环境材料学

《环境材料学》课程各章重点内容1环境与材料材料生产对环境的依存关系、环境材料概念、环境材料的五个判据、主要环境材料种类、环境材料与传统材料、新材料的关系、环境材料学及其主要研究内容。

2材料的环境影响综合评价传统材料和环境材料的评价理论有何不同？材料的评价三角形分析。

环境负荷、材料的寿命全程概念，评价内容描述、环境负荷各项目计算中权重系数的取值问题、废弃物排放因子用加权模型计算时权重系数的计算、环境负荷各项目如何汇总？减少环境负荷的措施。

材料的再生循环设计概念、再生循环设计过程中应考虑的问题、材料的再生循环利用度评价方法、再生过程能量评价与分析。

环境质量评价模型及其各自有缺点、适用场合、计算过程等。

3微生物材料微生物能作为材料使用的原因。

微生物塑料的制备原料与传统塑料制备原料的来源有何不同？微生物塑料的主要生产原料。

紫膜能作为微生物功能材料使用的原理及优点。

两种类型的微生物计算机的原理有何不同？微生物传感器的基本原理及其应用、特点。

微生物燃料电池与传统电池的区别、应用原理。

微生物环境修复材料的特点、微生物固定方式。

微生物环境修复材料的工业应用。

4石墨材料石墨材料加工过程，加工原料的特点。

石墨层间化合物的“阶层”、插入物对石墨层间距离的影响及其计算、石墨层间化合物的奇异膨胀性及其膨胀机理。

石墨密封材料与传统密封材料的比较、石墨密封材料成型方法及其特点、为增强石墨密封材料性能采取的措施。

石墨材料净化含油废水的原理、与传统净化材料活性炭、棉花比有何特点？石墨材料净化大气中SO2有何特点？温度对净化大气中SO2有何影响？5绿色建材什么是绿色建材？传统建材有何缺陷？绿色涂料在生产原料上有何特色？涂料的水性化、高固体化和粉末化区别。

生态水泥生产原料，它与传统硅酸盐水泥在成分和使用过程有何不同？保健环境建材的概念及其种类、特点。

6沸石材料沸石的结构、沸石水和沸石金属离子的性质和作用。

沸石洗涤剂助剂与传统助剂助洗机理比较。

1章绪论1.1环境材料的含义1.2环境材料的研究背景1.3环境材料的研究内容与任务1.4环境材料学的发展概况2章材料科学基本知识3章材料的环境协调性评价4章材料的生态设计与理论8章金属材料概论8.1钢铁铸铁含碳量在2.1%~4.0%之间，多数铸铁中的碳以石墨形式存在，石墨的形状对性能影响较大。

铸铁有很高的耐压强度、耐蚀性和良好的铸造性、耐磨性、消振性和切削性，而且价格低廉，工业应用十分广泛。

加入不同的合金元素可铸成耐热铸铁、耐蚀铸铁和耐磨铸铁等，在可能的条件下“以铁代钢，以铸代锻”可产生巨大的经济效益，一直是工业生产中的趋势之一。

碳钢中的杂质对碳钢性能的影响钢在冶炼的时候，除了必须的合金元素外，不可避免的会从原料中带入一些杂质元素，杂质元素主要有硫、磷、丹、氢、砷、锡、锑等。

这些杂质元素对钢组织和性能产生不利的影响。

硫易在钢种形成FeS共晶体，熔点很低，造成“热脆”。

磷使钢脆化，降低钢的塑形和韧性。

产生“冷脆性”，使钢的冷加工性能和焊接性能变坏。

氧容易在钢中形成氧化物，使性能下降。

氢在钢中形成所谓“氢脆”现象，严重影响钢的塑性，钢的强度越高，脆性越大，造成的危害也越严重。

新钢中的开发1钢中加入地球上含量丰富的Si元素，来代替部分重金属W和Mo。

2Si可提高钢的抗氧化强度，并降低钢的韧-脆转变温度3应用还不广泛9章传统无机非金属类环境材料9.1结构陶瓷陶瓷材料陶瓷的物质结构：陶瓷材料的相组成：晶体相、玻璃相、气相（气孔）晶体相是陶瓷材料最主要的组成相，主要是某些固溶体或化合物，其结构、形态、数量及分布决定了陶瓷材料的特性和应用。

晶体相又分为主晶相、次晶相和第三相。

陶瓷中晶体相主要有含氧酸盐（硅酸盐、钛酸盐等）、氧化物（MgO、Al2O3）、非氧化物（SiC、Si3N4）等。

玻璃相的作用是将分散的晶体相粘结起来，填充晶体之间的空隙，提高材料的致密度：降低烧成温度，加快烧结过程；阻止晶体转变、抑制晶粒长大。

环境材料学知识点总结1. 环境材料的分类环境材料根据其在特定环境条件下的性能和用途不同，可以分为多种类型，常见的环境材料包括耐候材料、耐腐蚀材料、耐高温材料、防护材料等。

这些材料通常具有较好的耐久性和抗老化性能，能够在恶劣的环境条件下长期稳定地工作，并且能够有效地防止氧化、腐蚀、结构损伤等问题的发生。

2. 环境材料的性能环境材料的性能指材料在特定环境条件下的特性和表现，主要包括耐久性、机械性能、化学性能和热学性能等。

耐久性是指材料在长期使用和特定环境条件下不会发生质量变化和性能衰减的能力，它是评价环境材料是否适合特定环境应用的重要指标。

机械性能是指材料在各种外力作用下的表现，包括抗拉强度、硬度、韧性和弹性等特性。

化学性能是指材料与化学物质接触时的反应和耐受能力，主要包括耐腐蚀性和耐化学侵蚀性。

热学性能是指材料在高温、低温等极端温度环境下的性能表现。

3. 环境材料的评价方法对于环境材料的评价，通常需要进行多方面的测试和分析，以全面了解其在不同环境条件下的性能表现和功能适用性。

评价方法主要包括实验测试、数学建模、计算模拟等。

实验测试是通过实际试验对材料进行性能测试，包括耐久性测试、化学性能测试、热学性能测试等。

数学建模是通过数学模型对材料在特定环境条件下的性能进行预测和分析。

计算模拟是通过计算机模拟技术对材料在特定环境条件下的性能进行仿真和分析。

4. 环境材料的设计和改进环境材料的设计和改进是环境材料学的重要研究内容，它旨在通过材料结构、成分和加工工艺等方面的调整和优化，提高材料的性能和适用性，以适应不同的环境条件和应用需求。

常见的材料设计和改进方法包括材料合金化、表面涂层、添加抗氧化剂、改变晶格结构等。

5. 环境材料的应用环境材料在工程领域有着广泛的应用，例如在建筑、航空航天、汽车、船舶、电子设备等领域。

在这些领域，环境材料通常用于承受特定环境条件下的外部气候、化学药剂、热能等影响，以保障工程设备、结构和设备的安全和稳定运行，减少材料老化和损坏。

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。

教学设计教案：环境材料学教案概述：本教案旨在引导学生了解和掌握环境材料学的基本概念、原理和应用。

环境材料学是一门综合性科学，旨在研究材料在环境中的性能和行为，包括材料的可降解性、毒性和对环境的影响等。

本教案将通过理论讲授、案例分析和实验操作等方式，促进学生对环境材料学的深入理解和应用能力的提升。

教学目标：1. 了解环境材料学的基本概念和原理；2. 理解环境材料学在可持续发展中的重要性；3. 掌握环境材料学方法和技术的应用；4. 培养学生的创新思维和解决环境问题的能力；5. 培养学生的实验操作能力和团队合作意识。

教学内容：一、环境材料学概述1.1 环境材料学的定义和发展历程1.2 环境材料学的基本概念和原理二、环境材料的分类和性能2.1 主要的环境材料分类及其特性2.2 环境材料的可降解性和毒性评估三、环境材料的选取与设计3.1 环境材料的性能要求和设计原则3.2 环境友好型材料的设计和应用四、环境材料的测试与评价4.1 环境材料测试的基本方法和标准4.2 环境材料评价指标和方法五、环境材料的应用案例分析5.1 环境材料在建筑领域的应用案例分析5.2 环境材料在能源领域的应用案例分析5.3 环境材料在汽车工程领域的应用案例分析教学方法：1. 理论讲授：通过课堂讲解的方式，向学生介绍环境材料学的基本概念、原理和关键技术等。

2. 案例分析：通过分析环境材料在不同领域的应用案例，激发学生的学习兴趣，并加深对环境材料学的理解。

3. 实验操作：组织学生进行环境材料性能测试和评估实验，提升其实验操作能力和团队协作意识。

4. 小组讨论：鼓励学生进行小组讨论，分享对环境材料学的理解和应用思路，培养学生的创新思维和解决问题的能力。

教学评估：1. 平时表现评估：考察学生的课堂参与度、讨论能力和作业完成情况等。

2. 实验报告评估：评估学生在实验操作和数据分析方面的能力。

3. 期末考试：通过闭卷考试，考察学生对环境材料学的理论知识掌握程度。

环境材料学环境材料学是一门研究材料与环境之间关系的学科。

随着环境问题的日益突出，环境材料学越来越受到人们的重视。

本文将介绍环境材料学的基本概念、研究内容以及应用前景。

环境材料学是材料科学与环境科学的交叉学科，旨在研究材料的制备、性能及其在环境保护和污染治理方面的应用。

环境材料学的目标是开发出高效、环保、可持续的材料，用于减少环境污染、节约能源和资源，改善环境质量。

环境材料学的研究内容包括：环境友好材料的合成与制备、环境修复材料的设计与应用、环境监测与传感材料的开发、环境保护材料的评估与测试等。

例如，研究人员可以通过合成具有高吸附性能的材料来净化废水中的重金属离子；设计可生物降解的材料来替代传统塑料制品，减少对环境的污染；开发高效的光催化材料来降解有机污染物等。

环境材料学的应用前景广阔。

首先，环境材料的研发可以推动绿色制造的发展，降低对环境的影响。

其次，环境材料在清洁能源领域有着重要的应用，例如太阳能电池板的材料研发，可以提高太阳能的转化效率，减少对传统能源的依赖。

第三，环境材料在环境保护和污染治理方面起着重要作用，如废水处理、大气污染控制等。

在环境材料学的研究过程中，科学家们需要进行材料的合成、表征和性能测试。

目前，许多先进的材料制备和测试技术已经广泛应用于环境材料学研究中，如X射线衍射、透射电子显微镜、红外光谱、热重分析等。

这些技术的应用使得研究人员能够更加深入地了解材料的结构、性能和反应机制，为环境材料的设计与应用提供了有力的支持。

总之，环境材料学是一门具有广泛应用前景的交叉学科。

通过研究环境友好材料的合成、性能与应用，可以有效地减少环境污染、节约能源和资源，改善环境质量。

随着环境问题的日益突出，环境材料学的研究将变得越来越重要。

希望本文能够为读者提供对环境材料学的基本了解，并引起更多人对这一领域的关注和研究。

环境材料学第2章材料对环境的影响材料对环境的影响是环境材料学研究的重要内容之一、材料的采集、加工、使用和处理都会对自然环境和人类社会造成影响。

这些影响主要包括资源消耗、能源消耗、污染排放和生态破坏等方面。

首先，材料的采集和加工会消耗自然资源。

材料的采集需要开采矿石、石油等自然资源，而这些资源都是有限的。

大量的资源开采和消耗会导致资源枯竭，对自然环境造成不可逆的损害。

同时，材料的加工过程也需要大量的能源，如电力和燃料。

能源的消耗不仅会产生空气污染和温室气体排放，还会加剧能源短缺的问题。

其次，材料的使用和处理也会对环境造成影响。

一些材料在使用过程中会释放有害物质，如挥发性有机化合物、重金属等。

这些有害物质会污染大气、水源和土壤，对人类健康和生态系统造成危害。

另外，材料在使用过程中产生的废弃物也是一个关键问题。

废弃物的处理需要消耗大量的资源和能源，而不当的处理方法会导致土地、水源和大气的污染。

最后，材料的生产和处理过程还会对生态系统造成破坏。

材料的生产和处理过程中，大量的水资源、土地和生态环境都会受到影响。

比如，一些制造工艺会产生大量的废水和废气，直接排放到水源和大气中，对水体和空气质量造成污染。

此外，大面积的土地开垦和覆盖会破坏当地的生态平衡，导致物种灭绝和生态系统的崩溃。

为了减缓材料对环境的影响，环境材料学提出了一些解决方案。

一方面，可以通过资源循环利用和回收再利用来减少材料的需求和消耗。

这需要加强废弃物的处理和回收利用技术，提高资源利用效率。

另一方面，可以推广绿色材料的使用，绿色材料具有较低的环境影响和更好的可循环性。

绿色材料的开发和应用有助于减少资源消耗和污染排放。

此外，环境材料学还需要开展环境影响评估和生命周期评价研究，为材料的设计和选择提供科学依据。

综上所述，材料对环境的影响是一个复杂而重要的问题。

环境材料学的研究旨在减少材料的资源消耗、能源消耗、污染排放和生态破坏，从而实现可持续发展的目标。