2016年2月3日

綠色溶劑

作者/甘魯生(前中研院化學所研究員,前大同大學講座教授。臺大化學系學士,美國杜肯大學博士。退休後熱衷於綠色化學及永續能源的推廣)

最好的溶劑是無溶劑,其次是無害的;若必須要用,就越少越好。

溶劑在合成化學反應和製造過程中扮演關鍵的角色。首先它能將參與的一或數種反應物,以適當的濃度均勻的攪拌在一起,便於起作用;溶劑在反應過程中亦扮演(熱)能量供應者或放熱反應中的散熱者;分離產物時溶劑可作萃取劑,因溶質在溶液中被溶劑分子包圍(solvation)。同樣的化學反應在不同的溶劑中快慢可相差到百萬倍。根據以上種種,溶劑在合成化學反應中的角色不但起決定性作用,有時更是不可或缺。

溶劑也在分析化學領域中用來萃取、分離化合物;在層析法(chromatography) 中用來作移動相(mobile phase);在再結晶中用來作母液等等。溶劑更出現在許多日常生活產品中,如油漆、去漬劑、黏著劑、塗料和稀釋劑都儲存在溶劑中,也常被用來作洗滌劑(乾洗衣物)。因此在需求上溶劑比所有化合物都大,隨之而來的是消耗量也大。

儘管溶劑被大量使用,但現實是溶劑很少以主角的姿態出現,因此常被人們忽視。使用後的大量溶劑在排放時,對於環境的影響取決於溶劑是否有永續的特質,是追求環境保護的一項重要考量。

理想溶劑
綠色化學先驅阿納斯塔斯(Paul T. Anastas)及華納(John C. Warner),在他們的「綠色化學12項原則」中第5 條對溶劑的使用說明如下:「避免使用溶劑、分離劑或其它輔助劑,如果是必須時則使用無害的化學藥品。(Use safer solvents and reaction conditions:Avoid using solvents, separation agents, or other auxiliary chemicals. If these chemicals are necessary, use innocuous chemicals.)」也就是說設計化學反應,要使用較安全的溶劑和反應條件。......【更多內容請閱讀科學月刊第554期】

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