綠色化工技術在精細化工中的應用研究

王濤

摘 要：隨著我國綜合國力的不斷提升，當前已經進入高質量發展時期，綠色、環保重視程度不斷提升?；どa作為重要產業，在以往的化學產品生產中生成大量的廢氣、廢氣、廢棄物，對周圍的生態環境造成嚴重的污染。當前化工生產逐漸向精細化工方向發展，為減少污染物排放需要在精細化工生產中積極應用綠色化工技術，積極應用環保材料和新設備，在減少污染的同時實現企業綜合效益提升。

關鍵詞：精細化工;綠色化工;應用

本文以精細化工生產中綠色化工技術的應用為主題展開討論，首先對精細化工和綠色化工進行簡要概述，然后分析綠色精細化工發展重要性，最后從納米技術、微化工技術、綠色分離技術、生物化工技術、分子設計技術五方面分析綠色精細化工技術應用。

1綠色精細化工相關概述

精細化工屬于現階段化工工業新型產業，為新材料重要的組成部分。其產品種類繁多，具有高附加值、用途廣等特點，為國民經濟諸多行業、高新技術提供直接服務。加強精細化工發展進步已經成為各個國家對化工產業結構調整，拓展經濟效益重點戰略。精細化工設計食品/飼料添加劑、試劑、催化劑、磁性材料、感光材料、粘結劑、造紙助劑、活性家、涂料、有機顏料、農藥、醫藥等諸多行業。綠色化工生產中借助環保技術，減少污染物排放，實現綠色環保。在化工生產中將綠色化工技術有效應用，實現精細化化工生產，實現資源使用效率提升，將現代化工和綠色技術融合應用，改善化工技術，實現化工企業經濟性效益、社會效益共同提升。首先，綠色化工技術在化工生產中把廢料排放降至最低，減少對環境的污染。借助綠色化工技術使精細化工相關機械設備高效、綠色生產，實現化工原料的充分利用，節約生產成本，極大程度降低化工生產中所產生的污染。其次，綠色化工能夠實現原料、能源充分利用，滿足持續發展相關需求，化工生產中，將生態保護、員工身體健康作為重要指標，實現綠色生產[1]。最后，為實現“零排放、零污染”目標，化工企業對使用化工設備、設施均應使用無毒、無公害材料。也可應用綠色技術加工化工原料。例如，超臨界流體技術、膜分離技術。

2綠色化工技術在精細化工中的應用

2.1納米技術

因為納米材料具備表面、小尺寸、量子尺寸等效應特性，因此相比于普通微粒，納米微粒穩定性、燒結性能、擴散性能、光、熱磁、敏感特性、力學性能更加具有優勢，因此，納米材料在精細化工中的應用極為廣泛。主要表現在以下幾方面：

密封膠與粘合劑：西方部分國家已經將納米二氧化硅做添加劑摻加至密封膠、粘合劑內，有效提升密封膠、粘結劑的密封性能。作用原理為納米二氧化硅表面包裹著有機材料，具備親水性，將該材料添加至密封膠中形成硅石結構，形成納米二氧化硅網絡結構，對膠體的流動加以限制，提升固化速度，增強粘結效果，因為顆粒的尺寸比較小，因此提升膠體密封性。

貯氫材料：Mg2Ni與TeTi屬于貯氫材料重要的候選合金，此類型合金吸氫極慢，需要進行活化處理，需反復進行脫氫-吸氫過程[2]。部分學者曾使用球磨Ni和Mg粉末形成Mg2Ni，晶粒尺寸約為20nm至30nm，相比于普通類型的多晶材料，該合金的吸氫能力更強。普通類型的Mg2Ni僅能夠在高溫環境中吸氫，而在低壓環境中為實現吸氫需消耗大量時間，并確保高氫壓力。而納米Mg2Ni在溫度達200℃的環境中便能夠吸氫，不需要進行活化處理。溫度達到300℃完成一次氫化循環，氫含量約3.4%，后續循環中，相比于普通材料，Mg2Ni吸氫速度更快，約為4倍。TeTi吸氫性能更強，普通TeTi活化過程為：真空環境中加熱至400℃至450℃，之后在7Pa的氫氣環境中退火，待冷卻至室溫暴露在35Pa至65Pa氫氣中，需要反復激動，而納米TeTi僅需要在400℃的真空環境內退火30min，便能夠完成吸氫循環。

催化劑：催化材料內，反應活性位置可為表面團簇原子，也可為吸附于表面其他物質。位置和表明結構、晶體邊角、晶格缺陷存在密切關系。因為納米材料能夠提供大量的活性位置，所以適宜作為催化材料。在化工生產中，把納米微粒作為催化劑，例如高鉻酸銨粉、超細硼粉可作炸藥催化劑，碳化鎢粉、超細鉑粉可作氫化催化劑，銅和其合金所制納米粉作為催化劑，具有強選擇性、高效率優點，適用于氫合成甲醇、二氧化碳化學反應催化劑，鎳粉催化效果較強，可用于尾氣處理和有機物的氫化反應。

2.2微化工技術

以往化學生產工藝和相關設備屬于微化工發展開端，相比于傳統化學生產工藝和設備，微化工主要借助微通道反應器進行化學生產加工，具備持液量少、傳熱性能強等優勢。對微化工工藝進行研發時，相關學者將微反應器視作工作重點與核心內容。其主要是借助精密儀器和微加工工藝制作參與化學反應的三維結構相關原件。并且微反應器內能夠進行換熱、分離、混合、分析等，對催化劑有效篩選，并順應化工生產時代需求，對篩選效率不斷優化提升[3]。近些年來微反應器逐漸應用至化工生產中，提高反應效率，有助于對整體工藝加以優化，促進化工產業逐漸向現代化方向發展。現階段，我國對微化工工藝應用重視程度不斷提升，在長期發展中企業經營利潤、社會效率逐漸提升。

2.3生物化工技術

該技術的應用包括遺傳工程、細胞工程、酶工程。屬于復雜繁瑣但具有十分重要的現實意義的科學技術。生物化工技術與催化技術為兩大重點[4]。首先，化工生產技術，該技術對傳統化學化工生產模式加以創新改革，開辟生產新思路、新模式。例如，甘油發酵能夠替代化解、提純法，減少用于化工原料購進所投入的資金費用，并提升甘油產量。甘油發酵工藝對設備要求較低，原料來源廣泛，價格低，具有巨大的發展空間。另外，化工催化技術。在化學化工產品生產時需催化劑進行催化，而化工催化工藝便是使用各種酶替代無機物。包括動物、植物、微生物。其中微生物屬于主要酶來源，成本低，并能夠有效減少化工生產中所生成的有害物質。但是酶作為催化劑穩定性較差、難以回收和提純。因此可將孔隙材料作載體，例如纖維素、瓊脂等，借助生物結合、物理吸附等方式將酶聚合在一起。

3 總結

綜上所述，為實現我國人與自然和諧發展和生態環境可持續發展戰略，需要在精細化工生產中加強對綠色化工技術的應用。借助新技術、新設備、環保材料對化工生產過程加以優化，使用新材料替換傳統化工原料，減少有害物質的排放，實現綠色化工生產。隨著時代的進步發展，需要相關研究人員繼續創新優化化工技術，實現綠色化工技術和精細化工的有效結合，實現其價值充分發揮。

參考文獻：

[1]楊賀勤， 劉志成， 謝在庫. 綠色化工技術研究新進展[J]. 化工進展， 2016（06）：1575-1586.

[2]劉圣杰， 陳潔， 熊宇杰，等. 面向精細化工綠色過程的納米界面化學研究[J]. 中國基礎科學， 2019（004）：43-52.

[3]辛靖， 朱元寶， 胡淼，等. 微化工技術的研究與應用進展[J]. 石油化工高等學校學報， 2020（05）：8-13.

[4]翟小語. 現代生物化工中酶工程技術研究與應用[J]. 電子測試， 2016（008）：141，109.