Grøn kemi er en videnskabelig retning inden for kemi, som omfatter enhver forbedring af kemiske processer, der påvirker miljøet positivt. Som en videnskabelig retning opstod det i 90'erne af det XX århundrede.
Nye skemaer for kemiske reaktioner og processer, der er ved at blive udviklet i mange laboratorier rundt om i verden, er designet til radikalt at reducere miljøpåvirkningen fra storstilet kemisk produktion. Kemiske risici, der uundgåeligt opstår ved brug af aggressive medier, forsøges traditionelt at reducere af producenterne ved at begrænse arbejdernes kontakt med disse stoffer.
Samtidig foreslår Grøn Kemi en anden strategi - et gennemtænkt udvalg af udgangsmaterialer og processkemaer, som generelt udelukker brugen af skadelige stoffer. Grøn kemi er således en slags kunst, der gør det muligt ikke kun at opnå det ønskede stof, men at opnå det på en måde, der ideelt set ikke skader miljøet på alle stadier af dets produktion.
Konsekvent brug af principperne for Grøn Kemi fører til lavere produktionsomkostninger, om ikke andet fordi det ikke kræver indførelse af stadier af destruktion og forarbejdning af skadelige biprodukter, brugte opløsningsmidler og andet affald – fordi de simpelthen ikke dannes. At reducere antallet af etaper fører til energibesparelser, og det har også en positiv effekt på den miljømæssige og økonomiske vurdering af produktionen.
I øjeblikket har Grøn Kemi som en ny videnskabelig retning et stort antal tilhængere.
Mens miljøkemi studerer kilderne, distributionen, persistensen og virkningen af kemiske forurenende stoffer; Environmental Chemistry leverer kemiske løsninger til at komme af med forurenende stoffer. I dette tilfælde er der følgende mulige måder til kemiske opløsninger:
De to første retninger er inkluderet i forskningsområdet for miljøkemi ; den sidste retning er det område, som Grøn Kemi beskæftiger sig med .
I 1998 formulerede P. T. Anastas og J. S. Warner i deres bog "Green Chemistry: Theory and Practice" [1] tolv principper for "Green Chemistry", som skulle vejlede forskere, der arbejder inden for dette felt:
De veje, langs hvilke grøn kemi udvikler sig, kan grupperes i følgende områder:
I 2005 identificerede R. Noyori tre nøgleområder for udviklingen af grøn kemi : brugen af superkritisk CO 2 som opløsningsmiddel, en vandig opløsning af hydrogenperoxid som oxidationsmiddel og brugen af brint i asymmetrisk syntese . [2]
Det mest almindelige er brugen af en katalysator , som sænker reaktionens energibarriere. Nogle af de nyeste katalytiske processer har meget høj atomær effektivitet. Så for eksempel forløber processen med syntese af eddikesyre fra methanol og CO på en rhodiumkatalysator , udviklet af Monsanto , med 100% udbytte:
CH 3 OH + CO => CH 3 COOH
En anden retning er brugen af lokale energikilder til aktivering af molekyler ( fotokemi , mikrobølgestråling), som gør det muligt at reducere energiomkostningerne.
Der sættes stort håb om brugen af superkritiske væsker (hovedsageligt kuldioxid og vand , i mindre grad - ammoniak , ethan , propan osv.)
Superkritisk CO 2 er allerede meget brugt som et ufarligt, miljøvenligt opløsningsmiddel - for eksempel til at udvinde koffein fra kaffebønner, æteriske olier fra planter og som opløsningsmiddel til nogle kemiske reaktioner.
Andre eksempler er oxidationsreaktioner, der finder sted i superkritisk vand ( en:Supercritical water oxidation ), reaktioner, der finder sted i en vandig emulsion ( en: On water reaktion ), samt reaktioner uden opløsningsmidler (herunder faststofreaktioner ).
En anden lovende retning er brugen af ioniske væsker . De er smeltede salte ved lave temperaturer. Dette er en ny klasse af opløsningsmidler, der ikke har et damptryk og derfor ikke fordamper eller er brandfarlige. De har en meget god evne til at opløse en lang række stoffer, herunder biopolymerer. Deres mulige antal er ikke begrænset, og de kan fås med alle foruddefinerede egenskaber. Derudover kan de fås fra vedvarende kilder, være ugiftige og ikke-farlige for miljøet og mennesker.
En anden vej, der fører til målene om "grøn kemi" er den udbredte brug af biomasse i stedet for olie, hvorfra kemiske virksomheder nu skaber en lang række stoffer - strukturelle materialer, kemikalier, medicin, parfumer og meget, meget mere.
Siden 70'erne af det XX århundrede er der bygget mange anlæg i Brasilien, EU, Kina, USA og andre lande, som i dag producerer omkring 75 milliarder liter eller ca. 60 millioner tons brændselsalkohol (data fra 2009), opnået ved bioteknologiske midler fra sukkerrør, majs, roer, melasse og andre kilder. Produktionen af fedtsyreestere ("biodiesel") og for nyligt celluloseholdig ethanol vokser også hurtigt (se også Bioethanol , Biobrændstoffer ).
Der findes flere kraftfulde anlæg til fremstilling af mælkesyre fra glukose opnået fra melasse og celluloseaffald. Produktiviteten af en sådan virksomhed er tæt på teoretisk: et kilogram mælkesyre fremstilles af et kilogram glucose. Den resulterende billige mælkesyre og dens anhydrid (lactid) bruges yderligere til fremstilling af en bionedbrydelig polymer - polylactid .
Målene for grøn kemi omfatter også udviklingen af måder at effektivt bruge råmaterialer som lignin , som endnu ikke har fundet bred anvendelse.
Bioteknologi (bioengineering) ses også som en lovende teknik til at nå målene for Grøn Kemi. En række industrielt vigtige kemiske forbindelser kan syntetiseres (og er allerede ved at blive syntetiseret) i høje udbytter ved hjælp af biologiske midler (for det meste transgene ) - mikroorganismer, planter, svampe, dyr.
GreenChemistry.ru — Green Chemistry Scientific and Educational Center "Kemi for bæredygtig udvikling"