A zöld kémia a kémia tudományos iránya , amely magában foglalja a kémiai folyamatok minden olyan fejlesztését, amely pozitívan befolyásolja a környezetet. Tudományos irányzatként a XX. század 90-es éveiben jelent meg.
A világ számos laboratóriumában kidolgozott új kémiai reakció- és folyamatsémák célja a nagyüzemi vegyszergyártás környezeti hatásainak radikális csökkentése. Az agresszív közegek használatakor elkerülhetetlenül felmerülő kémiai kockázatokat a gyártók hagyományosan úgy próbálják csökkenteni, hogy korlátozzák a munkavállalók érintkezését ezekkel az anyagokkal.
Ugyanakkor a Green Chemistry egy másik stratégiát javasol - a kiindulási anyagok és a folyamatsémák átgondolt kiválasztását, amely általában kizárja a káros anyagok használatát. A Green Chemistry tehát egy olyan művészet, amely nemcsak a kívánt anyag beszerzését teszi lehetővé, hanem olyan módon történő beszerzését, amely ideális esetben nem károsítja a környezetet a gyártás minden szakaszában.
A Green Chemistry alapelveinek következetes alkalmazása alacsonyabb termelési költségeket eredményez, már csak azért is, mert nem szükséges a káros melléktermékek, használt oldószerek és egyéb hulladékok megsemmisítésének és feldolgozásának szakaszai bevezetése - mert egyszerűen nem képződnek. A fokozatok számának csökkentése energiamegtakarítást eredményez, és ez a termelés környezeti és gazdasági értékelésére is pozitív hatással van.
Jelenleg a Green Chemistry -nek, mint új tudományos irányzatnak számos támogatója van.
Míg az Environmental Chemistry a kémiai szennyező anyagok forrásait, eloszlását, perzisztenciáját és hatását vizsgálja; Az Environmental Chemistry kémiai megoldásokat kínál a szennyeződések eltávolítására. Ebben az esetben a következő lehetséges módjai vannak a kémiai megoldásoknak:
Az első két irány a Környezetkémia kutatási területe ; az utolsó irány az a terület, amellyel a Green Chemistry foglalkozik .
1998- ban P. T. Anastas és J. S. Warner a "Green Chemistry: Theory and Practice" [1] című könyvében a "zöld kémia" tizenkét alapelvét fogalmazta meg, amelyeknek az ezen a területen dolgozó kutatókat kell irányítaniuk:
A zöld kémia fejlődési utak a következő területekre csoportosíthatók:
2005 -ben R. Noyori három kulcsfontosságú területet azonosított a Green Chemistry fejlesztéséhez : a szuperkritikus CO 2 oldószerként való felhasználását, a hidrogén-peroxid vizes oldatát oxidálószerként, valamint a hidrogén felhasználását az aszimmetrikus szintézisben . [2]
A legelterjedtebb a katalizátor használata , amely csökkenti a reakció energiagátját. A legújabb katalitikus eljárások némelyike nagyon magas atomhatékonysággal rendelkezik. Így például a Monsanto által kifejlesztett ecetsav metanolból és CO - ból ródiumkatalizátoron történő szintézise 100%-os kitermeléssel megy végbe:
CH 3 OH + CO => CH 3 COOH
Egy másik irány a lokális energiaforrások alkalmazása a molekulák aktiválására ( fotokémia , mikrohullámú sugárzás), amelyek lehetővé teszik az energiaköltségek csökkentését.
Nagy reményeket fűznek a szuperkritikus folyadékok (főleg szén-dioxid és víz , kisebb mértékben - ammónia , etán , propán stb.) használatához.
A szuperkritikus CO 2 -t már széles körben használják ártalmatlan, környezetbarát oldószerként – például kávébabból koffeint, növényekből illóolajokat, illetve egyes kémiai reakciók oldószereként.
További példák a szuperkritikus vízben végbemenő oxidációs reakciók ( en:Supercritical water oxidation ), a vizes emulzióban végbemenő reakciók (en:On water response ), valamint az oldószerek nélküli reakciók (beleértve a szilárd halmazállapotú reakciókat is ).
Egy másik ígéretes irány az ionos folyadékok alkalmazása . Alacsony hőmérsékleten megolvadt sók. Ez az oldószerek új osztálya, amelynek nincs gőznyomása, ezért nem párolog el vagy gyúlékony. Nagyon jó képességgel rendelkeznek sokféle anyag feloldására, beleértve a biopolimereket is. Lehetséges számuk nincs korlátozva, bármilyen előre meghatározott tulajdonsággal beszerezhetők. Ezenkívül megújuló forrásokból nyerhetők, nem mérgezőek és nem veszélyesek a környezetre és az emberre.
A „zöld kémia” céljaihoz vezető másik út az olaj helyett a biomassza széles körben elterjedt alkalmazása, amelyből a vegyipari vállalkozások ma már sokféle anyagot – szerkezeti anyagokat, vegyi anyagokat, gyógyszereket, parfümöket és még sok mást – állítanak elő.
A XX. század 70-es évei óta számos üzem épült Brazíliában, az EU-ban, Kínában, az USA-ban és más országokban, amelyek ma mintegy 75 milliárd litert vagy kb. 60 millió tonna üzemanyag-alkohol (2009-es adatok), biotechnológiai úton cukornádból, kukoricából, répából, melaszból és egyéb forrásokból nyert. A zsírsav-észterek ("biodízel") és újabban a cellulóztartalmú etanol gyártása is gyorsan növekszik (lásd még Bioetanol , Biofuels ).
Számos nagy teljesítményű üzem létezik melaszból és cellulózhulladékból nyert glükózból tejsav előállítására . Egy ilyen vállalkozás termelékenysége közel áll az elméletihez: egy kilogramm glükózból egy kilogramm tejsavat állítanak elő. Az így kapott olcsó tejsavat és anhidridjét (laktid) tovább használják biológiailag lebomló polimer - polilaktid - előállítására .
A zöld kémia céljai közé tartozik az olyan nyersanyagok, mint a lignin hatékony felhasználásának módjainak kidolgozása is , amely még nem talált széles körű alkalmazásra.
A biotechnológiát (biomérnököt) is ígéretes technikának tekintik a Green Chemistry céljainak eléréséhez. Számos iparilag fontos kémiai vegyület szintetizálható (és szintetizálódik is) nagy hozammal biológiai ágensek (többnyire transzgenikus ) felhasználásával - mikroorganizmusok, növények, gombák, állatok.
GreenChemistry.ru — Green Chemistry Tudományos és Oktatási Központ "Kémia a fenntartható fejlődésért"