可持续发展中化学所扮演的角色:化学与可持续发展
时间：2019-01-21 03:35:50 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
可持续发展是指既满足当代人的需求,又不对后代人满足其需求的能力构成危害的发展。换句话说,就是指社会、经济、资源和环境保护协调发展,它们是一个密不可分的系统,既要达到发展经济的目的,又要保护好人类赖以生存的大气、淡水、海洋、土地和森林等自然资源和环境,使子孙后代能够永续发展和安居乐业。
一、化学与资源开发
1.太阳能的开发
染料敏化太阳能电池具有类似三明治的结构,将纳米二氧化钛烧结在导电玻璃上,再将光敏染料镶嵌在多孔纳米二氧化钛表面形成工作电极,在工作电极和对电极(通常为承载了催化量铂或者碳的导电玻璃)之间是含有氧化还原物质对(常用I2和I-)的液体电解质,它浸入纳米二氧化钛的孔穴与光敏染料接触。在入射光的照射下,镶嵌在纳米二氧化钛表面的光敏染料吸收光子,跃迁到激发态,然后向二氧化钛注入电子,染料成为氧化态的正离子,电子通过外电路形成电流到对电极,染料正离子接受电解质溶液中还原剂的电子,还原为最初染料,而电解质中的氧化剂扩散到对电极得到电子而使还原剂得到再生,从而形成一个完整的循环,在整个过程中,表观上化学物质没有发生变化,而光能转化成了电能。
2.氢能源的开发
氢能的利用,主要包括两个方面:一是制氢工艺,二是储氢方法。氢的来源非常丰富,若能从水中制取氢,则可谓取之不尽、用之不竭。以水为原料制取氢气的设想比较可行的主要有两种:一是将太阳能聚焦产生高温使水分解;二是寻找特殊化学物质,用于开发廉价能源,以分解水制取氢气。而在氢气的储存方面,可以利用储氢合金来储存氢气。目前研究发展中的储氢合金,主要有钛系储氢合金、锆系储氢合金、铁系储氢合金及稀土系储氢合金。也可以用复合氢化物如铝氢化物和硼氢化物储氢。
二、化学与环境保护
1.水污染治理
水是生命之源,人类的生存和发展离不开水,而当今世界水资源匮乏且污染严重,处理水污染的方法有很多,如物理法、生物法和化学法。其中化学方法处理污水主要有以下三种:(1)混凝法――用混凝剂除去水中的悬浮颗粒物;(2)中和法――利用酸碱中和反应处理酸性或碱性废水;(3)沉淀法――使用沉淀剂将重金属离子转变成沉淀。在实际处理污水的过程中,往往是多种方法同时使用。
2.大气污染防治
常见的大气污染主要有温室效应、酸雨和臭氧层空洞。温室效应主要是由于化石燃料燃烧产生的二氧化碳引起的,防治的根本措施是寻找新能源代替化石燃料。酸雨的罪魁祸首是硫和氮的氧化物,因此,防治酸雨最根本的措施是减少人为硫氧化物和氮氧化物的排放。实现这一目标有两个途径:一是调整以矿物燃料为主的能源结构,增加无污染或少污染的能源比例,发展太阳能、核能、水能、风能、地热能等不产生酸雨污染的能源。二是加强技术研究,减少废气排放,积极开发利用煤炭的新技术,推广煤炭的净化技术、转化技术,改进燃煤技术,改进污染物控制技术,采取烟气脱硫、脱氮技术等重大措施。
综上所述,在实现可持续发展的过程中,化学所起到的作用是不容忽视的。为了实现资源利用最大化以及杜绝污染的产生,科学家提出了绿色化学的理念。绿色化学即是用化学的技术和方法去减少或消灭那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂和试剂、产物、副产物等的使用和产生。不仅充分利用资源,而且不产生污染;并采用无毒无害的溶剂、助剂和催化剂,生产有利于环境保护,社群安全和人身健康的环境友好产品。绿色化学的理想是不再使用有毒、有害的物质,不再产生废物,把污染治理转变为污染预防。因此它对可持续发展和人类的未来生活都有着十分重要的意义。
