Một số hóa chất xanh thông dụng

1. Nước (H₂O) – Hóa chất xanh thân thiện

• Đặc điểm: Là dung môi phổ biến nhất trên Trái Đất, không độc hại, không cháy và có sẵn trong tự nhiên.
• Ứng dụng: Được sử dụng trong các phản ứng hóa học như thủy phân, làm chất trung gian trong sản xuất hóa chất, và làm dung môi trong công nghiệp thực phẩm, dược phẩm.
• Lợi ích: Không tạo ra chất thải độc hại, dễ tái sử dụng và không góp phần vào hiệu ứng nhà kính. Tuy nhiên, hạn chế của nước là không hòa tan được một số hợp chất hữu cơ không phân cực, đòi hỏi kết hợp với các chất khác trong một số trường hợp.

2. Carbon dioxide siêu tới hạn (scCO₂)

• Đặc điểm: Ở trạng thái siêu tới hạn (trên 31°C và 73 atm), CO₂ có đặc tính giống cả chất lỏng và khí, không độc, không cháy.
• Ứng dụng: Dùng làm dung môi trong chiết xuất caffeine từ cà phê, sản xuất tinh dầu, hoặc làm chất tẩy rửa trong công nghiệp dệt may.
• Lợi ích: Thay thế các dung môi hữu cơ độc hại như benzen hay toluen, dễ dàng tái chế bằng cách giảm áp suất để CO₂ bay hơi, không để lại cặn hóa chất. Hạn chế là cần thiết bị áp suất cao, tốn năng lượng vận hành.

3. Ethanol (C₂H₅OH) – Hóa chất xanh thân thiện

• Đặc điểm: Rượu sinh học, được sản xuất từ quá trình lên men thực vật như ngô, mía, có khả năng phân hủy sinh học.
• Ứng dụng: Dung môi trong sản xuất dược phẩm, mỹ phẩm, nước hoa, và làm nhiên liệu sinh học.
• Lợi ích: Ít độc hại hơn các dung môi clo hóa, có nguồn gốc tái tạo, giảm phụ thuộc vào hóa thạch. Tuy nhiên, ethanol dễ bay hơi và cần kiểm soát để tránh lãng phí trong quá trình sử dụng.

4. Axit lactic (C₃H₆O₃) – Hóa chất xanh thân thiện

• Đặc điểm: Axit hữu cơ sinh học, sản xuất từ vi sinh vật lên men đường.
• Ứng dụng: Nguyên liệu sản xuất nhựa phân hủy sinh học (PLA), chất bảo quản thực phẩm, và trong ngành dược phẩm.
• Lợi ích: Phân hủy tự nhiên, không gây hại cho môi trường, thay thế các hóa chất tổng hợp từ dầu mỏ. Điểm yếu là chi phí sản xuất còn cao so với axit tổng hợp truyền thống.

5. Hydrogen peroxide (H₂O₂)

• Đặc điểm: Chất oxy hóa mạnh, phân hủy thành nước và oxy, không để lại chất thải độc hại.
• Ứng dụng: Xử lý nước thải, tẩy trắng trong ngành giấy và dệt, tổng hợp hóa học xanh.
• Lợi ích: Thân thiện với môi trường, thay thế clo trong tẩy trắng (giảm ô nhiễm clo hữu cơ). Tuy nhiên, cần lưu trữ cẩn thận vì tính oxy hóa mạnh có thể gây nguy hiểm nếu không được kiểm soát.

6. Dầu thực vật (như dầu dừa, dầu cọ)

• Đặc điểm: Hợp chất tự nhiên từ thực vật, chứa triglyceride, có khả năng tái tạo.
• Ứng dụng: Sản xuất chất hoạt động bề mặt (xà phòng, chất tẩy rửa), nhiên liệu sinh học (biodiesel).
• Lợi ích: Giảm sử dụng hóa chất từ dầu mỏ, phân hủy sinh học tốt. Tuy nhiên, việc sản xuất quy mô lớn (như dầu cọ) có thể gây tranh cãi về phá rừng và mất đa dạng sinh học.

7. Glycerol (C₃H₈O₃) – Hóa chất xanh thân thiện

• Đặc điểm: Sản phẩm phụ từ sản xuất biodiesel, không độc, tan trong nước.
• Ứng dụng: Dung môi trong mỹ phẩm, dược phẩm, hoặc nguyên liệu sản xuất hóa chất như propylene glycol.
• Lợi ích: Tận dụng chất thải từ công nghiệp biodiesel, giảm chi phí và lượng rác thải. Hạn chế là tính ứng dụng còn giới hạn so với các dung môi truyền thống.

8. Ionic Liquids (Chất lỏng ion)

• Đặc điểm: Muối lỏng ở nhiệt độ thường, ít bay hơi, có thể tái chế.
• Ứng dụng: Dung môi trong tổng hợp hóa học, pin và siêu tụ điện, chiết xuất kim loại.
• Lợi ích: Giảm phát thải khí độc từ dung môi hữu cơ dễ bay hơi, hiệu quả cao trong các phản ứng xúc tác. Điểm trừ là chi phí sản xuất cao và cần nghiên cứu thêm về tính phân hủy sinh học.

9. Terpen (như limonene)

• Đặc điểm: Hợp chất hữu cơ từ tinh dầu thực vật (vỏ cam, chanh), mùi thơm đặc trưng.
• Ứng dụng: Dung môi trong sơn, chất tẩy rửa, hoặc sản xuất polymer sinh học.
• Lợi ích: Nguồn gốc tự nhiên, thay thế dung môi clo hóa độc hại, mùi dễ chịu. Tuy nhiên, có thể gây kích ứng da nếu tiếp xúc trực tiếp ở nồng độ cao.

10. Axit citric (C₆H₈O₇)

• Đặc điểm: Axit hữu cơ từ trái cây họ cam quýt, tan trong nước, không độc.
• Ứng dụng: Chất tẩy rửa gia dụng, chất bảo quản thực phẩm, điều chỉnh pH trong mỹ phẩm.
• Lợi ích: An toàn cho người dùng, phân hủy sinh học, thay thế axit mạnh như HCl trong một số ứng dụng. Hạn chế là hiệu quả tẩy rửa kém hơn so với hóa chất tổng hợp trong trường hợp vết bẩn cứng đầu.