绿色溶剂和绿色实验技术

绿色溶剂和绿色实验技术
——化学工业的清洁方法
摘要：为了改善传统化学工业给环境带来的高消耗、高污染的难题，绿色化学应运而生。

经过几十年的发展，绿色化学已经应运到日常化学工业生产中。

本文介绍了绿色化学、绿色溶剂、绿色实验技术。

在绿色溶剂中，介绍了近几年的研究成果，水、超临界流体、离子溶剂及其在近几年在化学工业中的应用，介绍了绿色化学反应Diels-Alder反应、Friedel-Crafts反应。

在绿色实验技术中介绍了在教学和化工中的绿色实验技术。

关键词：绿色化学绿色溶剂实验技术绿色反应
前言：第4届绿色化学工程会议是由美国EPA环境保护署发起由美国ASC化学学会和美国NSF国家自然科学基金委组织的一次国际性会议，有十多个国家的300多名代表参加了会议。

大会的宗旨是”全世界的绿色化学”研究者团结起来, 为消除工业污染, 保护生态环境而奋斗。

”绿色化学”已成为全球共同关心的问题，它涉及到世界能源资源利用和环境保护等问题，注重人与自然和谐发展关系到人类子孙后代继续生存的问题具有深远的战略意义。

正文
1 绿色化学
1.1 绿色化学的产生
人类的生存和发展是利用和消耗自然资源的过程。

这个过程科学基础就是化学，在这个过程中人类中得到很大利益，同时也给我们赖以生存的这个地球带来了无数的伤害。

近20年来随着全球性环境污染的加剧、能源的缺乏、以及社会公众的环保意识的加强，人们开始对化学和化学工业提出质疑，21世纪，各国将不得不正视和处理这些负面后果。

1990年，美国国会通过《污染预防法案》明确地提出了“预防污染”这一概念，这个法案推动了化学界为污染预防、保护环境作出努力。

1995 年，美国设立“绿色化学总统奖”，并设专门机构推动其发展。

[1]在以上因素的推动下，使得“绿色化学”这个名称广泛传播。

绿色化学又称“环境无害化学”、“环境友好化学”、“清洁化学”，是人类和自然界动植物和谐相处的化学。

它的目标是研究和寻找能充分利用的无毒害原材料，最大限度地节约能源，在化学工业中的各环节都实现净化和无污染的反应途径。

1.2 绿色化学的的特点
“绿色化学”的目标要求任何一个化学的活动，包括使用的化学原料、化学和化工过程,以及最终产品,对人类的健康和环境都应该是友好的。

绿色化学具有“原子经济性”“‘洁净’的反应介
质”“ 五个‘R’”的特性。

1.2.1 原子经济性
原子经济性是绿色化学的核心内容，美国Standford 著名化学家Trost B M 在1991 年提出的[2]，在合成设计中, 如何经济地利用原子, 避免用保护基团及离去基团。

它最大限度地利用了原料；最大限度地减少了废物的排放物。

1.2.2 “洁净”的反应介质
目前在化工生产和化学研究中大量使用的有机溶剂存在有毒、易挥发、易燃易爆等诸多缺点。

随着绿色化学成为化工生产可持续发展的方向, 无毒无污染的合成技术的研究和发展成为绿色化学的重要研究内容。

环境友好的“洁净”的反应介质是绿色化学研究的重要内容。

[3]
1.2.3 五个“R”
一是Reduction——“减量”，即减少“三废”排放；二是Reuse——“重复使用”，诸如化学工业过程中的催化剂、载体等；三是Recyc ling——“回收”，可以有效实现“省资源、少污染、减成本“的要求；四是Regeneration——“再生”，即变废为宝，节省资源、能源，减少污染的有效途径；五是Rejection——“拒用”，指对一些无法替代，又无法回收，有毒副作用及污染作用明显的原料，拒绝在化学过程中使用。

[3]
1.3 绿色化学对环境污染的影响
在以上三个主要特性中，原子经济性是绿色化学的核心内容，对环境保护，污染治理起到了很大的作用。

绿色化学是对传统化学思维方式的更新和发展，是从源头上消除污染，它能够合理利用资源和能源，降低生产成本，符合经济可持续发展的要求。

然而，必须指出的是, 绿色化学与环境治理是完全不同的概念。

环境治理是对被污染的环境进行治理，使之恢复到之前的面目；而绿色化学则是从源头上阻止污染物的生成，即所谓污染预防。

因此，只有通过绿色化学的途径，从科学研究出发，发展环境友好化学、化工技术，才能解决环境污染与经济可持续发展的矛盾。

[4]
2 绿色溶剂
人类为适应社会和工业生产的需要，在化学领域取得了十分辉煌的进步，创造了巨大的业绩，但由于受传统发展观念的影响，一些化工企业向环境排放了大量的污染物，某些化学品被不加节制地滥用给整个生态环境造成了非常严重的影响。

如在涂料、胶粘剂、油漆、橡胶、化纤、医药及油脂等加工使用过程中需要使用大量的有机溶剂此外在机械、电子和文具等精密仪器的清洗乃至于服务业如服装干洗过程中都要用到大量的各种溶剂、使用量最大、最常见的溶剂主要有石油醚、苯类芳香烃、醇、酮和卤代烃等。

目前，这些有机溶剂绝大多数都是易挥发、有毒和有害的。

随着人们对环境的重视，寻找一种能够替代这类有机溶剂。

一种没有或尽可能少的环境副作用的新型绿色溶剂，而绿色化学针对污染物的来源及特性通过设计新路线，其中寻找绿色替代溶剂是绿色化学主要研究内容之一。

下面介绍几种已经成熟的绿色反应介质。

2.1 水
水作为介质，在稀释溶剂或萃取溶剂方面，有其独特的优越性。

而且也是地球上自然界最丰富的溶剂，价廉易得、无毒无害、不燃不爆、不污染环境。

在有机合成反应中，水可以省略许多诸如官能团的保护和保护基团等的合成步骤，是取代传统挥发性有机溶剂和助剂的理想替代品。

作为环境友好和对人类无害的优良绿色溶剂。

水已经应用在化学工业、生物制药天然植物提取和纳米材料制备等各个领域中。

[5]
2.1.1水在有机合成方面的应用
有机反应常常以醛、酮、酯等作为溶剂来进行反应，在化学反应结束后进行产物分离时，必须要将溶剂蒸发，因而会对环境造成污染，而用水作为溶剂时因其廉价性可大大节约成本，减少对环境的危害。

2.1.1.1 水相中的自由基反应
水相反应的研究具有相当的吸引力，由于水的极性使许多反应在水相中进行时显示出非常独特的活性及选择性。

[6]Fujirnoto等发现化合物在Et3B及微量O2引发的自由基环化中，若以己烷或苯作溶剂，则没有生成相应的产物，但当反应在水相中进行时产率可达到60%—70%。

2.1.1.2 水相中环加成反应
1980年Breslow等发现水可作为有益的溶剂，用水在环戊二烯与甲基乙烯酮的环加成反应中，较之异丙烯为溶剂的反应快700倍，随后Grieco等对水相环加成反应也做了许多开创性工作，水相反应可同时提高反应速率和选择性。

[7]值得一提的是!这个反应只得到四种可能立体异构体中的两种，主要异构体是合成目标分子所需要的，若用常规的有机溶剂苯则产生无用的立体异构体。

2.1.1.3 水相中有机金属类反应
水相有机合成的一个重要进展是应用于有机金属类的反应，其中有机铟试剂是成功的实例之一。

Chan等人通过甘露糖与a-溴甲基丙烯甲酯的偶联非常简捷地合成了+（-）KDN。

[8]
2.1.2 水相中Lewis酸催化反应
水相有机合成的另一重要进展是水相Lew is酸催化反应，许多常规的Lewis酸催化反应必须在无水的有机溶剂中进行，但环戊二烯与双烯体在水相中经0.01mol/L硝酸酮催化下的环加成较之在乙腈中进行的非催化反应速率提高了79300倍。

[9]
2.2 超临界流体
工业装置中的金属清洗是一种典型的环境危害行为。

工业依赖于卤代溶剂作为金属清洗剂，导致了大量环境、健康和安全等有关的问题。

如今超临界流体正被不同的应用领域所使用。

超临界流体已被用做将有机化合物从混合物中提取出来的溶剂。

一般而言，处在临界温度(Tc)和临界压力(Pc)之上的流体,被称作超临界流体超临界流体。

不但具有与液体相近的溶解能力和传热系数，而且具有与气体相近的粘度系数和扩散系数，除此之外，在超临界附近，压力的微小变化可以导致密度的巨大变化，而密度又与粘度、介电常数、扩散系数和溶解能力相关。

[10]因此，可以通过调节超临界流体的压力来改变它的物化性质。

目前应用的超临界流体主要有：Xe、CO2、H2O、CH4、C2H6、CH3OH 和CHF3等。

其中CO2无毒、无污染和不易燃、且超临界状态很容易达到，所以应用最为广泛。

2.2.1 作反映的溶剂的应用
超临界流体是有效的清洗剂,因为它们能够快速渗透基质和小空隙。

当溶解了一切杂质(污染物)后,关键流体会轻易而彻底除去,因为它缺乏表面张力。

用于表面清洗技术中的主要流体是二氧化碳(CO2),或纯或少量共溶剂组合。

溶剂的性质将因温度和压强的微小变化而被调节、改变,适用于溶解一系列的有机化合物。

[11]今年来看到CO2的优点在于CO2不可能再被氧化，因而是理想的氧化反应的溶剂，拥有一个接近环境的临界温度31℃和一个适度的临界压强1100Pa。

溶剂性涂料一般是由成膜物质和用于溶解成膜材料的有机溶剂组成。

由于涂料中使用的挥发性有机溶剂，不仅危害施工人员的健康，而且会污染大气和水源。

使用环境友好的超临界CO2代替传统喷漆过程中的快挥发溶剂，而仅保留原溶剂总量1/3-1/5的慢挥发溶剂。

可获得良好的喷漆质量。

实践证明这种新的喷漆系统能大大减少对环境有污染的挥发性有机溶剂的排放同时改善施工环境，有利于操作人员的身体健康，具有广阔的应用前景。

[12]
2.2.2 超临界萃取技术
超临界流体萃取(SFE)和任何一种清洗技术一样,对某些固体杂质,操作更为有效。

SFE已被成功地应用于除油工艺如烃、酯、有机硅树脂、全氟代聚酯、含卤代碳取代三氮杂苯(三嗪)等。

与一些传统的分离方法相比,超临界萃取有许多独特的优点，[13]如(1)超临界流体萃取能力取决于流体密度,因而很容易通过调节温度和压力来加以控制。

(2)溶剂回收方便简单，节省能源，通过等温降压或等压升温，被萃取物就可与萃取剂分离。

(3)由于超临界萃取工艺可在较低温度下操作，故特别适合于热敏组分的萃取。

(4)可较快达到平衡。

2.2.3 超临界二氧化碳(SCCO2)
超临界二氧化碳(SCCO2) 是化学合成中的一种廉价、便利而又对环境友好的溶剂。

SCCO2 代表一种绿色溶剂将日显重要,并将逐步取代有机溶剂。

[14]同时超临界流体也因具有以下特征而在化学反应介质中更具吸引力。

在超临界条件下进行化学反应,通过控制压强以控制反应条件(环境) ,提高反
应物和生成物的溶解性,消除反应速率的界面传递限制,迎合反应和分离的单元操作。

SCCO2 在化学合成中作为一种环境友好的溶剂,取代一些卤代和芳香烃溶剂。

超临界条件对燃料加工、生物量转化、生物催化、均相/ 异相催化、环境控制、聚合加工、材料合成和化学品合成等反应是有意的。

而且,超临界流体也可有效地应用在有关分子间相互作用和化学加工程序的相互影响的基础化学研究中。

2.3 离子液体
2.3.1 离子液体概述
离子液体，又称室温离子液体，是一类室温或相近温度下完全由离子组成的有机液体化合物。

离子液体在较低的温度下称谢太，没有气味，不燃烧，在最为环境友好性溶剂方面有很大的潜力。

[15]到了20世纪90年代末，想起了离子液体的理论哈因公的热潮。

目前，以应用到电化学、溶剂萃取、物质的分离和纯化、各类有机反应的催化剂和溶剂等多的领域。

2.3.2 离子液体类型
离子液体一般由有机阳离子和无机或有机阴离子组成。

按照已研究的有机阳离子主要有咪唑类、吡啶类、季铵盐类和季膦盐类等4 种类型; 无机阴离子通常为[ PF6 ] - 、[ BF4 ] - 、Br- 、Cl- 、I - 、[ Al2Cl7 ] - 、[ AlCl4 ] - 等; 有机阴离子则分为AlCl3型和非AlCl3型，主要为含氟的阴离子, 如[ ( CF3 SO2 ) 2N] - 、[ CF3SO3 ] - 、[ CF3COO] - 、[ CF3 CO2 ] - 等[16]。

2.3.3 离子液体的特点
离子液体与目前广泛应用的有机溶剂相比,具有以下独特的优点:[17](1)蒸汽压低、不易挥发、通常无色无嗅;(2)具有较宽的稳定温度范围( -100 ~400)和较好的化学稳定性；(3)具有较好的结构可调性,离子液体的溶解性、液体状态范围等物理化学性质取决于阴、阳离子及其取代基的构成和配对，可根据需要定向设计离子液体体系，形成两相或多相体系，适合用作分离溶剂；(4)具有介质和催化双重功能。

对于很多无机或有机物质都表现出良好的溶解能力，使许多化学反应得以在均相中完成，且反应器体积大幅减小；(5)离子液体作为电解质具有较大的电化学窗口、良好的导电性和热稳定性、极好的抗氧化性等。

2.3.4 合成方法
目前植被离子溶剂的方法有两种一步合成法和两合成步法。

2.3.4.1 一步合成法
Hirao等[18]报道用叔胺与酸反应生成离子液体的方法，称中和法，反应一步完成，因无副产物，产物提纯简单，但季铵离子上少1个烷基多1个氢，用这种方法已合成100 多种离子液体，一些常用的离子液体在一些欧美国家能够买到，但太贵，合成离子液体的原料也很贵，这是离子液体走向工业应用和进一步研究的障碍之一，解决的办法就是研究出一些简单有效的合成方法。

2.3.4.2 两步合成法
多数离子液体的合成采取两步法，即先由叔胺类与卤代烷合成季铵的卤化物盐，再将卤负离子交换为所要的负离子。

笫一步合成季铵的卤化物盐，反应须有机溶剂、过量的卤代烷,加热回流数小时,反应结束后蒸
发除去有机溶剂和剩余的卤代烷。

笫二步为离子交换,将季铵的卤化物盐与AlCl3按要求的摩尔比混
合反应即可生成AlCl3类离子液体。

非AlCl3类离子液体的离子交换可采用银盐法(AgCl)、非银盐法(LiCl、HCl)及离子交换树脂法(限水溶性的)等。

2.3.5 在有机化学反应中的应用
离子液体除具有前述的特性之外，为化学反应的溶剂还可有如下优点：收率高、选择性好、反应条件温和、产品易分离、不需要其他有机溶剂、催化效率高、催化剂不流失、离子液体和催化剂可循环使用、反应的危险性降低、可进行在传统溶剂中不能进行的反应等。

2.3.5.1 应用方法
离子液体作为反应溶剂可以有如下几种相态的反应系统:将催化剂和反应基质溶解于离子液体
中形成单相反应系统；既作为溶剂又作为催化剂的单相反应系统；催化剂溶解于离子液体、反应基质和产物在另一相中的两相反应系统；离子液体的负离子作为均相催化的配体而形成的单相或两相反应系统；由离子液体、水、有机溶剂组成的三相系统；固定化离子液体催化技术。

2.3.5.2 应用情况
近年来，研究中所用AlCl3型离子液体以(emim)Cl-AlCl3应用最多，非AlCl3型离子液体中应用最多的为(bmim)PF6、( bmim)BF4、(emim)BF4等。

根据反应的关键步骤，可将这些反
应划分为3 类：加氢和重排反应，包括烯烃、芳烃等的加氢和Beckmann 重排；C—C、C—O键的断裂反应；C—C、C-杂原子键的偶合反应，包括Friedel-Crafts烷基化、酰基化反应，Diels-Alder反应等。

2.3.6 在分离过程中的应用
2.3.6.1 液液萃取
用离子液体萃取挥发性有机物时，因离子液体无蒸气压又耐热，所以萃取结束后可通过加热萃取相将萃取物赶出去，并循环使用。

用普通的离子液体萃取水中金属离子，如不采取任何措施，则金属离子的分配系数(物质在离子液体中的浓度与在水中的浓度之比)小于1。

[19]提高分配系数的方法有2种：在离子液体阳离子的取代基上引入配位原子或配位结构；加入萃取剂。

2.3.6.2气体的吸收分离
许多离子液体有吸湿性，可以从气体混合物中有效去除水蒸气。

Scurto等[20]研究表明CO2在离子液体中的溶解度非常大，如40 ℃、5 MPa 下CO2在[bmim]PF6中的摩尔分数达015，而甲烷与CO2在[bmim]PF6中的亨利系数比约为10000∶32，可用[bmim]PF6从天然气中除去CO2。

气体在离子液体中的溶解度可通过选择阴、阳离子及其取代基而调节。

Branco等报道离子液体可用于固定化液膜，用于气体的分离。

而传统的固定化液膜由于蒸发损失而使性能降级，因离子液体是不挥发的，所以可作成非常稳定的固定化液膜。

将离子液体用于液液萃取(有机物、金属离子)，虽然进行了许多有益的工作，但从现状来看，交叉污染问题还没有好的解决办法，暂时难以实用。

2.3.7 在电化学中的应用
2.3.7.1 电池
香港的Fung等[21]将[emim] Cl -AlCl3 用于锂离子二次电池及其电极,也取得了较好的结果。

2.3.7.2 太阳电池
Kubo等[22]使用[C6mim] I 与低分子凝胶化剂作电解质,所得色素增感太阳电池的光电转换效率
为5 %，在85 ℃工作1000h ,转换效率不变;而用有机溶剂电解质的电池的初始光电转换效率虽为
719 %但下降很快。

2.3.7.3 双电层电容器
双电层电容器是一种新的储能装置，是21世纪新的绿色能源。

对双电层电容器电解液性能的要求主要是：电导率要高，分解电压要宽，使用温度范围要宽，寿命要长。

2.3.7.4 金属电沉积
作为金属电沉积的电解质，水溶液受电化学窗口限制，熔盐则温度高，离子液体是合适的选择。

岩岸哲也等[23]研究了以[emim]Br-ZnBr -乙二醇三元液体为电解液，即使电流密度高达300 A/m2，电流效率也可以达到100% ,沉积的Zn 表面光滑，呈银色,，状态良好。

2.3.7.5 有机电合成
离子液体是适合有机电合成的导电介质。

AlNashef 等[24]报道在离子液体中的过氧化电化学反应,表明在[bmim]BF4中由O2电化学产生的O-2离子是稳定的，与CO2反应有羧酸化作用，有可能开辟新的有机电合成路线。

总之，离子液体在太阳电池和双电层电容器中应用，使其优点更能得到体现。

最近开发了一些新的黏度低、电导率高的离子液体，进一步拓宽选择范围。

2.3.8 在乙酸乙酯中的应用
近年来开发出的离子液体酸催化剂既具有催化活性高，又有易于与产物分离、可重复利用等优点，因而被认为是一种具有替代传统无机酸和固体酸催化剂的环境友好的液体酸催化剂。

鉴于目前离子液体在酯化反应中的应用已取得重要进展，其中包括：
（1）氯铝酸系离子液体，Deng等[25]首先报道了使用吡啶氯铝酸类离子液体作为催化剂催化乙酸和不同醇的酯化反应。

（2）耐水系离子液体，Wilkes等[26]合成了第1个对水和空气都稳定的离子液体[emim][BF4], 此后大量由咪唑阳离子和BF4和PF6阴离子组成的新一代离子液体相继被合成出来，极大地扩展了离子液体在反应、分离和材料合成等各方面的应用，带来了离子液体作为酯化催化剂的高速发展时期。

（3）功能化离子液体，进入21世纪吡啶类、季铵盐类、双咪唑类阳离子等相继被报道,[27]离子液体的研究进入了一个“量体裁衣设计”的新阶段。

3 绿色化学反应
水、超临界流体、离子溶剂为绿色化学提供了物质基础，同样的在形形色色的化学反应中，也会有绿色的化学反应机理，以这些反映为基础，同样可以产生绿色化学。

3.1 Diels-Alder反应在绿色化学中的应用
Diels-Alder反应是常用的有机成环反应，具有适应范围广、选择性高、用途广泛、原子经济性高(原子利用率为100 % ) 等特点，为制备萜烯化合物(如樟脑)提供了方便的合成方法，从而推动了萜烯化学的发展。

用Diels-Alder反应甚至可以定量测定双烯化合物，现在双烯合成反应生产的物质已涉及染料、医药、农药、合成橡胶、塑料纤维、润滑油等许多领域，大大促进了精细有机化工和高分子化学的发展，为人类制造新材料开辟了广阔天地。

[28]
Diels-Alder反应常常产生两种主要的污染物：有机溶剂和Lew is酸。

在传统的有机溶剂中, 易挥发的有机溶剂是常用的反应介质。

这主要归结于其对有机物良好的溶解性，但有机溶剂的挥发性、毒性、易燃性、难以回收和保存、巨大的使用量又使之成为对环境有害的因素。

因此人们把传统的易挥发有机溶剂列为危害最大的有机物之一。

寻找对环境友好的反应介质长期以来是科学家的目标。

Diels-Alder反应条件温和，反应迅速, 是有机合成中最基础的反应。

这个反应可以在多种绿色溶剂中发生，如：离子液体，超临界CO2等。

传统有机溶剂的替代研究是绿色化学领域一个极其重要的部分。

3.2 Friedel-Crafts反应在绿色化学中的应用
在化工生产中，很多反应都涉及到Friedel-Crafts 反应，目前许多工业酰基化过程仍然用HF 或三氯化铝作催化剂，这一反应过程存在如下两大缺点：（1）生成大量的有毒溶剂，污染环境。

（2）催化剂三氯化铝极易和反应物形成络合物，需要催化剂量较大，因而造成了原料的大量浪费。

由于离子液体的环境污染小，催化效率高，可重复使用等独特优点使其可以取代传统有机溶剂。

（1）AlCl3型离子液体中的酰基化反应，Wilkes等人于1986年利用室温离子液体作溶剂进行了萘、取代苯等系列芳香化合物的乙酰化反应[29]，反应结果表明离子液体催化下反应的立体选择性及产率均优于常规催化剂催化下的酰基化反应。

（2）BF4-型离子液体中的酰基化，J.Ross等于2002 年研究了离子液体[BMIM][BF4]中苯甲醚，苯酚以及胺的酰基化反应，[30]结果表明，反应收率及选择性均较高。

4 绿色实验技术
绿色实验技术就是将绿色化学的方法利用到实验中，绿色化学的核心是“杜绝污染源”，事实上，防治污染的最佳途径就是从源头消除污染，一开始就不要产生有毒、有害物。

下面就来介绍如何让实现了色实验技术。

4.1 绿色实验技术的方法
4.1.1 建立绿色化学的思维方式是实现化学实验绿色化的关键。

建立绿色化学的思维方法，在设计实验时就考虑到绿色的试验方法。

2.1.2 尽量选取和确定具有环保性的实验项目。

充分考虑试剂和产物的毒性、整个过程中所产生的“三废”对环境的污染的情况，尽量排除或减少对环境污染大、毒性大、危险性大、三废后处理困难的实验项目，尽量选择低毒、污染较小且后处理容易的实验项目。

4.1.3 利用计算机多媒体系统进行模拟化学仿真实验。

利用计算机多媒体技术对实验原理、装置、流程、实验过程进行仿真，用文字、声音、图象、动画的效果让学生在计算机屏幕上所做实验达到身临其境的感受，既让学生学会了实验的方法，而且使那些毒性大、危险性较大、试剂昂贵的实验变成了绿色化的实验方式。

4.1.4 开展微型化学实验。

微型化学实验指以微小量的试剂，在微量化的仪器装置中进行的化学实验。

其试剂用量比相应的常规化学实验节约90%以上，因此，产生的“三废”量也非常少，基本解决了实验室的污染问题。

4.1.5 尽量采用全封闭实验手段。

在常规有气体参加或生成气体的开放式实验过程中，有H2S、HCI、NOx、Cl2气体排放到大气中。

4.1.6 串联实验以及试剂的回收利用。

串联实验是指通过调整实验次序，使一个实验的产物成为下一个实验的原料。

节约了时间、药品，而且在不开任何抽风设备的情况下，基本上闻不到氯气、氯化氢的气味，环保效果好。

做好试剂回收利用的工作。

4.1.7 妥善处理实验后产生的“三废”。

对实验产生的“三废”进行统一的收集和处理，不让其污染自然。

[31]
4.2 绿色实验技术在教学中的应用。

4.2.1注重绿色实验教学改进电解水实验方法
在电解水实验中，采用磷酸二氢钾做电解质，既消除污染，又可综合利用。

方法：从环保的角度，通过正交实验法，使用霍夫曼电解器找出用磷酸二氢钾做电解质的最佳条件。

[32]
结果：通过实验，在磷酸二氢钾10%浓度，18V电压下，电解效果最好。

结论：用磷酸二氢钾做电解质符合绿色化学的要求，不仅电解效果好，又无污染，可以替代硫酸和氢氧化钠使用，具有良好的应用价值。

4.2.2 羰基化合物缩合反应的绿色化实验
羟基化合物与负碳离子之间的缩合反应是有机化学基础课的重要部分，该文介绍了羟醛缩合、Dieckmann缩合和Knoevengel缩合3个涉及此类反应的绿色化实验的实验教学内容。

[33]三个实验皆在无溶剂、室温、研磨条件下进行，具有反应条件温和、操作和后处理简单、反应时间短、重现性好等优点。

4.3 绿色实验方法
4.3.1 离子液体-中空纤维包容液膜回收Cs(I)研究
采用疏水性聚丙烯中空纤维作膜器、冠醚DB18C6 作萃取剂、离子液体[ Bmim] [ PF6 ]作稀释剂，构建了新型的离子液体中空纤维封闭液膜体系，通过正交试验并以直接萃取方法为参照探索其用于回收Cs+性能。

实验结果显示，该液膜体系可以实现从料液回收Cs+，且其中经管程!操作模式的Cs。