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环境材料学

环境材料学
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第一章

环境材料的主要特征:无毒无害,减少污染;全生命过程对资源和能源消耗小;可再生循环,易于回收;具有高度的使用效率

环境材料定义

具有先进的使用性能、其材料和技术本身要有较好的环境协调性,还要具备为人们乐于接受的舒适性的一类具有系统功能的材料。

三要素:先进性,环境协调性,舒适性

核心要素:环境协调性

在材料的生命周期过程中(包括开采、制造、使用、废弃和回收)具有资源和能源消耗少、对生态环境影响小、再生循环利用率高,或者废弃后可降解的新材料

实质上是赋予传统结构材料、功能材料以特别优异的环境协调性的材料,或指那些直接具有净化和修复环境等功能的材料(经济成本可接受性)

环境材料学

研究材料的开发、生产与使用过程和环境之间相互适应和相互协调的科学

目的:寻找在加工、制造、使用和再生过程中具有最低环境负担的人类所需材料,以及满足人类生存和发展的需要。研发环境治理材料

特征:从环境的角度重新考虑和评价过去的材料科学与工程,指导未来的材料科学及其工程学的发展。

在材料科学传统四要素基础上(结构、性能、加工和使用状况)加上环境性能

环境材料学研究的内容:

第二章材料对环境的影响

材料在国民经济中的地位和作用:国民经济和社会发展的基础和先导;现代高科技的三大支柱(生物、信息、材料);社会文明进化的标志(人类社会时代命名与材料密不可分);近代两次产业革命离不开新材料的开发(铁基材料与蒸汽机;能源革命相联系的交通运输工业);科技发展史来看,重大技术革新起始于材料的革新(Ni基高温材料与超音速;高温陶瓷与航天飞机;电子材料与信息革命;生物医学技术与材料);我们从个人到社会国家的方方面面都离不开材料和材料的革新

材料的发展趋势:结构材料:轻质、高强高韧、耐高温、耐腐蚀、耐磨损、低成本、环境友好、复合化、多功能化

功能材料:新型电池材料、稀土永磁材料、生态环境材料、生物医学与仿真材料、超导

材料与资源环境的关系:

工业品的链式生产流程:原料的投入和产品的产出;能源的输入与废弃物的排放

推动社会进步

消耗资源能源

破坏生态环境(局部化——全球化)

人类面临的资源环境问题:废弃物问题、全球气温变暖、食物短缺、矿物资源枯竭、石油天然气枯竭、人口爆炸、全球气温显著变暖

我国的情况:材料生产和消费大国,支撑国民经济发展;能耗大,排放强;资源过度消耗,环境污染严重;趋势:能耗降低;废气排放增加,其它减少

全球资源和能源现状

现状:资源危机,能源短缺原因:人口膨胀,经济总量增加

资源危机:非再生资源迅速耗竭(矿产资源);物种灭绝;淡水资源不足;森林资源持续赤字;水土流失加剧

能源危机:矿物能源面临枯竭(化石能源、核矿物);可再生能源开发不足(风、水、日光)

中国资源和能源现状:

资源现状:总量大,种类齐全,数量丰富;人均水平远低于全球水平,资源与人口矛盾突出;地域分布不平衡;

质量差别大,低劣资源比重高

能源现状:结构和分布不合理;能源效率环境污染严重

我国材料加工和使用过程中的资源消耗:

资源效率低下,浪费严重;

直接消耗:用于材料的生产和使用

间接消耗:材料的运输、储藏、包装、管理、流通、人工、环境迁移等环节造成的资源消耗

材料加工和使用过程中固、液、气污染物排放

现状

化工造纸行业废水排放量居首,钢铁冶金次之

非金属矿物制品业废气排放居首

黑色及有色金属采选业固废、重金属排放量居首

建材(水泥)行业烟尘排放居首

工业排放废气是大气污染的主要原因冶金、建材、化工行业是主要排放源

水体污染物形成和排放:

概念:污染物进入水体造成的水体变质现象。后果:影响人类和动物的健康;水体植物变质;渔业枯萎。污染物来源:生活污水;工业废水(重金属、有机物、酸碱盐、油、放射性)

固态污染物形成和排放

概念:固态、半固态以及高浓度液态废弃物的总称后果:侵占土地,污染土壤、水体、大气,影响环境卫生污染物来源:工业、矿业、城市、放射性

全球温室效应原理

温室气体:二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、甲烷、四氟化碳;能源含碳量与消费过程中的气体排放温室效应指数GAI:评价某一气体的温室效应影响(依据气体的分子内部振动和转动能级水平,以及在大气中的寿命等,以上决定了其易于吸收红外长波辐射的程度)

区域毒性水平:有毒物质因排放和泄露对该地区的生物产生的毒性LTL=Wi/Ci LTL-区域毒性水平Wi—某污染物的实际排放水平Ci—该污染物容许排放标准

臭氧层破环:原理:氯氟烃化合物(CFCs)在平流层紫外照射下分解产生氯原子,与臭氧发生链式反应,一个氯原子消耗十万个臭氧分子,形成空洞

紫外线对有机体造成损伤替代氟利昂等

电磁污染:来源:电子设备对策:设计减量;开发有效屏蔽材料

噪声污染:机械振动产生工业噪声占有较大份额对策:工艺革新;生态设计;清洁生产

放射性物质污染、光污染(玻璃幕布、外墙装饰诱发交通事故)

第三章、材料环境影响的评价技术

常见的环境指标及其表达方法:

能耗(单一、偏颇最早的表达方法)、

环境影响因子(EAF)、

环境负荷单位(ELU)、

单位服务的材料消耗(某一单位过程的材料消耗量,过程:生产或消费)、

生态指数(Eco-Point:对某一过程或产品,根据其污染物的产量及其他环境作用大小,综合计算出该产品或过程的生态指数,判断其环境影响程度eg:玻璃,148<聚乙烯,220)、

生态因子(ECOI)

LCA:综合评价方法——生命周期评价方法(life cycle assessment, LCA)

定义:一种评价某一过程、产品或事件从原料投入、加工制备、使用到废弃的整个生态循环过程中环境负荷的定量方法。用数学物理方法结合实验分析对某一过程、产品或事件的资源、能源消耗、废物排放、环境吸收和消耗能力等环境负担性进行评价,定量确定该过程、产品或事件的环境合理性及环境负荷量的大小。框架:

目标和范围定义:界定某一过程、产品或事件对环境影响的大小(LCA方法应用的起点)

评价目标:界定评价对象、评价原因,评价结果的输出形式

评价范围:评价功能单元定义、评价边界定义、系统输入输出分配方法、环境影响评价的数学物理模型及其解释方法、数据要求、审核方法及评价报告的类型与格式()

内容:功能单元:评价环境影响大小的度量单位(分母EI/SP)

系统边界:确定哪些过程应该被包括到LCA评价范围中

数据:在LCA过程中用到的所有定性和定量的数值或信息,可为测量的环境数据,亦可为中间的处理结果(LCA的可靠性保障)

审核:第三方;公证性

编目分析:根据评价目标和范围定义,针对评价对象收集定量或定性的输入输出数据,并对这些数据进行分类整理和计算的过程

LCA编目分析示意:【水、材料、煤、石油及天然气、矿物资源、金属矿产、其他能源、生态系统】→目标和范围定义→【温室气体效应、酸雨、有机挥发物、臭氧层破坏、大气污染物、废渣排放、固体有害污染物、光声电磁波污染】

编目分析的步骤:

1、系统和系统边界定义

系统:为实现特定功能而执行的、与物质和能量相关的操作过程的集合,LCA评价对象

系统边界:系统和外部环境的界限

编目分析是对所有穿过系统边界的物质、能量流进行量化的过程

系统定义包括对其功能、输入源、内部过程等方面的描述,以及地域和时间尺度上的考虑

2、系统内部流程

一系列相互关联的过程或子系统,用流程图表示这些过程和过程间的输入输出关系

分解程度取决于目标和范围定义以及数据的可获得性

3、编目数据的收集与处理

流入每个过程的物质和能量,以及流出每个过程排放到空气、水体和土壤的物质

数据来源:实际生产过程获得+技术设计+工程计算估算+类似系统数据库

编目分析中注意两类问题

分配问题——多个对象的问题:如一个系统产出多个产品,或一个回收过程处理了多个系统废弃物时,就产生了输入输出数据如何在多个产品系统间分配的问题(从系统中的物理、化学过程出发,依据质量和热力学标准,以及经济学上的权衡)

能源问题(应考虑能源类型、转化效率、能源生产中的编目数据及能源消耗量

不同类型的化石能源和电能应分别列出,能源消耗量以热值J或MJ单位计算)

环境影响评价

评价目的:更好的理解编目分析数据与环境的相关性,定量评价各种环境损害造成的总的环境影响的严重程度4个步骤:分类、表征、归一化、评价

分类:将编目条目与环境损害种类相联系并分组排列的过程(定性的,基于自然科学知识的过程环境损害分为三大类:资源消耗、人体健康、生态环境影响每一大类又细分为具体的环境损害种类一种编目可能对应多种环境损害

编目分析的结果

表征: 对比分析和量化环境损害程度的过程;定量化,基于自然科学;通常采用计算“当量”的方法,比较和量化环境损害程度;不同类型环境损害编目×当量值——可比较的无量纲的表征量

归一化:对编目分析和表征结果数据采用加权分级的方法进行处理,简化评价过程;简化环境因素,用单一因子表示最后评价结果

评价:比较和量化不同种类的环境损害,并给出最后的评价结果;利用多种数学物理模型;带有个人和社会的主观因素和价值判断

评价结果解释:综合编目分析和环境影响评价的结果;阐述和分析目标过程、事件或产品的环境影响;给出评价

的结论及建议;目的在于揭示产品系统或多或少的影响着环境,并存在改进的余地;强调了LCA目的在于改善;环境,而不仅仅是对现状的评价;技术、专利——抵触

LCA常用模型:精确方法(输入输出方法、模糊数学分析法)、近似方法(线性规划法、层次分析法、逆矩阵法)LCA的局限性:应用范围的局限性:生态环境、人体健康、资源能源消耗、技术、经济和社会效果;质量、性能、成本、利润、公众形象、

评价范围的局限性:时间范围、地域范围和风险范围;区域性和时限性。

评价方法的局限性:普遍适用标准化;量化与权重;主观性;时空变化,“与时俱进”

第四章材料的资源效率理论

材料生产的资源效率:指在某一生产过程中所产出的有用产品占所投入原料总量的百分比

●资源效率越低,环境污染越严重

材料流理论概述:材料流分析理论是指用数学物理方法对在工业生产过程中按照一定的生产工艺所投入的原材料的流动方向和数量大小的一种定量分析理论。(材料流:又称物质流,也称材料链)

理论基础:物质不灭定律和能量守恒定律

●实质:从实物的质量出发,通过追踪人类对自然资源和物质的开发、利用及遗弃过程,研究可持续发展

问题。

●即通过对自然资源和物质的开采、生产、转移、分配、消耗、循环、废弃等过程的分析,揭示物质在特

定区域内的流动特征和转化效率,找出环境压力的直接来源,进而提出相应的减少环境压力的解决方案。

●用于研究、评价工业生产过程中所投入的原材料的资源效率,找出提高资源效率的途径。

从层次上划分为: 经济系统材料流分析——产业部门材料流分析——产品生命周期评价

以质量守恒定律为依据,将通过经济系统、产业部门和企业的物质分为输入、储存与输出三大部分,通过研究三者的关系,跟踪、定位物质利用及迁移、转化途径

输入:区域内物质输入总量最为重要,是度量一个国家和地区资源利用与自然生态的可持续性的重要指标

输出:区域内物质输出总量最为重要,主要由固、气、水等废弃物和区域隐藏流组成。是人类对自身环境直接输出的环境压力。可用于表征环境友好程度,人与环境的和谐程度,环境保护与建设的可持续性。

物质消耗总量:反映了人类对自然界物质的消耗程度。物质消耗总量越大,意味着人类对自然界的干扰越强烈,也就越不利于资源节约型社会的建立。

物质库存净增量:反映物质财富的增长水平。

强度和效率:物质生产力(GDP/国内物质消耗量)代表了一个国家或地区的资源利用效率的高低;

材料流分析的基本方法

1. 4倍因子理论(von W eizsaecker, 1995):

基于:20%的富人消耗82.7%的能源和资源(1995)。

目的:保持已有的高质量生活,消除贫富差距

措施:通过采取技术措施,将现有的资源和能源效率提高4倍。

《4倍因子:半份消耗,倍数产出》半份消耗,倍数产出

2. 10倍因子理论(Schmidt-Bleek,1994)

核心思想:必须继续减少全球的材料流量,在一代人之内将资源效率提高10倍,才能使发达国家保持享有的生活质量,逐步缩小国与国之间的贫富差距,且可以让子孙后代在这个星球上继续生存。

用上式将环境影响(I)、人口(P)和国内生产总值(GDP)联系

至2050年,P增加一倍(2),GDP增加3-6倍(5),由此对环境的影响将增加10倍

为保持现有的生态环境水平,必须将资源效率提高10倍以平衡和补偿对环境的破坏

基本理念:进入经济活动的所有物质最终都会进入环境,造成环境负担和环境保护费用的持续增长。要降低环保费用,必须从源头上降低物质从自然界流入经济活动圈,减少污染排放量,降低环保费用。

F-10俱乐部卡诺勒斯宣言,一代人之内完成

3. X因子理论:8、16、20倍等,统称X倍因子理论理论基础同上

4. 极值理论

对一定的原材料投入,有效产品的产出率越高,废物产生量就越小。

极大的有效产品产出率和极小的废物排放量

资源保护:广义:人类在维护自然的生态系统及其综合体过程中对开采和利用资源采取的平衡观念和行动。

狭义:对资源进行有效的利用和综合利用,提高资源效率。

提高资源效率的途径:技术革新、工艺改造,提高单位资源利用效率;发展替代能源;延长产品生命周期;废弃物回收利用

注意:经济、社会和生态效益相结合,不能只注重环境影响而阻碍经济发展(美丽与发展共赢);开发与保护相适应,不能只保护而不开发;当前与长远相结合;因地制宜、平衡发展、统筹兼顾、综合利用

措施 :资源评价:综合评价资源价值、开采价值、开采目的,根据资源效率决定资源利用的意义。

资源管理:对资源使用过程中的资源回采率、贫化率、加工回收率等进行综合管理,以保证资源效率

资源监督:保证资源利用过程中的经济效益、社会效益和环境效益的统一。

资源利用:资源的开采技术、分选水平和资源的综合利用水平等

一次资源的综合利用:将某一生产过程中排除的废弃物直接作为下一生产过程的原料而加以利用

二次资源的综合利用:将某种废物经过加工处理使其重新变为资源的过程,也称废弃资源再生利用

第五章: 材料资源原料

材料流F-10F-4

标准

LCA 方法

数据库

指标

污染控制污染修复再利用污染治理清洁生产再循环环境工程材料环境降解材料环境协调材料绿色材料生态设计评价

工艺产品可持续发展

材料可持续发展

环境材料评价产品环境设计工艺过程环境负担性

资源和能源效率

高投入、高消耗、高污染 低投入、低消耗、低污染

?

资源节约型产品替代资源消耗型产品 ?

环境协调工艺替代环境损害工艺 ?

技术先进生产过程淘汰技术落后生产过程 ? 精细化管理替代粗放化管理 实现材料可持续发展的关键在于:

● 在开发新材料,满足其需要的使用性能及可接受的经济性能的同时,注意材料的环境性能,包括降低资

源和能源的消耗,减小环境污染,并提高其循环再利用率。

● 另外,材料科学技术的发展也是人类有能力考虑材料设计、生产、适用、废弃、回收等过程的环境问题。 材料的生态设计:实现可持续途径

生态平衡:生态系统内部,生产者、消费者、分解者和非生物环境之间,在一定时间内保持能量与物质输入、输出动态的相对稳定状态。

污染物的排放破坏生态平衡(大气污染、温室效应、臭氧层破坏)

环境材料与生态平衡:材料生产和使用过程中维持生态平衡,实质是资源平衡、能源平衡和环境平衡。

为环境而设计、环保设计性能设计、成本设计、环境设计(生态设计)

生态设计:在产品的生命周期内,着重考虑产品的环境性能,在满足环境目标要求的同时,保证产品应有的功能、质量和使用寿命等。

生态设计的理念、原则及要素

基本思想:在设计阶段就将环境因素好预防污染的措施纳入产品设计之中,将环境性能作为产品的设计目标和出发点,产品对环境的影响降到最小。

生态设计目标:先进性、经济性、协调性、舒适性

核心:Reduce, Recycle, Reuse

减少资源、能源消耗,减少排放;利于回收;再生循环,重新利用

生态设计的内容:材料的选择与管理、产品的可拆卸性设计、产品的可回收性设计、产品包装与工艺技术设计

生态设计原则:

生态设计原则首先考虑所有材料、能量输入和输出,尽可能为无害而努力;预防废弃物的产生比废弃物的处理和清除更重要;后处理过程设计为能源、处理消耗最省;产品、过程和系统的设计必须考虑所有被投入的能量与物质的综合利用;产品、过程和系统的设计应该使物质、能量、空间和时间都能达到最高效率;在考虑再循环、再利用效果时,所有过程都应该被认为是一种投资;产品耐久性是一个设计目标,但不是永久性;如果技术方案中含有不必要的成本或投资,这个方案需要重新考虑;为便于回收,尽量降低产品所含材料成分的多样性;产品、过程和系统应该考虑服役后的影响;尽可能使所投入的材料和能源能够再回收利用。

材料生态设计方法:面向产品的整个生命周期,是从摇篮到再生的系统设计,是在根本上防止环境污染、节约资源和能源的一种重要系统过程。

主要包括:系统设计:整体性、综合性、最优化;模块化设计;长寿命设计;再生设计:回收可能性、回收价值、回收处理方法、等

关于材料再生设计直接再利用(砖瓦);零部件的回收再利用(标准通用);作为原料再利用(塑料回收);能源回收再利用(废热余热再利用)

第六章

清洁生产目标:节能,提高能源、资源效率,减少污染排放,实现可持续发展

降低材料环境负担性的技术:避害技术、污染控制技术、再循环利用技术、补救修复技术

避害技术:通过改变生产方式、技术更新和工艺置换来减少有害物的产生,改善环境,减少污染。

有毒有害物质零排放:无害或低害原料替代(氯碱行业用无(低)汞触媒替代汞触媒;无氰电镀;铅替代技术(蓄电池、印刷模子、无铅涂料、油漆))、工艺优化内部处理有害物(不产生有害物质(中间排放)的工艺;将有害物质无害化并回收利用的工艺)、排放前转化

污染控制技术:

重新再生循环利用;通过工艺更新减少有害物产生;工艺内部消化处理

?分离处理,减少有害物排放(电磁快速加热金属-塑料复合体系;相分离技术)

?无害化转化处理【物理转化处理(分离、沉淀、过滤、吸附、吸收);化学转化处理(氧化、还原、催生物处理)】

?有害物收集储存处理【废气除尘、废水废渣】

再循环利用技术:

将未排放入环境的废料或已排放的废弃物重新利用。包括:资源再生化;废物回收再利用;能源回收再利用?实质:线性的开放系统 末端封闭系统,即输出废物返回输入端

?再循环:a. 工艺流程内部;b. 不同的生产部门;c. 废弃产品的再利用

资源再生循环利用;能源回收利用:节能减排

补救修复技术:广义上包括对由于过去污染物排放的积累造成的环境污染的补救和修复,和由于正在进行的生过程对环境造成的污染的补救修复处理

核工业:废物——缩减——固化——深埋——分离——转化环境净化材料、环境修复材料

清洁生产技术:清洁生产是指将整体预防的环境战略持续应用于生产过程、产品和服务中,以期增加生态效率并减少对人类和环境的风险。或清洁生产是指既可满足人们的需要,又可合理使用自然资源和能源并保护环境的实用生产方法和措施。

●对生产,节约原材料,淘汰有毒原材料,减降所有废物的数量和毒性。

●对于产品,旨在减少从原材料的提炼到产品的最终处置的全生命周期的不利影响。

●对服务,将环境因素纳入设计和所提供的服务中。

实质是一种物料和能耗最少的人类生产活动的规划和管理,将废物减量化、资源化和无害化,或消灭于生产过程之中。

意义:实践证明,沿用以大量消耗资源和粗放经营为特征的传统模式,经济发展正愈来愈深地陷入资源短缺和环境污染的两大困境:一是传统的发展模式不仅造成了环境的极大破坏,而且浪费了大量的资源,加速了自然资源的耗竭,使发展难以持久;二是以末端治理为主的工业污染控制政策忽视了全过程污染控制,不能从根本上消除污染。而清洁生产恰能较好地解决这两方面的问题,具有以下显著优点。

(一)节能、降耗、降低成本,增加竞争力

一方面用节能、降耗、减污和降低生产成本,改善产品质量,提高企业的经济效益,增强企业的市场竞争力。

另一方面,可大大减少末端治理的污染负荷,节省大量环保投入(一次性投资和设施运行费),提高企业防治污染的积极性和自觉性。

(二)通过循环或重复利用,提高资源效率

清洁生产可以最大限度地利用资源和能源,通过循环或重复利用,使原材料最大限度地转化为产品,把污染消灭在生产过程之中。通过改进设备或改变燃烧方式,进一步提高能源的利用率,既可减少污染物的产生量与排放量,又可节约资源与能源,用较少的投入获得较大的收益,具有显著的经济效益。

(三)清洁生产可以避免和减少末端治理的不彻底而造成的二次污染。

因为清洁生产采用了大量的源头削减措施,既可减少含有毒成分原料的使用量,又可提高原材料的转化率,减少物料流失和污染物的产生量及排放量,因此而减少二次污染的机会。

(四)清洁生产可最大限度地替代有毒的产品、有毒的原材料和能源,替代排污量大的工艺和设备,改进操作技术和管理方式,从而改善工人的劳动条件和工作环境,提高工人的劳动积极性和工作效率。

(五)清洁生产可改善工业企业与环境管理部门间的关系,解决环境与经济相割裂的矛盾。

目标:企业实施清洁生产,就是使用清洁的原、辅材料,通过清洁的工艺过程,生产出清洁的产品,清洁生产谋求达到两个目标。(1)通过资源的综合利用、短缺资源的代用、二次能源的利用,以及各种节能、降耗、节水措施,合理利用自然资源,减缓资源的耗竭。

(2)减少废料与污染物的生成和排放,促进工业产品的生成、消费过程与环境相容,降低整个工业活动对人类和环境的风险。

?理论基础:废物与资源转化理论

?生产过程最优化理论。社会化大生产理论

废物与资源转化理论(资源效率理论)

?在生产过程中,产生的废物越多,则原料(资源)消耗越大,废料是由原料转化而来。

?清洁生产使废物最小化,其实质在于资源得到了最有效利用。

?生产中的废物具有多功能特性,一种生产过程中产生的废物可作为另一种生产过程中的原料(资源),资源与废物是一个相对的概念。

?清洁生产最好地体现了资源利用最大化,废物产生最小化,环境污染无害化。

最优化理论

?清洁生产实际上是求解满足生产特定条件下使其物料消耗最少,而使产品产出率最高的问题。此问题的理论基础是数学的最优化理论。很多情况下,废物最小量化可表示为目标函数,而清洁生产则是求它在约束条件下的最优解。

社会化大生产理论

?马克思主义认为,用最少的劳动消耗,生产出最多的满足社会需要的产品,是社会主义建设的最高准则。马克思曾预言:机器的改良,使那些在原有形式上本来不能利用的物质获得一种在新的生产中可以利用的形式,科学的进步,特别是化学的进步,发现了那些废物的有用性。当今社会化大生产和科学进步,为清洁生产提供了必要的条件

清洁生产的内容:

清洁能源:

1、最少的能量消耗;常规能源的清洁利用,如采用洁净煤技术,逐步提高液体燃料、天然气的使用比例;

2、可再生能源的利用,如水力资源的充分开发和利用;

3、低污染新能源开发,如核能、太阳能、生物质能、风能、潮汐能、地热能的开发和利用;

4、各种节能技术和措施等,如在能耗大的化工行业采用热电联产技术,提高能源利用率。

清洁资源:

1、最少的原材料消耗

2、尽量少用、不用有毒有害的原料

3、优化原材料使用,提高材料使用效率

清洁工艺及设备:1、无毒、无害的中间产品;

2、减少或消除生产过程的各种危险性因素,如高温、高压、低温、低压、易燃、易爆、强躁声、强震动等。

3、少废、无废的工艺;

4、高效的设备;

5、物料的再循环(厂内、厂外);

6、简便、可靠的操作和控制;

7、完善的管理等等。

清洁产品

1、节约原料和能源,少用昂贵和稀缺原料,利用二次资源作原料;

2、产品在使用过程中以及使用后不含有危害人体健康和生态环境的因素;

3、易于回收、复用和再生;

4、合理包装;

5、合理的使用功能(以及具有节能、节水、降低躁声的功能)和合理的使用寿命;

6、产品报废后易处理、易降解等。

清洁服务:1、在售后服务过程中建立环境意识,通过维护、保修、更换等一系列环节减少对环境的影响;

2、建立废品回收系统,发展回收提纯工艺,提高废物回收利用率;

清洁管理:现代化管理,优化生产组织,提高生产效率

控制原料消耗

岗位技术培训

环节意识培养

监督规范执行

清洁审计:通过对一个生产过程的检查评价,了解该生产过程的工艺条件,特别是有毒有害物料及其他废弃物的产生和排放情况,经过对技术、经济和环境的可行性分析,判断现有生产工艺对环境的影响以及筛选新的生产工艺提供环境影响定量数据

?途径:改进设计,使用清洁的能源和原料

?采用先进的工艺技术与设备

?改善管理,综合利用

?从源头消减污染,提高资源利用效率

?减少排放

1、源削减(1)改进产品设计、调整产品结构。(2)用无害或少害的物料,不产生或少产生污染物。

(3)改革工艺和设备,开发全新流程。(4)加强管理。

2、废物循环利用,建立生产闭合圈(1)将流失的物料回收后作为原料返回流程中;(2)将生产过程中产生的废料经适当处理后作为原料或替代物返回生产流程中;(3)将生产过程中生成的废料经适当处理后作为其他生产过程的原料回用或作为副产品回收。

3、发展环保技术,搞好末端治理(1)必须清浊分流,减少处理量,有利于组织再循环;(2)必须开展综合利用,从排放物中回收有用物质;(3)必须进行适当的预处理和减量化处理。

第七章工业生态

工业共生:指一种工业组织形式,从某一生产过程的废物可以用作另一生产过程的原料,从而最高效地利用资源和最大减少工业废物。

?又称产业生态学

?是对开放系统的运作规律通过人工过程进行干预和改变。

?在一般的开放系统中资源和资金经过一系列的运作最终结果是变成废物垃圾,而工业生态学所研究的就是如何把开放系统变成循环的封闭系统,使废物转为新的资源并加入新一轮的系统运行过程中

基本原理:实现材料可持续发展的途径

?基本核心:工业代谢理论即提高资源效率和促进环境保护的系统原理

目标:通过分析自然界的生物循环系统,将生物圈的循环原理用于工业过程,把现有的工业体系通过工业生态学的途径,转化为可持续发展的体系,最终实现人类社会的可持续发展。

?任何一个工业系统与其周围的环境不是相互隔绝的,而是相互联系的,存在着物质和能量的交换;

?这种系统的观点使人类不断优化从原材料、成品材料到零部件、产品,一直到使用、废弃和再循环的物质循环总过程。

?工业系统包括材料的提炼、制造、使用、废弃到再循环。

?系统范畴包括材料、产品、工业部门,直到地区和国家;

?优化内容包括资源、能源,甚至资本、信息

三级生态系统:有限的资源投入:包括材料、制造、消费、废弃过程

?只有有限的资源输入,类似于三级生态系统

?一切过程都在系统内以完全循环形式进行

?可用技术代替资源,重复物质和能源的最优化交换,完成工业

?的生态循环

●工业过程的生态结构重组:现代工业体系向三级生态系统的转换

●三个层次:

?宏观层次:改善整体经济的物质和能源效率

?中间层次:重新审视产品与制造过程,减少废物排放

?微观层次:设计最简洁的工艺,优化工艺过程,提高生产效率。

●转换战略的四个方面:

?废弃物作为资源重新利用,力争零排放

?封闭物质循环系统并尽量减少消耗性排放

?工业产品和经济活动的非物质化,降低资源和能源的输入量

?能源脱碳,降低温室

工业生态学的经济利益:隐藏的资源生产力收益、企业的收益

工业生态学的研究方法:通过研究人类工业系统和自然环境之间的相互作用、相互关系,仿照自然生态系统的物质流方式重新规划工业生产、消费和废物处置系统,从而为人类工业社会与自然环境的协调发展提供全新的理论分析框架和具体可行的实践方法。

方法:工业代谢、生命周期评价、投入产出分析、生态工业评价指标等

实践形式:为环境设计、产业共生、功能经济

环境材料学课后思考题教程文件

环境材料学课后思考 题

1 用自己的理解给出生态环境材料的定义。 答:生态环境材料是指那些具有满意的使用性能和可接受的经济性能,并在其制备、使 用及废弃过程中对资源和能源消耗较少,对生态环境影响较小且再生利用率较高的一类材料。 1 你认为那些材料属于生态环境材料?举例说明。(举例之后还要简要说明一下) 答:比如:生态水泥、环保建材、降解树脂、环境工程材料 天然资源环境材料、电磁波防护类材料、电子功能材料领域的毒害元素替代材料 2 试用物质不灭和能量守恒的理论来说明材料与资源、环境的关系 答:众所周知,材料的生产往往要消耗大量的资源。当生产效率一定时,除有效产品外,大量的废弃物被排放到环境中去,造成了环境的污染。因此对材料的生产和使用而言,资源消耗是源头,环境污染是末尾。也就是说,材料的生产和使用与资源和环境有密不可分的关系。 2 图2-1是一个典型的开环工业生产链,从环保的角度看,若能实现闭环的工业生产链,可明显减少废弃物排放。请选择一个你感兴趣的产品设计一个闭环生产流程。 资能源资能源资能源

铁矿铁水钢胚成品(热轧钢板等)使用废弃污染物污染物污染物 4 选择一个你所熟悉的材料产品或过程,用物质流方法进行资源效率分析,并就如何提高资源效率提出具体的技术措施。 答:钢铁的资源效率高达10.4%,就是生产1t纯金属材料所消耗的原材料将近12t。具体技术措施:1)由外界向高炉-转炉流程内某中间工序输入废钢,可提高流程铁资源效率;2)由外界向高炉-转炉流程内某中间工序输入铁矿石等自然铁资源,可提高该流程铁资源效率。3)通过提高电炉钢比,提高铁资源效率。 5 根据你对可持续发展的理解,考虑如何实现(1)金属材料,(2)高分子材料,(3)无机非金属材料(选一种)的可持续发展,并提出几项可具体实施的技术措施。 金属材料:利用微生物冶金;代替含稀缺合金元素的新型合金材料和不含毒害元素的材料,以及废弃物无害资源化转化技术;少合金化与通用合金,形成绿色/生态材料体系,有利于材料的回收与再生利用。高分子材料:1)建立必要的法规,加强全民的环保意识;2)回收塑料,变废为宝:燃烧废旧塑料利用热能,热分解提取化工原料和改进操作技术、设备3)发展环境友好高分子:可降解塑料的开发和合成,采用生物发酵的方法合成的生物高分子。

智能材料结课论文

高分子智能材料 摘要:从合成、加工、新产品开发及其应用诸方面综述了智能高分子材料,如智能高分子凝胶、形状记忆高分子材料、智能织物、智能高分子膜和智能高分子复合材料等的研究进展,展望了其发展前景,并阐述了智能高分子材料的潜在应用领域。 关键词:高分子材料;智能材料;智能化 一引言 材料的发展经历着结构材料→功能材料→智能材料→模糊材料的过程[1]。智能化是指材料的作用和功能可随外界条件的变化而有意识地调节、修饰和修复[2]。 智能材料的构想来源于仿生学,它的目标就是想研制出一种材料,使它成为具有类似于生物的各种功能的“活”的材料。因此智能材料必须具备感知、驱动和控制这三个基本要素。但是现有的材料一般比较单一,难以满足智能材料的要求,所以智能材料一般由两种或两种以上的材料复合构成一个智能材料系统。这就使得智能材料的设计、制造、加工和性能结构特征均涉及到了材料学的最前沿领域,使智能材料代表了材料科学的最活跃方面和最先进的发展方向。 纵观材料发展,经历了单一型、复合型和杂化型,进而发展为异种材料间不分界的整体式融合型材料,最近几年兴起的智能材料是受集成电路技术的启迪而构思的三维组件式融合性材料。它是通过在原子、分子及其团簇等微观、亚微观水平上进行材料结构设计和控制,赋予材料自感知(传感功能)判断、自结构(处理功能)和自指令(相应功能)等智能性。 由此可知,智能材料不同于以往的传统材料,它模仿生命系统,具有传感、处理和响应功能,而且较机敏材料(只能进行简单线性响应)更近于生命系统,它能根据环境条件的变化程度实现非线性响应已达到最佳适应效果。早在1970年代,田中丰一就发现了智能高分子现象,即当冷却聚丙烯酰胺凝胶时,此凝胶由透明逐渐变得浑浊,最终呈不透明状,加热时,它又转为透明[3]。1980年代,出现了用来制造高分子传感器、分离膜、人工器官的智能高分子材料。1990年

环境工程专业硕士研究生培养方案

环境工程专业硕士研究生培养方案 ﹙083002﹚ 一、培养目标 为了培养德、智、体全面发展的环境工程专业人才,要求所培养的硕士研究生: 1、具有高度的政治理论水平和觉悟,认真学习邓小平理论,坚持四项基本原则,能够用辩证唯物主义观点观察和分析事物。遵纪守法,有良好的道德品质和团结合作精神。爱祖国、爱人民、热爱社会主义,为我国的社会主义建设服务。 2、具有严谨的治学态度,实事求是的科学精神,坚实的环境工程基础理论知识、专业知识及熟练的实验技能。能够独立进行科学研究,勇于探索、创新,能够利用现代先进的技术和手段,解决环境污染的理论与实际问题,能够熟练地阅读英文专业书刊,并能用英文撰写环境工程专业方面的研究论文。并能够胜任政府部门、规划部门、环保部门、设计单位、工矿企业、科研机构、高等院校的环境技术管理、设计、施工、科研、教学和研究开发等工作。 3、身体健康。 二、研究方向 A、水污染控制; B、大气污染控制; C、环境监测技术; D、固体废弃物资源化; E、环境功能材料。 三、学习年限 学习年限为三年。大约用一年时间完成硕士学位必修课和选修课的学习,至少获得35学分;另约二年时间进行科学研究,完成硕士学位论文并通过答辩。如果研究生在三年中尚未完成学业,经批准可适当延长学习时间,但最多不得超过二年。 四、课程设置 见课程设置表。 五、考核方式 研究生的必修课(公共课、专业基础课、专业课)均为考试课程,选修课可根据情

况采取考试或考查的方式进行考核。考试课程按百分制评定成绩,学位课75分为合格;考查课程按优秀、良好、及格和不及格四级记分制评定成绩。考核成绩由主讲教师评定并签名后交学院研究生教学秘书,登记在《研究生成绩登记表》中。 六、学位论文 研究生在导师指导下,通过调查研究和查阅文献,确定自己的学位论文题目及研究提纲。由研究生本人在第三学期以书面形式写出开题报告,在教研室进行交流和修改。研究题目应有学术意义或实用价值。研究生应在导师的指导下独立开展研究工作并完成整个学位论文。学位论文一般应包括:中、外文摘要、引言和评述、主要研究内容和结果的讨论,以及参考文献和必要的附录。在研究生进行学位论文的研究和撰写期间,导师应及时了解工作进展情况,并定期向教研室报告。第四学期教研室要组织一次研究生论文工作的阶段性工作汇报会。研究生论文完成后(应在5月份前完成论文的撰写、修改、印刷等工作)向教研室提出进行论文答辩的申请,经批准后由教研室确定论文评阅人和答辩委员会成员,并根据学校有关规定进行论文评审和答辩工作(答辩时间为5月下旬或6月上旬)。 七、培养方式与方法 硕士生的培养采取系统理论学习、进行科学研究和参加实践活动相结合的方法。既要使研究生牢固掌握基础理论和专门知识,又要培养他们具有从事科学研究、高校教学或独立担负专门业务工作的能力。在指导方式上采取导师个别指导和教研室集体培养相结合,既要发挥导师的指导作用,又要善于利用教研室集体培养的优势。 导师应教书育人,为人师表,全面关心研究生的成长,深入了解研究生各方面的情况,对研究生的困难应及时给予帮助或向有关部门反映。对研究生的学习和科研应严格要求,根据他们的原有基础和具体情况制订相应的培养措施,着重培养他们的自学能力和独立工作能力,并培养他们实事求是的科学态度和勤奋严谨的工作作风。 研究生应积极参加院里和教研室组织的学术讲座、学术报告和学术讨论会等有关学术活动(不少于10次),扩大自己的知识面和提高自己的学术水平。每次学术报告的参加者要有记录。院里和教研室要为研究生定期安排学生之间的讨论会和报告会,使他们在实践中得到锻炼并提高自身的表达能力和写作能力。 八、教学实践

(完整word版)环境材料学课后习题第1-5章

第一章 1-1 用自己的理解给出环境材料的定义 环境材料是指那些具有满意的使用性能和可接受的经济性能,并在其制备、使用及废弃过程中对资源和能源消耗少,对环境影响小且再生利用率高的一类材料。 1-2 从人类的历史进程分析一下材料科学与技术的发展,找出材料与环境的关系。 在人类历史上,有许多时代都是以材料的发展来命名的,如远古时期的石器时代、青铜器时代和铁器时代、现代的高分子时代,都是由于材料科学和技术的发展而推动了历史车轮的前进。同时就材料科学与技术本身的发展来看,也是随着历史发展的需要而诞生的,如20世纪60年代的半导体材料、20世纪70年代的能源材料、20世纪80年代的信息材料以及20世纪90年代的环境材料,他们都是应时代的要求、社会的需要而产生和发展起来的。 1-3 你认为哪些材料可以属于环境材料?试从你身边找出一些环境材料的例子。 冰箱内的全无氟制冷剂、可降解塑料、可食用包装袋、无溶剂涂料、生态水泥、环保建材、降解树脂、环境工程材料、天然资源环境材料、电磁波防护类材料、电子功能材料领域的毒害元素替代材料 1-4 用自己的理解分析一下,环境材料的研究内容应该包括哪几部分。 包括材料的环境影响评价、生态设计及清洁生产、废弃物再生循环利用、环境材料关键技术、环境功能材料、环境友好材料、环境工程材料。 1-5 结合自己的体会,分析一下环境材料的未来发展趋势。 1. 材料的环境性能将成为21世纪新材料的一个基本性能,各种环境材料及绿色产品的开发将成为材料产业发展的一个主导方向。 2. 环境治理材料仍然是环境工程材料的主要研究内容,更高的性能、更长的寿命以及更低的成本成为新型环境治理材料必须具备的性质,环境修复替代材料和废弃物的自资源化研究也将成为环境工程产业的另一大热门。 3. 大力推广环境友好型的材料设计和制备工艺,开发环境友好型的新材料及绿色材料制品。 4. 功能化、智能化的环境功能材料在技术进步的带动下正渐渐走下“高端”的神坛,更好的耐久性能和经济性能将成为环境功能材料研究的主攻方向。 1-6 环境材料是材料和环境两大学科之间的一个交叉学科。考虑如何从交叉学科这个角度去发展环境材料。 环境材料作为跨材料和环境两大领域的一门新兴交叉学科,在保持资源平衡。能量平衡和环境平衡,实现社会和经济的可持续发展等方面产生着积极的作用。将环境性能融入21世纪所有的新材料开发,完善材料环境负担性评价的理论体系,开发各种环境相容性新材料及绿色产品,研究降低材料环境负担性的新工艺、新技术和新方法,也将成为21世纪材料科学与技术发展的一个主导方向。

工程材料结课论文

工程材料结课论文 ——新型材料-泡沫混凝土 一、认识泡沫混凝土 泡沫混凝土又称为发泡水泥、泡沫砼等; 泡沫混凝土是一种内部含有大量细小、封闭、均匀气孔的泡沫状混凝土材料;材料内部气孔内有大量的空气存在,空气与其它材料相比热惰性能最佳,大大降低了泡沫混凝土材料的导热性能; 材料内部气孔呈封闭状态,互不连通,不能形成空气的对流循环,同时砼内部被气孔所隔离,各球形气孔被固化的水泥浆膜包围,气孔对热能穿透能力形成很大阻力,且具有环保节能、轻质高强、保温隔热、隔音、抗水、减震等特性; 一般情况下,发泡混凝土主要用于减轻建筑物自身重量或用来隔音、隔热。二、泡沫混凝土的开发背景 泡沫混凝土的开发和应用始于国外; 上世纪3 0年代,由瑞典人开发研制,在挪威大举成功,在欧、美地区迅速取得广泛的应用; 1973年韩国能源大波动以后,为了节约能源韩国实行建筑节能义务化。根据韩国现有建筑节能设计标准,建筑物楼地面,层与层之间强制使用隔音、隔热材料。为了减少楼板之间的噪音与热传递,使用隔音、隔热材料被义务化; 在日、韩的带动下,泡沫混凝土在东南亚国家快速发展。 从建国初期泡沫混凝土由前苏联传入我国,但未能大范围使用; 改革开放后,国内建筑业迅速发展,建筑所消耗的能源也在日渐增加; 进入21世纪,随着国家对建筑节能的重视,相关的建筑节 能政策不断出台,泡沫混凝土技术在新的机遇下得到了迅速的发展。 三、泡沫混凝土的开发目的 泡沫混凝土的导热系数低且隔热性能突出,因此能提高热效率从而达到节约能源的效果; 对于高层建筑物来说,可以减轻混凝土对整个建筑物的负荷; 住宅楼的地板层可铺设地板采暖管材用以直接供热,降低上下楼层之间热量的传导及隔绝声音的传播; 泡沫混凝土砌块可使用粉煤灰、矿渣粉等工业废弃物做为主要原料,环保利废。 四、泡沫混凝土的性能特点 1、质量轻:泡沫混凝土的密度在200-1200kg/m3之间,是混凝土的1/2~1/15,能有效减少建筑物的负重;目前市场大多采用密度在300~700kg/m3之间的泡沫混凝土; 2、隔音性能好:泡沫混凝土的隔音性能是普通水泥的5-8倍,充分解决了居住空间的隔音问题; 3、耐高温性能好:泡沫混凝土适用的温度可以达到400℃以上,应用于地面辐射供暖受热不变形,无热分解; 4、具有较好的抗压强度和抗老化性:传统有机隔热材料的耐压强度和抗老化性能较差,泡沫混凝土能彻底解决这一问题,可提高保温层的稳固性能和寿命,是传统保温材料的替代产品; 5、环保性能好:泡沫混凝土主要原材料为普通硅酸盐水泥与发泡剂,发泡剂成

(完整word版)环境材料学第11-15章

11章 11-1.用LCA方法分析木材的环境性能。结合考虑全球温室效应影响,讨论种树和种草对减少CO2的效果。 书上:P209的(1)再生性,P210的(2)固碳作用 木材属于环境材料。环境材料就是一种与环境之间具有友好性或协调性的材料。它的本质特征在于其生命周期的整个过程中具有低的环境负荷值。 木材来源于树木。树木是自然界光合作用的产物。即在太阳能作用下,6CO2+6H2O →C6H12O6+6O2。这一过程中环境的友好性表现在: (1)就物质而言,生产1t树木(纤维素、半纤维素、木素等)吸收了大气中1.16t CO2,同时向大气中放出1.12tCO2。因此生产树木或木材,一方面可减少大气中温室气体——CO2的含量,减缓温室效应的强度;另一方面为人类以及其它动物提供了维持生命所不可缺少的大量氧气。这是最基本的环境性能。其实,木材生长过程中具有的环境性能准确地说就是森林所具有的多种生态效益,即涵养水源、保持水土、净化空气、调节气候等等。所以说木材原材料的生产过程完全是一个净化自然、改良环境的过程。 (2)就能源而言,由上面的等式可见,木材生长所需的能源来源于太阳提供的辐射能。木材生长就是通过光合作用将太阳的光能不断转换为自身的有机分子的化学能的过程。太阳辐射能是自然界中本来就存在的一种可再生能源,与钢铁、水泥等材料加工中所用的煤、石油等不可再生能源相比,不仅数量上无穷无尽,而且对环境无污染。这正是我们人类一直想大力利用太阳能的原因所在。木材生长恰恰是利用了太阳能这一非常清洁、取之不尽的能源,并且在能量获得、转换过程中,是完全直接、自主的,无需任何人工手段。因此,木材生长在能源利用方面采用了最佳的方式。 11-2.如何利用木材的环境特性来减少材料加工和使用过程的环境负担性? 书上:P210的(3)木材的调湿性(4)木材的视觉特性(5)木材的触觉特性可以作为使用过程的参考。 加工过程: 总之,木材的生产加工比较容易,不象金属材料要经过冶炼和煅烧、塑料要经过许多化学反应等这样一些能耗高、三废多的过程。木材一般经过锯、铣、刨、钻等工序就可制成各种元件,通过榫槽、简单的金属构件或胶粘剂可方便地将它们组装成制品。可见木材的加工与木制品的生产主要是通过机械加工手段,改变木材的大小与形状制得元件,然后组配成制品的过程。这个过程中几乎没有相变和化学反应,因此能量消耗和废水、废气的排放均很小,虽有一些刨花、锯末等废弃物,但至少也可将它们燃烧用于提供能源。 使用过程:(对书上的三个方面的补充) 木材是一种多孔轻质材料,导热系数较小,为热的不良导体。木材或木质人造板作为墙体或装饰材料,对居室的温度具有调节作用。 木材具有吸湿与解吸作用,调湿性是木材的独特性能之一。用木质材料作为墙体或装饰材料,能直接缓和室内空间的湿度变化。这样可减轻壁体结露、物体腐朽以及细菌大量繁殖等不利现象的发生,并为人类生活提供舒适的湿度环境。另有研究表明,经木材装修的住宅与未装修的住宅相比,其室内温湿度条件明显更适宜于人类生活。

《神奇的材料》结课论文

生命的启示 ——仿生材料的应用及发展 学号:1505024303 姓名:宫美梅 2016.6.5

生命的启示 ——仿生材料的应用及发展 革命导师马克思曾经说过:“自然界为劳动提供材料,劳动把材料变成财富。”材料是人类赖以生活和生产的物质基础,是人们用以作为物品的物质。生产技术的进步是和新材料的应用密切相关的,因为材料的好坏,直接影响着生产工具的优劣和产品的价值,所以人类总是不断地去寻找、发现新材料,以促进生产,改善物质和文化生活。而新材料的应用,不仅可以大大促进科学技术和生产的发展,也使人类的活动方式发生日新月异的变化。 自然界的创造力总是令人惊奇,天然生物材料经历几十亿年进化,大都具有最合理、最优化的宏观、细观、微观复合完美的结构,并具有自适应性和自愈合能力,如竹、木、骨骼和贝壳等。其组成简单,通过复杂结构的精细组合,从而具有许多独有的特点和最佳的综合性能。人类从自然界的生物身上得到启迪,从而设计出了更完美的材料和物件。 例1.人造纤维 最早开始研究并取得成功的仿生材料之一就是模仿天然纤维和人的皮肤的接触感而制造的人造纤维。对蚕或者蜘蛛吐出的丝,人类自古就有很大的兴趣,这些丝纯粹是由蛋白质构成,特别是蚕丝,具有温暖的触感和美丽的光泽。二十世纪以来,人们模仿蚕吐丝的过程研制了各种化学纤维的纺丝方法,此后又模仿生物纤维的吸湿性、透气性等服用性能研制了许多新型纤维,例如,牛奶蛋白质与丙烯晴共聚纤维(东洋纺) ,商品名为稀苤的高吸湿性纤维(旭化成) 等等。这些产品的出现显示了人类仿造生物纤维表面细微形态与内部构造取得了成功。另外人们还对蚕的产丝体进行了卓有成效的研究(日本农业生物资源研究所) ,并且对蜘蛛丝也进行了研究(日本岛根大学) ,研究者们期待着有朝一日能够制造出与蚕丝完全一样的人造丝。 例2.人鱼传说 在陆地上生活的动物有肺,能够分离空气中的氧气,水里的鱼有鳃,能够分离溶解在水中的氧气,供给身体使用。人们仿造这种特性,制作了薄膜材料,用于制造高浓度氧气、分离超纯水等,以达到节省能源以及高分离率的目的。目前人们正在研制具有动物肺和鱼鳃那样功能的材料,如果研制成功的话,人类在水底世界的活动将发生一场新的革命。

环境工程专业硕士研究生培养方案﹙083002﹚学习资料

环境工程专业硕士研究生培养方案﹙083002﹚ 一、培养目标 为了培养德、智、体全面发展的环境工程专业人才,要求所培养的硕士研究生: 1、具有高度的政治理论水平和觉悟,认真学习邓小平理论,坚持四项基本原则,能够用辩证唯物主义观点观察和分析事物。遵纪守法,有良好的道德品质和团结合作精神。爱祖国、爱人民、热爱社会主义,为我国的社会主义建设服务。 2、具有严谨的治学态度,实事求是的科学精神,坚实的环境工程基础理论知识、专业知识及熟练的实验技能。能够独立进行科学研究,勇于探索、创新,能够利用现代先进的技术和手段,解决环境污染的理论与实际问题,能够熟练地阅读英文专业书刊,并能用英文撰写环境工程专业方面的研究论文。并能够胜任政府部门、规划部门、环保部门、设计单位、工矿企业、科研机构、高等院校的环境技术管理、设计、施工、科研、教学和研究开发等工作。 3、身体健康。 二、研究方向 A、水污染控制; B、大气污染控制; C、环境监测技术; D、固体废弃物资源化; E、环境功能材料。 三、学习年限 学习年限为三年。大约用一年时间完成硕士学位必修课和选修课的学习,至少获得35学分;另约二年时间进行科学研究,完成硕士学位论文并通过答辩。如果研究生在三年中尚未完成学业,经批准可适当延长学习时间,但最多不得超过二年。 四、课程设置 见课程设置表。 五、考核方式 研究生的必修课(公共课、专业基础课、专业课)均为考试课程,选修课可根据情况采取考试或考查的方式进行考核。考试课程按百分制评定成绩,学位课75分为合格;考查课程按优秀、良好、及格和不及格四级记分制评定成绩。考核成绩由主讲教师评定并签名后交学院研究生教学秘书,登记在《研究生成绩登记表》中。 六、学位论文 研究生在导师指导下,通过调查研究和查阅文献,确定自己的学位论文题目及研究提纲。由研究生本人在第三学期以书面形式写出开题报告,在教研室进行交流和修改。研究题目应有学术意义或实用价值。研究生应在导师的指导下独立开展研究工作并完成整个学位论文。

环境材料学复习重点

环境材料学复习重点 一、名词解释(6个) 1、环境材料:是指在加工、制造、使用和再生过程中具有最低环境负荷、最大使用功能的 人类所需材料。 2、材料环境负荷值:指对某一具体材料在其生产过程中耗用的资源和能源的多少,以及其 向环境排放的废弃物(气态、固态和液态之和)多少的综合值。 3、材料的生命周期:是指从原料采集和处理、材料制造、产品制造、运输、销售、使用、 再循环、直至最终处理和废弃等环节组成的生命链。 4、生命周期评价(LCA):是对材料和产品进行环境表现分析的一种重要方法。具体是通 过确定和量化与评估对象相关的能源消耗、物质消耗和废弃物排放,来评估某一产品、过程或事件的环境负荷。 5、酸雨:大气中二氧化硫和一氧化氮在强光照射下进行光化学作用,并和水汽结合而形成 硫酸和硝酸,使得雨雪pH下降,一般将pH小于5.6的雨称为酸雨。 6、再生资源:在社会的生产、流通、消费过程中产生的不再具有使用价值而以各种形式储 存,但可以通过不同的加工途径而使其重新获得使用价值的各种物料的总称。 7、循环经济:是指在人、自然资源和科学技术的大系统内,在资源投入、企业生产、产品 消费及其废弃的全过程中,把传统的依赖资源消耗的线形增长的经济,转变为依靠生态型资源循环来发展的经济。 8、腐植酸:是动、植物遗骸,主要是植物遗骸经过微生物的分解和转化,以及地球化学的 一系列过程形成和积累起来的一类有机物质,广泛存在于风化煤、泥炭和褐煤中。 9、避害技术:将有害物留在生产过程内部处理,将有害物在进入环境之前转化为无害物, 在排放到环境以前进行消化,避免污染环境生态加工技术。 10、材料生产的资源效率:某一生产过程中所产出的所有产品占所投入原料总量的百分比。 11、固体废弃物:指人类在生产、加工、流通、消费以及生活等过程中提取目的组分之后而 被丢弃的固体泥浆状的物质。 12、复合材料:由两种或两种以上性质不同的材料经特殊加工而制成的材料。 13、吸附材料:具有多孔结构和巨大的比表面积的材料,常见有活性炭,活性炭纤维,沸石 分子筛,活性氧化铝等。 14、PM2.5:指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物,也称为可入肺颗粒物。 二、填空题(4个) 1、全球面临的五大环境问题包括温室效应、臭氧层破坏、有毒物质污染、酸雨、生态环境 破坏。 2、可降解塑料的三种类型:光降解型、生物降解型、光生物降解型。 3、环境材料的生态设计目标考虑的要素包括:先进性、协调性、舒适性。 4、我国“十二五”提出的环保四项约束性减排指标分别是:SO2、NOx、COD、NH4-N。 5、生态加工技术包括:再循环利用技术、避害技术、控制技术、补救修复技术。 6、材料资源的系统物质流包括:自然物质流、经济物质流、废弃物质流。 7、清洁生产的内容:1)能源2)生产过程3)产品。 8、膜材料按照孔径大小分为三种:微滤、超滤、纳滤。 三、简答题(3个) 1、简述一次能源与二次能源及其区别。 答:能源是指能提供能量的自然资源,它可以为人类提供所需要的电能、热能、机械能、光能、声能等。能源按照形成条件以二类:一类是在自然界现存在,可以用一定技术开发取得,

材料科学结课论文

材料科学结课论文 题目:多种材料在核反应冷却中的应用 学生姓名:孙天麒 学号: 114263050118 专业班级:14 自动化

2015年6月13日星期六 核反应堆冷却材料(nuclear reactor coolant material)其在人工控制核反应进行时起着至关重要的任务。核反应堆冷却材料也就是流经堆活性区带走核裂变热量的核反应堆材料,在工程上我们也称其为核反应堆冷却剂或核反应堆载热剂,其主要作用也可对比火电中的高温高压水。主要作用是及时将高温导出,一是为了保护设备免遭高温损坏,二则是将热能导出后加以利用(这部分热能也是核电和火电发电时的主要收益能量)。 冷却材料在核反应中充当的是一种换热介质,并且需要时刻循环流动而对冷却材料的要求与反应堆类型密切相关,但所有的冷却材料应满足下列基本要求:热容大、热导率高、粘度小、熔点低、沸点高。而常用的反应堆冷却材料有气体、液体、熔融金属3种形态下面我们来分别了解下这三种材料 气体材料:主要包括空气、氦气、二氧化碳气等。但是由于空气的换热性能差,高温时氧、氮活性较大,因此一般情况下只用于低功率密度的研究用反应堆内;氦气具有高的热导率和化学惰性,是一种比较理想的气态冷却材料,但其价格较贵,限制了它的应用;二氧化碳应用较广,主要原因是它的安全性好、成本低、与其他材料相容性好,例如在最近比较热门的石墨反应堆中就存在着比较好的应用。 液态冷却材料:对于液态冷却材料这里我们主要讨论轻水和重水,众所周知水的比热容较大且价格相对廉价因而其成为反应堆的液态冷却材料也不足为奇。那么由轻水所构成的反应堆我们称之为轻水堆,轻水堆虽然做为一种技术含量相对较低的反应堆但是其使用范围与使用周期却是最长的,并且它也处在不断的创

环境工程专业硕士研究生培养方案

环境工程专业硕士研究生培养方案 (2018年修订) 专业代码:083002 一、培养目标 1. 具有过硬的政治理论素养,坚定正确的政治方向,拥护中国共产党的领导;坚持四项基本原则,热爱祖国、遵纪守法、坚持真理、献身科学、学风正派、身心健康,有良好的道德品质和团结合作精神。 2. 具有正确的学术思想和良好的科学素养,了解环境科学的发展进程与趋势,勇于探索、创新;具有高度的环境意识和环境保护事业赋予的责任感,能够面向国际环境科学研究的前沿,为社会主义现代化建设服务。 3. 具备环境工程方面扎实的基础知识及解决实际环境问题的技能和能力;熟悉本专业发展前沿和学术动态;具备从事高等学校、科研机构、政府部门、环保企业单位的教学、研究及管理工作的能力。具备环境工程设计、施工和运营管理的能力。 4. 具有从事本学科科研领域研究方案设计、环境污染防治与修复原理技术研究及成果转化的能力,能够解决实际环境问题。 二、研究方向 本专业主要研究方向: 1.水污染控制技术 2.大气污染控制技术 3.固体废物资源化 4.土壤污染修复技术 三、学习年限 基本学习年限为三年。硕士学位必修课和选修课的学习需用一年时间完成,至少获得34学分(其中必修课不少于23学分);另约二年时间进行科学研究,完成硕士学位论文并通过答辩。如果研究生在三年中尚未完成学业,经批准最多可延长三年。 四、课程设置 见课程设置表。 五、课程学习

研究生的必修课(A、B、C)均为考试课程,选修课(D)可根据情况采取考试或考查的方式进行考核。考试课程按百分制评定成绩,学位课75分为合格;考查课程按优秀(90—100分)、良好(80—89分)、中等(70—79分)、及格(60—69分)和不及格(60分以下)五级记分制评定成绩。考核成绩由主讲教师评定并签名后交学院研究生教学秘书,登记在《研究生成绩登记表》中。 六、学位论文 学位论文的选题应体现本学科领域的前沿性和先进性,要与导师的科研任务相结合,符合国家社会经济发展的需求。研究生须在导师指导下,通过调查研究和查阅文献,确定自己的学位论文题目及研究提纲。 学位论文工作必须在导师的指导下,由研究生独立完成,应注意培养研究生的文献查阅能力、实验能力、数据分析与处理能力等。学位论文一般应包括:中、外文摘要、引言和评述、主要研究内容和结果的讨论,以及参考文献和必要的附录。学位论文实行盲审制度,研究生必须在答辩前一个半月递交毕业论文。盲审论文送审两份,若送审评议结果有一份不合格,经院学位委员会确认达不到学位论文要求,学生将延期一年再递交论文盲审通过后答辩;如果评议结果中有修改后再送审要求,修改后再送审,通过后方可答辩。学位论文答辩委员会由具有高级专业技术职务的专家5-7人组成,答辩委员会主席由校外专家担任,导师不参加学位论文答辩委员会。 七、培养方式与方法 硕士生的培养采取系统理论学习、进行科学研究和参加实践活动相结合的方法。既要使研究生牢固掌握基础理论和专门知识,又要培养他们具有从事科学研究、高校教学或独立担负专门业务工作的能力。在指导方式上采取导师个别指导和院系集体培养相结合,既要发挥导师的指导作用,又要善于利用院系集体培养的优势。 导师应教书育人,为人师表,全面关心研究生的成长,深入了解研究生各方面的情况,对研究生的困难应及时给予帮助或向有关部门反映。对研究生的学习和科研应严格要求,根据他们的原有基础和具体情况制订相应的培养措施,着重培养他们的自学能力和独立工作能力,并培养他们实事求是的科学态度和勤奋严谨的工作作风。 研究生应积极参加院系组织的学术讲座、学术报告和学术讨论会等有关学术活动(不少于10次,且不少于全部学术活动总数的60%),扩大自己的知识面和提高自己的学术水平。每次学术报告的参加者要有记录。院系要为研究生定期安排学生之间的讨论会和报告会,使他们在实践中得到锻炼并提高自身的表达能力和写作能力。

材料化学结课论文汇总

新型可降解材料聚乳酸 摘要:随着时代的进步,科技的发展,我国在各方面都进入了高科技和新型功能材料的领域。比如说在功能材料应用这方面,我国已经引进并且也自己研发了许多新型功能材料,使我们的工业生产和日常生活都得到了实惠,也为我们提供了诸多方便。 功能材料是指那些具有优良的电学、磁学、光学、热学、声学、力学、化学、生物医学功能,特殊的物理、化学、生物学效应,能完成功能相互转化,主要用来制造各种功能元器件而被广泛应用于各类高科技领域的高新技术材料。本文主要介绍了新型可降解材料——聚乳酸的两种合成方法、基本性能、降解机理以及如何延长其使用寿命和前景展望。 关键词:聚乳酸;合成;降解;使用寿命 聚乳酸(PLA)是以玉米为主要原料,经发酵制得乳酸,再经聚合而制成的高分子材料,具有良好的生物相容性和生物可降解性。PLA可像聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等热塑性塑料那样加工成各种产品,如薄膜、包装袋、包装盒、食品容器、一次性快餐盒、饮料用瓶、药物缓释包装剂等。 1 聚乳酸的生产方法 聚乳酸的合成有两种方法,即乳酸直接聚合法和环丙交酯开聚合法。 1.1直接缩聚法 直接缩聚法是乳酸的直接脱水缩聚,其聚合工艺短,对聚合单体的要求与普通缩聚单体的要求一致,但所得聚乳酸分子量小,且产品性能差,易分解,实用价值小。 1.2间接聚合法 间接聚合法因为是环状二聚体的开环聚合,不同于一般的缩聚,没有小分子水生成,所以不需要进行抽真空排除小分子,聚合设备简单,此法所得聚乳酸分

子量高达数万乃至数百万,机械强度高。近年来,为便于工业化生产,主要集中在开环聚合的高效催化体系,新型结构和组成的共聚物的合成等方面的研究,以制备更高分子量的聚乳酸。 2 聚乳酸的基本性能 聚乳酸是其中一种研究较多和性能较好的可生物降解的高分子材料。乳酸有非常好的透明性,可在牛物体内分解、吸收,同时其力学性能可和通用塑料媲美。聚乳酸制品废弃后在土壤或水中,会在微生物的作用下分解成二氧化碳和水,随后在太阳光合作用下它们又会成为淀粉的起始原料,对人体无害,具有良好的生物相容性。聚乳酸现已成为生物降解医用材料领域中最受重视的材料之一。目前,聚乳酸已被广泛应用于药物控制释放材料、免拆手术缝合线和注射用微胶囊、埋植剂、骨材料、眼科材料等。此外,聚乳酸还可用于农业、包装材料、日用杂品等领域。 3 聚乳酸的降解 乳酸是一种性能优异的生物降解材料,能被酸、碱、生物酶等降解,降解的最终产物是CO2和H2O,对环境无污染。早已公认为是最有前途的医用可降解高分子材料。 3.1聚乳酸的降解机理 PLA作为聚酯类材料,其降解分为简单水解降解和酶催化降解。简单水解降解是酯化反应的逆反应,起始于水的吸收,小分子的水移至样品的表面,扩散进入酯键或亲水基团的周围。在介质中酸、碱的作用下,酯键发生自由水解断裂,样品的数均分子量缓慢降低,当分子量降低到一定程度,样品开始溶解,生成可溶的降解产物。 3.2 影响聚乳酸降解的因素 聚乳酸所处环境对其降解有很大关系,凡是能引起酯键断裂的因素都可以使聚乳酸发生降解,主要的因素有微生物、酶、聚合结构,此外如氧的存在与否、pH值、温度、湿度等也对其有影响。

环境材料学作业

环境材料学作业 1.用无害的技术和工艺替代有害和污染的工艺是减缓环境恶化的一项有效措施,试分析环 境替代材料的研究现状及发展趋势。 2.用自己的理解给出环境材料的定义。 3.从人类的历史进程分析材料科学与技术的发展,找出材料与环境的关系。 4.你认为哪些材料可以属于环境材料?试从你身边找出一些环境材料的例子。 5.分析环境材料的研究内容应该包括哪几部分? 6.环境材料是材料和环境两大学科之间的一个交叉学科,考虑如何从交及学科这个角度去 发展环境材料。 7.根据你对可持续发展的理解,考虑如何实现(1)金属材料;(2)高分子材料;(3)无机非金 属材料(选一种)的可持续发展,并提出几项可具体实施的技术措施。 8.工业生态学的实质是将自然界生态自循环的概念引入工业生产过程,实现工业的良性循 环。结合材料工业的特点,考虑材料生产在理想的生态工业过程中的地位和作用。 9.分析材料的环境影响须应用LCA方法,分析资源效率要用到材料流理论。这两种方法都 是基于物质不灭和能量守恒原理建立起来的,试分析一下两者的异同之处。 10.从如何提高材料生产及使用的资源效率的角度,综述物质流分析方法的研究现状及发展 趋势。 11.在F-10理论中,强调只有将资源和能源效率提高10倍,才能消除由于人口增长及经济规 模扩大给环境带来的负面影响。在材料工业中要达到这一目标,你认为科学技术、管理和人才等因素各占多大比重,用数据说明最重要的影响因素是什么。 12.你认为材料的生态设计应该从哪几个角度考虑,应包括哪些内容,请按重要性排序。 13.作为一名材料工程师,你的公司需要你去开发一种新材料,你将如何考虑这种新材料的 环境性能? 14.从环保的角度分析一下,再生设计是属于末端治理还是初始端治理? 15.与生态工业学相比较清洁生产的局限性表现在哪些方面? 16.侧重末端治理的主要问题表现在哪几个方面? 17.选择一个你所熟悉的产品、事件或过程用LCA方法进行环境影响评价。

环境化学结课论文

白色污染的危害与治理 常晓韦 河北北方学院经管学院09级农林经济管理1班选修号39 摘要:伴随人们生活节奏的加快,社会生活正向便利化、卫生化发展。为了顺应这种需求,一次性泡沫塑料饭盒、塑料袋、筷子、水杯等开始频繁地进入人们的日常生活。这些使用方便、价格低廉的包装材料的出现给人们的生活带来了诸多便利。但另一方面,这些包装材料在使用后往往被随手丢造成"白色污染";形成环境危害,成为极大的环境问题。 关键字:白色污染塑料自然环境增塑剂塑料饭盒 所谓"白色污染"是指由农用薄膜、包装用塑料膜、塑料袋和一次性塑料餐具(以上统称塑料包装物)的丢弃所造成的环境污染。由于废旧塑料包装物大多呈白色,因此称之为"白色污染"。 白色污染是我国城市特有的环境污染,在各种公共场所到处都能看见大量废弃的塑料制品,他们从自然界而来,由人类制造,最终归结于大自然时却不易被自然所消纳,从而影响了大自然的生态环境。从节约资源的角度出发,由于塑料制品主要来源是面临枯竭的石油资源,应尽可能回收,但由于现阶段再回收的生产成本远高于直接生产成本,在现行市场经济条件下难以做到。面对日益严重的白色污染问题,人们希望寻找一种能替代现行塑料性能,又不造成白色污染的塑料替代品,可降解塑料应运而生,这种新型功能的塑料,其特点是在达到一定使用寿命废弃后,在特定的环境条件下,由于其化学结构发生明显变化,引起某些性能损失及外观变化而发生降解,对自然环境无害或少害。。我国是世界上十大塑料制品生产和消费国之一,所以“白色污染”日益严重。 1995年全国塑料消费总量约1100万吨,其中包装用塑料达211万吨。包装用塑料的大部分以废旧薄膜、塑料袋和泡沫塑料餐具的形式被任意丢弃。据调查,北京市生活垃圾的3%为废旧塑料包装物,每年产生量约为14万吨;上海市生活垃圾的7%为废旧塑料包装物,每年产生量约为19万吨。丢弃在环境中的废旧包装塑料,不仅影响市容和自然景观,产生"视觉污染",而且难以降解,对生态环境还会造成潜在危害,如:混在土壤中,影响农作物吸收养分和水分,导致农作物减产;增塑剂和添加剂的渗出会导致地下水污染;混入城市垃圾一同焚烧会产生有害气体,污染空气,损害人体健

复合材料结课论文

石墨烯/碳纳米管复合材料的制备及应用进展 摘要石墨烯和碳纳米管都是纳米尺寸的碳材料,这些材料与其他材料相比具有极大的比表面积、良好的导电性以及优秀的机械性能等特性。选择合适的方法制备出石墨烯/碳纳米管复合材料,它们之间可以产生一种协同效应,使其各种物理化学性能得到增强,因而这种复合材料在很多领域有着极大的应用前景。本文以石墨烯/碳纳米管复合材料为综述对象,详细地介绍了它的制备、应用等方面的进展,同时也对其发展前景进行了展望,使得该复合材料向其它领域延伸和扩展。 关键词石墨烯;碳纳米管;复合材料;结构;制备方法;应用;研究现状 Progress of Preparation and Application of Graphene/Carbon Nanotube Composite Materials Abstract Graphene and carbon nanotubes are nanoscale carbon materials,these materials compared with other materials has a great specific surface area,good electrical conductivity and excellent mechanical properties.Choose the appropriate method of graphene/carbon nanotube composite materials,it can produce a synergistic effect between them,the various physical and chemical performance is enhanced,thus this kind of composite material has a great application prospect in many fields.Based on graphene/carbon nanotube composite materials for review object,its preparation and application were introduced in detail,the progress of its development foreground is prospected at the same time,makes the composite material extend and expand to other areas. Keywords graphene;carbon nanotube;composite;structure;preparation methods;application;research status 碳纳米管(CNT)和石墨烯(Graphene)是常见的材料,分别在1991年和2004年被发现,并且从材料发现一直受到人们的重视。碳纳米管属于一种结构相对特殊的一维量分子材料,该材料直径能够做到纳米级别,轴向尺寸为微纳米级,管的两端均为封口,保证碳纳米管材料具有足够的强度,石墨烯:各种石墨形体之母见图。

智能材料结课论文

智能材料结课论文 题目:智能材料及智能皮肤研究现状学院:材料科学与工程学院 专业:高分子材料与工程11-1 姓名:Lulay 学号:4201007

摘要:目前在新材料领域中,正在形成一门新的分支学科——高分子智能材料,也有人称机敏材料。高分子智能材料是通过有机和合成的方法,使无生命的有机材料变得似乎有了“感觉”和“知觉”。这类材料在实际生活中已有了应用,并正在成为各国科技工作者的崭新研究课题,预计不远的将来,这些材料将进入到我们的生活中。比如,德国著名的化学康采思巴斯夫公司正在研制一种智能塑料——智能塑料;日本正在研制的用高分子聚碳酸酯与液晶结合而成的液晶膜或人工分离膜已在医药工业得到应用;意大利在研制有“感觉”功能的“智能皮肤”,已处于世界领先地位。 关键词:智能材料高分子智能材料智能皮肤研究现状 智能材料 智能材料(Intelligent material),是一种能感知外部刺激,能够判断并适当处理且本身可执行的新型功能材料。智能材料是继天然材料、合成高分子材料、人工设计材料之后的第四代材料,是现代高技术新材料发展的重要方向之一,将支撑未来高技术的发展,使传统意义下的功能材料和结构材料之间的界线逐渐消失,实现结构功能化、功能多样化。一般说来,智能材料有七大功能,即传感功能、反馈功能、信息识别与积累功能、响应功能、自诊断能力、自修复能力和自适应能力。

根据一种比较笼统的分类方法,分为两大类:(1)智能材料结构。在基体材料中,嵌入具有传感、动作和处理功能的三种原始材料。(2)有些材料微观结构本身就具有智能功能,能够随着环境和时间的变化改变自己的性能,如自滤玻璃、受辐射时性能自衰减的Inp半导体等。 因为设计智能材料的两个指导思想是材料的多功能复合和材料的仿生设计,所以智能材料系统具有或部分具有如下的智能功能和生命特征:(1)传感功能(Sensor)。能够感知外界或自身所处的环境条件,如负载、应力、应变、振动、热、光、电、磁、化学、核辐射等的强度及其变化。(2)反馈功能(Feedback)。可通过传感网络,对系统输入与输出信息进行对比,并将其结果提供给控制系统。(3)信息识别与积累功能。能够识别传感网络得到的各类信息并将其积累起来。(4)响应功能。能够根据外界环境和内部条件变化,适时动态地作出相应的反应,并采取必要行动。(5)自诊断能力(Self-diagnosis)。能通过分析比较系统的状况与过去的情况,对诸如系统故障与判断失误等问题进行自诊断并予以校正。(6)自修复能力(Self-recovery)。能通过自繁殖、自生长、原位复合等再生机制,来修补某些局部损伤或破坏。(7)自调节能力(Self-adjusting)。对不断变化的外部环境和条件,能及时地自动调整自身结构和功能,并相应地改变自己的状态和行为,从而使材料系统始终以一种优化方式对外界变化作出恰如其分的响应。 随着时代进步,相继又出现了许多具有智能结构的新型的智能材料。如,英国宇航公司在导线传感器,用于测试飞机蒙皮上的应变与

环境材料-深圳大学材料学院

深圳大学课程教学大纲 课程编号: 23209928 课程名称: 环境材料 开课院系: 材料学院 制订(修订)人: 杨海朋 审核人: 批准人: 2007年 7月18日制(修)订

课程名称: 环境材料 英文名称: Ecological Materials 总学时: 36 其中:实验课 0 学时 学分: 2 先修课程: 无 教材:《环境材料》,孙胜龙主编,化学工业出版社2002年 参考教材:《环境材料学》,翁端主编,清华大学出版社2001年 授课对象:材料科学与工程 课程性质: 专业选修 教学目标: 全面介绍各类环境材料,使学生系统地掌握材料在开发、应用、制备、加工、再生等过程中对环境造成的各种影响,在此基础上了解环境材料在不同领域中的应用情况。学生在完成本课程学习后,应能够: 1. 了解各类材料在整个生命周期内对环境可能造成的危害; 2. 积极主动地使用环境材料,自觉地去研究和开发环境材料。课程简介: 环境材料科学是20世纪末发展起来的一门新兴学科,它是环境科学与材料科学相互渗透、相互结合的交叉学科。本课程系统地介绍了当前不同领域中形成的不同环境材料,包括绿色包装材料、环境降解材料、绿色建筑材料、环境净化材料、环境替代材料、微生物环境材料、废弃物利用、能源及新能源材料、自然岩石(矿物)材料、仿

生保健材料、纳米材料和环境修复材料等。学习本课程重点在于深入理解环境材料这一概念的内涵,系统地了解材料在开发、应用、制备、加工、再生等过程中对环境造成了哪些方面的影响,在此基础上了解环境材料在不同领域中的应用情况。本课程在教学上注重结合生活中的各种环境问题,如水污染,装修污染等,来介绍解决相关问题的各种环境材料。 教学内容: 1.环境材料概论 环境材料概念的建立过程;环境材料研究的内容;研究环境材料的意义;环境材料的研究历史;研究环境材料应注意的几个问题 2.环境材料评价方法 环境材料的判别依据;生命周期评价方法;生命周期评价方法运用实例;生命周期评价方法的局限性; 3.绿色包装材料 包装与环境的相互关系;绿色包装材料的类型;绿色包装材料的发展方向;绿色包装材料开发与设计原则;包装材料的法规与政策; 4.环境降解材料—降解塑料 普通塑料的环境负荷;降解塑料的主要类型及其制备;塑料降解机理;降解塑料在生产和生活中的应用;当前降解塑料存在问题与今后的发展趋势; 5. 绿色建筑材料 常见的传统建材及其环境危害;绿色涂料的类型;新型生态建筑

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