thực thi luật tiếp cận theo CAC, chỉ chú trọng xử lý hậu quả.

• Luật hạn chế các tác hại rất tốn kém đòi hỏi phương thức tiếp cận và giải quyết vấn đề mới bảo vệ môi trường theo nguyên tắc “tự nhiên”, tự điều chỉnh được lựa chọn GREEN CHEMISTRY

HISTORY OF GREEN CHEMISTRY

WHAT IS GREEN CHEMISTRY???

• Hoá học xanh là tìm ra các hoạt động hoá học, bao gồm tạo ra - sản xuất - sử dụng - thải bỏ các chất hoá học, mà theo cách đó các chất độc hại không được sử dụng và sinh ra.

• Hoá học xanh là sử dụng bền vững công nghệ và khoa học hoá học trong phạm vi của việc áp dụng tốt sinh thái công nghiệp như tối thiểu hoá việc sử dụng các chất độc hại và các chất như vậy không bao giờ được thải ra ngoài môi trường.The sustainable exercise of chemical science and technology within the framework of good practice of industrial ecology such that the use and handling of hazardous substances are minimized and such substances are never released to the environment

WHAT IS GREEN CHEMISTRY???

• Hoá học xanh là sự vận dụng hoá học trong việc ngăn ngừa ô nhiễm. Cụ thể hơn, Hoá học xanh là thiết kế các qui trình hoá học, các sản phẩm hoá học để giảm hay loại bỏ hẳn việc sử dụng và tạo ra các chất độc hại (EPA).

Bằng cách đưa ra các lựa chọn thân thiện môi trường đối với các sản phẩm, qui trình hoá học độc hại vẫn thường được sử dụng trong công nghiệp và tiêu dùng, hoá học xanh đang tiến tới ngăn ngừa ô nhiễm ở cấp độ phân tử.

GREEN CHEMISTRY FOCUS ON:

• Sử dụng các cách tổng hợp khác nhauThe use of alternative synthetic pathways for green chemistry

• Sử dụng các điều kiện phản ứng khác nhauThe use of alternative reaction conditions for green chemistry

• Tạo ra các hoá chất an toàn The design of safer chemicals that are, for example, less toxic than current alternatives or inherently safer with regard to accident potential.

12 PRINCIPLES IN GREEN CHEMISTRY

1. Ngăn ngừa chất thải

Prevent waste

2. Tạo ra những hóa chất và sản phẩm an toàn hơn

Design safer chemicals and products

3. Tìm ra những phương pháp tổng hợp hóa học ít độc hại

Design less hazardous chemical syntheses


4. Sử dụng nguyên liệu tái sinh Use renewable feedstocks

5. Sử dụng chất xúc tác Use catalysts, not stoichiometric reagents

6. Tránh sử dụng những dẫn xuất hóa học Avoid chemical derivatives


7. Tối đa hóa việc kiểm soát nguyên tử

Maximize atom economy

8. Sử dụng dung môi và điều kiện phản ứng an toàn hơn

Use safer solvents and reaction conditions

9. Gia tăng hiệu suất năng lượng

Increase energy efficiency


10. Tạo ra những hóa chất và sản phẩm có khả năng phân hủy sau khi sử dụng

Design chemicals and products to degrade after use

11. Phân tích theo thời gian thực để ngăn ngừa ô nhiễm

Analyze in real time to prevent pollution 12. Tối thiểu hóa khả năng gây tai nạn Minimize the potential for accidents

A FRAMEWORK FOR DESIGNING SAFER CHEMICALS

Lợi ích • Một khả năng rất lớn rằng một phân tử với

tính chất nguy hiểm của nó sẽ được tìm hiểu

• Tăng khả năng các cuộc kiểm tra chất độc sẽ cho thấy mức độ rủi ro giảm

• Lợi ích kinh tế sẽ gắn liền với tính chất nguy hiểm thấp hơn và sự phá huỷ môi trường giảm đi.

COMPONENTS OF FRAMEWORKS

• Tier I: Mechanism of action _ Cơ chế hoạt động

Tìm hiểu cơ chế hoạt động của các hoá chất nhằm cung cấp thông tin cho các nhà khoa học hoá tổng hợp

• Tier II: (Quantitative) Structure–Activity Relationships (Q) SAR

Xác định mối quan hệ lượng tính giữa cấu trúc và hoạt tính của chất hoá học.

COMPONENTS OF FRAMEWORKS

• Tier III: Toxicokinetics/Toxicodynamics _ Động lực học độc học/Động học độc học

Tập trung nghiên cứu vai trò của các quá trình hấp thụ, phân bố, trao đổi chất và bài tiết các chất độc

• Tier IV: BioavailabilityĐược định nghĩa là phần nồng độ sẵn

sàng cho các hoạt động sinh học trong tổng số nồng độ hoá chất hiện diện.

Nếu mức độ sẵn sàng của 1 phân tử bị giảm, lượng hoá chất cho các hoạt động này giảm theo và độ độc giảm

FRAMEWORK

AN ILLUSTRATIVE CASEETHYL LACTATE

CH3CHOHCOOC2H5

• Là kết quả nghiên cứu thành công của PTN Argonnes, USA vào năm 1998

• Là este của acid lactic• Là một dung môi có giá trị về mặt thương mại.• Ethyl Lactate là một chất lỏng trong suốt không

màu, có áp suất hơi bão hòa 1,2mmHg ở 68o F. Điểm sôi là 154oC.

Corn

Simple extraction

StarchCorn oilCorn glutenGerm mealSteep liquor

Vitamins

Paper industryAdhesivesFood additive

hydrolysisGlucose

fermentation

ethanol

Fuel/fuel additiveChemical feedstockSolvent

Ethyl lactate

Green solvent

Lactic acid

Polylactic acid

Baby food


Được coi là 1 sản phẩm của hoá học xanh vì:

TT 12 nguyên tắc của hoá học xanh

Ethyl Lactat (EL)

1 Ngăn ngừa chất thải

Hạn chế tạo ra muối thải và sản phẩm phụ không mong muốn

2 Tạo ra những hóa chất và sản phẩm an toàn hơn

EL là chất không độc




Ethyl Lactat (EL)

4 Sử dụng nguyên liệu tái sinh

Được SX từ bắp và các carbon hydrate (sản phẩm từ nông nghiệp)

5 Sử dụng chất xúc tác

Sd chất xúc tác trong quá trình tổng hợp EL trong PƯ cracking các carbonhydrate




Ethyl Lactat

7 Tối đa hóa việc kiểm soát nguyên tử

Sản phẩm là kết quả của sự tối đa hoá việc kết hợp các nguyên liệu

8 Sử dụng dung môi và điều kiện phản ứng an toàn hơn

EL thay thế cho nhiều dung môi độc hại: glycol ether, dung môi có gốc halogen…




Ethyl Lactat

9 Gia tăng hiệu suất năng lượng

SD chất xúc tác và kỹ thuật màng trích ly làm giảm 90% năng lượng cần thiết so với các PP truyền thống.




Ethyl Lactat (EL)

10 Tạo ra những hóa chất và sản phẩm có khả năng phân hủy sau khi sử dụng

EL dễ bị phân huỷ sinh học, EL có thể bị thuỷ phân thành ethylalcohol và acid lactic ( dùng trong thực phẩm)




Ethyl Lactat

12 Tối thiểu hóa khả năng gây tai nạn

Quy trình tổng hợp EL hạn chế SD Ethanol, chưng cất và lưu trữ trong hệ thống phản ứng để ngăn ngừa cháy nổ.

MỐI QUAN HỆ TRIỂN VỌNG GIỮA HOÁ HỌC XANH VÀ ĐTM

• Hoá học xanh bắt nguồn từ các hoạt động ĐTM.

• Hoá học xanh tạo ra sự thay đổi và tăng sự lựa chọn liên quan đến các lợi ích của ĐTM

• ĐTM giúp làm rõ các lợi ích về kinh tế, xã hội, môi trường trong các lựa chọn sử dụng sản phẩm sạch.

MỐI QUAN HỆ TRIỂN VỌNG GIỮA HOÁ HỌC XANH VÀ ĐTM• ĐTM được xem là một phần ưu tiên khi

thiết lập framework cho hoá học xanh trong đầu tư R&D và trong mục tiêu cải thiện các sáng kiến về hoá học xanh ở 1 công ty.

• Cả hoá học xanh và ĐTM là các quá trình nghiên cứu hợp tác và như thước đo của quá trình trong nghiên cứu bởi các cơ quan và công ty trong mối quan hệ của CN hoá học với môi trường

HÓA HỌC XANH GREEN CHEMISTRY

Documents

Transcript of HÓA HỌC XANH GREEN CHEMISTRY