环境材料学-第1章.ppt

Ecomaterial环境材料 FuChaoyang 付朝阳 LabofMaterials EnvironmentalChemistryCollegeofChemistryandChemicalEngineeringTel 87543432 702 O mail cyfu 大连石油泄漏 墨西哥湾石油泄漏 兰州石化 南京化工厂 福建紫金铜矿 松花江石化 2010年材料生产相关的重大事故 Preface ANewResearchdirectionofMSEEnvironmentalProtectionandSustainableDevelopmentInterdisciplineInthedeveloping MainContents IntroducingofEcomaterialMaterialsandEnvironmentEnvironmentalEvaluationMethodEco designVariousofEcomaterials 金属类生态环境材料无机非金属类生态环境材料有机高分子类生态环境材料天然资源环境材料环境治理与污染控制材料 TeachingPurpose ImportantofEcomaterialCategoryandAssessmentMethodofEcomaterialDesign ChoicePhilosophyofEcomaterialGathering AnalyzingandReviewingofEcomaterialandGreenChemicalProcess ReferenceBooks 左铁镛 聂祚仁编著 环境材料基础 北京 科学出版社 2003 翁端编著 环境材料学 北京 清华大学出版社 2001 刘江龙著 环境材料导论 北京 冶金工业出版社 1999 王天民主编 生态环境材料 天津 天津大学出版社 2000 孙胜龙编著 环境材料 北京 化学工业出版社 2002 山本良一编著 王天民译 环境材料 北京 化学工业出版社 1997 师昌绪 李恒德 周廉主编 材料科学与工程手册 下卷 第13篇生态环境材料篇 北京 化学工业出版社 2004 环境材料课程的考核形式 1 选择内容 制作ppt课堂讲解讨论 50 2 习题 50 面临的问题 物质材料与地球环境 资源 能源关系十分密切 作为人类文明社会存在和发展的支柱 物质材料将来应该以怎样的模式发展和存在下去 资源 能源短缺环境污染社会经济的可持续发展 Chapter1Introduction 据统计 当今世界在每1秒钟内 人口增加2 4人 化石燃料的CO2气体排放762t 使空气中CO2浓度增加250t 空气中的O2减少690t 温度升高0 000000000348 热带森林减少6000m2 中国的沙漠化扩大78m2 主要金属生产量28 6t 伴随主要金属生产的总物质移动203t 世界产品总值增加148万美元 Contents 1 OriginandDefinitionofEcomaterial2 Significance3 ResearchCategory4 PresentStatusandDeveloping 环境材料的起源 1990 1991年间 日本东京大学生产技术研究所教授山本良一在研究材料与环境间的关系时指出 以前的材料工程学的基本出发点是力求最大限度地发挥材料的潜在性能和功能 从环境的角度出发 提出了环境调和型材料的概念 译成中文为 环境协调材料 或 环境意识材料 通常简称环境材料 英文单词为 ecomaterial ecologicalmaterialorenvironmentalconsciousmaterial 世界各国开始研究材料的环境性能 评价材料对环境影响的方法 开发环境友好材料及制品 1995年西安第二届国际环境材料大会 一致同意将环境友好材料表达统一为 环境材料 的汉语称谓 环境材料的语言表达 汉语 环境材料 生态材料 绿色材料 生态环境材料 环境友好材料 环境协调性材料 环境兼容性材料 环境相容性材料日语 环境材料 环境調和型材料 环境協調性材料英语 ecologicallybeneficialmaterial environmentallyfriendlymaterial ecomaterial 环境材料初期的一般考虑 节约能源和资源减少环境污染 避免温室效应和臭氧层破坏资源容易回收和循环再利用高使用效率 环境材料的定义 环境材料是指对资源和能源消耗最少 对生态环境影响最小 再生循环利用率最高或可降解使用的新材料 生态环境材料是指同时具有满意的使用性能和优良的环境协调性 或者能够改善环境的材料 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 对环境影响小且再生利用率较高的一类材料 定义的理解 环境协调 低的环境负荷高的可循环再生率要考虑材料的性能或功能应考虑材料寿命周期的全过程重点研究的是材料对自然环境的作用以及自然环境对这种作用的反应和行为环境材料的概念是相对确定的 但判定标准应随科学技术的进步而发展或变化 环境材料的判据 质量判据 技术方面可用性 经济判据 最少投入 最大经济效益 资源判据 最少资源量构成 可再生资源 能源判据 最少能耗 可再生能源 环境判据 环境平衡 环境材料的材料特征分类 节约能源 降低能耗 提高能量效率节约资源 降低资源消耗 提高资料效率可重复使用 只需净化过程即可再次使用可循环再生 收集产品作为原材料结构可靠性 使用时不发生任何断裂或意外化学稳定性 耐化学降解生物安全性 不对动植物生态系统造成危害有毒有害替代 高的可置换性舒适性 抗振 吸收 抗菌 湿度控制 除臭环境清洁 治理功能 污染分离 探测 净化 环境材料学的定义 定义 是一门研究材料的生产与开发 使用与废弃同环境之间的协调性的科学 研究目的 寻找在加工 制造 使用和再生过程中具有相对最低的环境负荷的材料 以满足人类文明社会的持续发展需要 主要特征 从环境保护的角度重新考虑和评价过去的材料科学与工程学 并指导新材料的研究和开发及传统材料的改造和相关加工和制备技术的发展 环境材料的研究意义 材料科学发展的必然阶段石器 青铜器 铁器 高分子半导体 能源 信息 环境材料自然界对人类行为反作用的结果人口膨胀 资源短缺 环境恶化 环境材料学的意义 环境材料涉及哲学 社会学 经济学等多学科的观念与意识 天命论 征服论 和谐论哲学思想的转变世界材料的发展和开发模式的转变环境材料的开发 制备 加工和使用所涉及的学科知识是多方面的 材料科学 生态 环境 社会科学 可持续发展 环境材料的研究内容 环境材料的分阶段目标 环境材料理论研究的主要内容 环境材料应用研究的主要内容 环境材料的研究现状及发展趋势 环境材料的基础理论研究材料需求与自然环境的变化及其规律材料的系统设计理论和方法与环境协调的材料开发理论低环境负荷的合金理论 无机材料理论和高分子材料理论材料再生循环的热力学和动力学材料的环境影响评价及材料环境性能数据库材料的环境负荷数据库材料的环境负荷评价系统材料对自然环境的作用程度评价现用材料的合理性评价环境材料的论证体系及其标准材料再生的合理性评价 环境材料的应用研究低环境负荷材料的开发技术循环再生材料的开发技术功能性环境材料的开发技术废弃材料的综合再生技术现有材料中的有害元素和枯竭性元素的替代技术材料中的杂质无害化技术低环境负荷的工程制备技术和加工技术 世界各国的研究进展实例日本绿色购买网 greenpurchasingnetwork 1910家主要公司 228个地方政府 179个环境消费组织德国 蓝天使 计划加拿大 ECOLOGO 计划美国 健康建材 计划丹麦 室内气候标志系统 IBM公司 环境设计计划 DOW化学公司 减少废弃计划 Chevroint公司 节约资金 减少毒气计划 环境协调产品 丰田公司的混合燃料汽车YOKOGAWA公司的便携式示波器DAIKIN公司的房间空调EBARA公司的无汞泵松下公司的银合金日本铁路公司的子弹头火车 建立材料的环境协调性评价方法及数据库材料的生态设计理论和方法材料循环过程中性能演变及其控制有害元素或稀缺元素的替代研究天然可再生资源的深加工利用废旧高分子材料的循环与再利用环境净化与治