افراکم
امروز دوشنبه 20 اردیبهشت 1400 ساعت 01:5
محاسبه گر محلول ها

شیمی سبز چیست؟

شیمی پایدار و سبز به عبارتی بسیار ساده تنها طرز تفکر متفاوتی در مورد چگونگی انجام واکنش های شیمی و مهندسی شیمی است. در طول سال‌ها اصول مختلفی ارائه شده است که می‌تواند هنگام فکرکردن در مورد طراحی، توسعه و اجرای محصولات و فرآیندهای شیمیایی مورد استفاده قرار گیرد.

50 بازدید / چهارشنبه 25 فروردین 1400 / دسته بندی : مقالات

شیمی سبز (Green Chemistry) چیست؟

شیمی سبز (Green Chemistry)، که شیمی پایدار نیز نامیده می‌شود، فلسفه تحقیقاتی شیمی و مهندسی شیمی است که هدف آن طراحی محصولات و فرایندهایی می‌باشد که با محیط زیست سازگار بوده و خطرات ناشی از مواد شیمیایی به حداقل برسد. در حالی که شیمی محیط زیست، شیمی محیط زیست طبیعی است و از مواد شیمیایی آلاینده در طبیعت بحث می‌کند، شیمی سبز به دنبال کاهش و جلوگیری از آلودگی در محیط زیست می‌باشد. شرکت افراکم همواره کوشیده است با تکیه بر علم روز شیمی و در نظر گرفتن اصول شیمی سبز اقدام به تامین و واردات مواد اولیه شیمیایی و حلال‌های سبز نموده است.
شیمی پایدار و سبز به عبارتی بسیار ساده تنها طرز تفکر متفاوتی در مورد چگونگی انجام واکنش های شیمی و مهندسی شیمی است. در طول سال‌ها اصول مختلفی ارائه شده است که می‌تواند هنگام فکرکردن در مورد طراحی، توسعه و اجرای محصولات و فرآیندهای شیمیایی مورد استفاده قرار گیرد. این اصول دانشمندان و مهندسان را قادر می سازد تا با یافتن راه‌های خلاقانه و ابتکاری برای کاهش اتلاف مواد، صرفه جویی در مصرف انرژی و کشف مواد جایگزین برای مواد خطرناک، از اقتصاد، مردم و کره زمین محافظت کرده و از آن سود ببرند.

اصول شیمی سبز چیست؟

دوازده اصل کلیدی شیمی سبز
دوازده اصولی که پاول آناستاز و جان وارنر شیمی دانان آمریکایی در سال 1998 برای پایه گذاری شیمی سبز مطرح کردند، در زیر ذکر شده است.
1. جلوگیری از تولید زباله: جلوگیری از تشکیل مواد زائد همیشه پس از تولید زباله نسبت به پاکسازی پساب ترجیح داده می‌شود.
2. اقتصاد اتمی: فرایندها و روش‌های مصنوعی که از طریق شیمی سبز امکان پذیر هستند، همیشه باید سعی شود مصرف و ترکیب تمام مواد اولیه را در محصول نهایی به حداکثر برسانند. این امر باید به شدت دنبال شود تا ضایعات تولید شده در هر فرآیند به حداقل برسد.
3. اجتناب از تولید مواد شیمیایی خطرناک: برای جلوگیری از تولید چنین موادی، واکنش‌ها و فرآیندهایی که شامل سنتز برخی مواد سمی هستند که برای سلامتی انسان خطراتی ایجاد می کنند، باید بهینه شوند.
4. طراحی مواد شیمیایی ایمن: در حین طراحی محصولات شیمیایی که عملکرد خاصی را به دست می‌آورند، باید مراقبت شود که ماده شیمیایی تا حد ممکن برای انسان و محیط زیست سمی نباشد.
5. طراحی کمکی ها و حلال‌های ایمن: استفاده کمک فرآیندها باید به حداقل برسد. حتی در شرایطی که کاملاً باید به کار گرفته شوند، باید بهینه سازی شوند تا آنجا که ممکن است خطرناک نباشند.
6. بازده انرژی: میزان انرژی مصرفی فرآیند باید تا جای ممکن به حداقل برسد.
7. تلفیق مواد اولیه تجدید پذیر: استفاده از مواد اولیه تجدید پذیر باید بر استفاده از مواد تجدید ناپذیر ترجیح داده شود.
8. کاهش تولید مشتقات: استفاده غیرضروری از مشتقات باید به حداقل برسد زیرا تمایل این دسته از مواد آنها به مصرف معرف‌های اضافی و مواد شیمیایی است که منجر به تولید پسماندهای اضافی می‌شود.
9. استفاده از کاتالیزور: برای کاهش انرژی فعال‌سازی واکنش‌های شیمیایی در فرآیند، استفاده از کاتالیزورهای شیمیایی و معرف‌های کاتالیزوری باید مورد حمایت قرار گیرد.
10. طراحی مواد شیمیایی برای تجزیه: هنگام طراحی یک محصول شیمیایی به منظور عملکرد خاص، باید در طی مراحل طراحی دقت شود که ماده شیمیایی آلاینده‌های محیطی نیستند. این کار را می‌توان با اطمینان از تجزیه مواد شیمیایی به مواد غیر سمی انجام داد.
11. ترکیب، تجزیه در زمان واقعی: فرآیندها و روش‌های تجزیه‌ای باید تا حدی توسعه یافته باشند تا بتوانند داده‌های زمان واقعی را برای نظارت خود ارائه دهند. این روش می‌تواند مواد درگیر در واکنش را قادر به متوقف کردن یا کنترل فرآیند قبل از تشکیل مواد سمی و خطرناک کند.
12. کاربری شیمی ایمن برای پیشگیری از حوادث: حین طراحی فرآیندهای شیمیایی، اطمینان از ایمن بودن موادی که در فرآیندها استفاده می‌شود، مهم است. این قضیه می‌تواند از بروز حوادث خاص در محل کار مانند انفجار و آتش سوزی جلوگیری کند. علاوه بر این، می‌تواند به ایجاد یک محیط امن‌تر برای فرآیندها کمک کند.

استفاده از حلال‌های سبز

بسیاری از واکنش‌های سنتز شیمیایی که در مقیاس صنعتی انجام می‌شود، به مقادیر زیادی حلال شیمیایی نیاز دارند. علاوه بر این، این حلال‌ها برای اهداف چربی زدایی و تمیز کردن به صورت صنعتی استفاده می‌شوند. با این حال، بسیاری از حلال‌های سنتی که در گذشته برای چنین اهدافی مورد استفاده قرار می گرفتند، برای انسان سمی شناخته شده اند. از جمله این حلال‌های پر مصرف كلر، بنزن و فنول می‌باشد.
پیشرفت شیمی سبز گزینه‌های زیادی را برای این حلال های سمی ارائه داده است. حلال های سبز که به عنوان گزینه‌های جدید در دسترس شناخته شده هستند، از منابع تجدید پذیر گرفته می‌شوند و همچنین قابل تجزیه زیستی هستند. بنابراین، شیمی سبز با ایجاد گزینه های امن تر، پتانسیل زیادی در کاهش سمیت برخی از محیط‌های صنعتی دارد.
 

اهداف شیمی سبز چیست؟

توسعه تکنیک‌های تخصصی مصنوعی
توسعه تکنیک‌های مصنوعی تخصصی می‌تواند فرایندها را بهینه سازد تا با رعایت اصول شیمی سبز، آنها را با محیط زیست سازگارتر سازد. یک مثال مهم از چنین تکنیک مصنوعی پیشرفته، توسعه واکنش متافز اولفین در زمینه شیمی آلی است. این واکنش، ایجاد شده توسط رابرت گرابز، ریچارد شروک و ایو شووین، جایزه نوبل شیمی را در سال 2005 به‌دست آورد.
سایر پیشرفت های قابل توجهی که با پیشرفت در شیمی سبز به وجود آمده است:
- استفاده از دی اکسید کربن فوق بحرانی به عنوان یک حلال سبز (به عنوان جایگزینی برای سایر حلال های سمی).
- ترکیب استفاده از هیدروژن در واکنش‌های سنتز (Enantioselective که به عنوان سنتز نامتقارن شناخته می‌شود).
- ترکیب محلول‌های آبی پراکسید هیدروژن (یک ترکیب شیمیایی با فرمول  H2O2 برای ایجاد واکنش‌های اکسیداسیون نسبتاً تمیز).
از دیگر کاربردهای قابل توجه شیمی سبز می‌توان به اکسیداسیون فوق بحرانی آب(Super Critical Water Oxidation)  که به اختصار SCWO گفته می‌شود، واکنش‌های محیط خشک (که به آن واکنش های حالت جامد و واکنش های کم‌حلال نیز گفته می‌شود) و واکنش های آب اشاره کرد.

نتیجه گیری

در پایان توجه به این نکته مهم است که دامنه اصول شیمی سبز و مهندسی فراتر از نگرانی در مورد خطرات ناشی از سمیت شیمیایی است و شامل صرفه جویی در انرژی، کاهش ضایعات و ملاحظات چرخه زندگی مانند استفاده از مواد اولیه پایدار یا تجدیدپذیر و طراحی برای حذف یا دفع نهایی محصول می‌باشد. شرکت افراکم همواره کوشیده است در زمینه تامین مواد شیمیایی و حلال های سبز و در نظر گرفتن اصول شیمی سبز فعالیت نماید. شیمی سبز را می توان با استفاده از معیارها نیز تعریف کرد. در حالی که مجموعه واحدی از معیارها ایجاد نشده است، روش‌های زیادی برای تعیین کمیت فرآیندها و محصولات سبزتر ارائه شده است. این معیارها شامل معیارهای مربوط به جرم، انرژی، کاهش یا حذف مواد خطرناک و اثرات زیست محیطی چرخه زندگی است.