生态材料导论-第一章

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1、生态材料导论彭志平材料科学与工程学院A323zzpeng@ncu.edu.cn1课程简介生态材料学是21世纪材料科学的重要研究方向，也是一个多学科交叉的新颖领域。本课程主要介绍生态材料学的基本概念和理论，材料与生态环境，生态材料的评估、设计、生产、循环再生。并分类介绍木材、金属、高分子材料、复合材料、陶瓷、包装材料、建筑材料等各类材料的生态化和新型生态材料的相关知识。2本课程的学习目的初步掌握生态材料学的基本概念与理论，并对生活中的各类生态材料具有一定的认识。培养合理利用生态材料的能力和保护生态环境的意识。3参

2、考书目张剑波编洪紫萍，王贵公《环境材料导论》《生态材料导论》北京大学出版社出版化学工业出版社4生态材料的研究背景材料的地位材料是国民经济和社会发展的基础和先导，它与能源、信息并行，被视为现代高科技的三大标志。材料是社会文明进步的标志。环境对材料的作用社会环境是推动材料科学发展的动力；自然环境是材料生产的基础。5材料对环境的影响6材料对环境的影响(1)材料制造行业通常是地球资源的消耗大户(2)固体废弃物中有毒有害成分的污染(3)气体废弃物对大气的污染(4)液体废弃物对水体的污染(5)核辐射污染(6)物理污染7材料与

3、环境8人类活动对地球环境的影响9地球面临着人口膨胀和资源过度消耗，大气、水质的污染，有毒废物的排放，温室气体导致的全球气候变暖，生物物种的大量消失等一系列危机。面对如此困境，脆弱的地球还能承受吗？10可持续发展既可满足当代人的需要，又不损害后代人需求的发展；经济建设与人口、资源和环境要协调发展，既能达到发展经济的目的，又能保护人类赖以生存的自然资源和环境，使人类能够连续不断地发展。11当今社会持续发展面临的三大问题人口膨胀资源短缺环境恶化发展与环境相容、与环境协调、对环境友好的新材料12生态环境材料概念的

4、提出1992年，日本东京大学的山本良一教授等提出了“生态环境材料”的概念（Ecomaterials，由EnvironmentalConsciousMaterials或EcologicalMaterials缩写而成）。山本良一RyoichiYamamoto可翻译成生态材料、绿色材料、生态环境材料、环境友好型材料、环境协调性材料、环境兼容性材料、环境相容性材料1310:56:02定义：生态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。是一个动态和发展的概念。既包括经改造后的现

5、有传统材料，也包括新开发的环境材料。1410:56:02环境负荷：是指某一具体材料在其生产、使用、消费或再生过程中耗用的自然资源数量和能源数量，以及其向环境体系排放的各种废弃物（如气态、固态和液态废弃物）的总和。即材料的环境负荷＝{资源，能源，排放物}环境负荷主要包括资源摄取量；能源消耗量；污染物排放量及其危害；废弃物排放量及其回收、处置的难易程度等因素。1510:56:02生态环境材料的三个特点先进性：满足功能需求环境协调性（优先争取的目标）舒适性：经济性、可接受性16环境协调性A区：天然材料AB区：功

6、能材料C区：低成本材料DD区：环境材料BC功能性经济性生态环境材料的三角形性能框架17生态环境材料的主要判别标准（1）节约能源（2）节约资源（3）可重复使用（4）可循环再生（5）结构可靠性（6）化学稳定性（7）生物安全性（8）舒适性（9）有毒、有害替代（10）环境清洁、治理功能18生态环境材料的设计思路在传统材料研究所追求的优异使用性能的基础上，充分考虑资源的有限性和尽可能降低环境负担等因素，采取有效措施，使材料具有能够再生循环利用的特性，从材料的设计阶段开始，就把材料的使用性能同保护地球生态环境、保障生活环境的舒

7、适性充分结合起来，这是对传统材料技术与工程的革新。19生态环境材料的分类按照生态环境材料的性质和功能分类：天然资源环境材料金属材料类环境材料无机非金属材料类环境材料高分子生态环境材料生态环境功能材料2010:56:02按照生态环境材料应用（1）绿色能源材料（2）信息材料（3）绿色建筑材料（4）自然材料（5）净化材料21生态环境材料研究什么？研究材料对生态环境的作用及生态环境对这种作用的反应和行为；研究与材料生产、使用和废弃密切相关的环境问题22手段：定量评价材料寿命周期中（LifeCycleAssessme

8、nt，LCA）的环境负荷，研究材料的环境问题或材料的环境负荷值及其特征。目标：如何对材料和物质进行再利用和再生循环利用，从根本上解决资源日益短缺，大量废弃物所造成的生态环境日益恶化等问题。主要研究2个方面：理论研究和应用研究23生态环境材料的研究内容生态环境材料的研究目标和内容发展阶段目标主要内容治理现在的污染，改善生态环治标末端治理境治