环境材料基础

第1章绪论1

1?1环境材料的涵义1

1?1?1环境材料的提出1

1?1?2环境材料的涵义2

1?2环境材料的研究背景2

1?2?1材料的地位2

1?2?2环境对材料的作用3

1?2?3材料对环境的影响4

1?2?4环境材料与环境保护8

1?3环境材料学的研究内容与任务9

1?3?1环境材料学的定义9

1?3?2环境材料学的研究内容和研究

方法9

1?3?3环境材料学的任务10

1?4环境材料学的发展概况10

思考题11

参考文献12

第2章材料科学基本知识13

2?1材料的分类和组成14

2?1?1材料的分类14

2?1?2材料的要素15

2?1?3材料的组成16

2?2材料的结构22

2?2?1晶体22

2?2?2非晶体、准晶与液晶27

2?2?3材料的表面与界面29

2?3材料的性能31

2?3?1力学性能32

2?3?2热学性能33

2?3?3电学性能35

2?3?4光性能35

2?3?5磁性能36

2?4材料制备基础37

2?4?1材料的合成与加工37

2?4?2基于液相?固相转变的材料制备37

2?4?3基于固相?固相转变的材料制备39

2?4?4基于气相?固相转变的材料制备40

思考题41

参考文献41

第3章材料的环境协调性评价42

3?1LCA方法的起源与进展研究42

3?1?1LCA的起源与发展42

3?1?2LCA的定义43

3?1?3LCA在国外的研究进展44

3?1?4LCA在国内的研究进展46

3?2材料的环境协调性评价

方法47

3?2?1常见的环境指标及其表达方法47

3?2?2环境材料与材料生命周期评价49

3?2?3材料的环境协调性评价的特点49

3?3材料的环境协调性评价过程50

3?3?1确定目标范围50

3?3?2清查分析51

3?3?3环境影响评价52

3?3?4评价结果解释53

思考题54

参考文献54

第4章材料的生态设计与理论55

4?1生态设计55

4?1?1可持续发展原理55

4?1?2材料设计57

4?1?3生态设计58

4?1?4产品和材料的生态设计60

4?2材料流理论和材料生产的资源效率63

4?2?1材料流理论63

4?2?2材料生产的资源效率65

4?2?3资源的综合利用66

4?3材料生态设计的基本原则和战略68

4?3?1生态设计的基本原则68

4?3?2生态设计的战略69

4?4生态设计的方法70

4?4?1LCA70

4?4?2检查清单法与矩阵法74

4?4?3MIPS最小化法75

4?4?4回顾法与宏观法77

4?5生态设计发展的4阶段模型79

思考题80

参考文献80

第5章材料的环境友好加工及制备82

5?1材料的环境友好加工及制备工艺82

5?1?1再循环利用技术82

5?1?2避害技术85

5?1?3控制技术86

5?1?4补救修补技术88

5?2清洁生产工艺和技术90

5?2?1清洁生产的概念和理论基础90

5?2?2清洁生产的内容94

5?2?3实现清洁生产的主要途径96

5?2?4清洁生产的评价99

思考题103

参考文献103

第6章环境治理功能材料与技术104

6?1环境净化材料104

6?1?1大气污染治理材料与技术104

6?1?2水体污染治理材料与技术107

6?1?3其他污染控制材料与技术113

6?2环境修复材料与技术114

6?2?1固体废物的处理与资源化114

6?2?2重金属污染的防治116

6?2?3固沙材料及沙漠治理技术118

6?3环境替代材料120

6?3?1氯氟烃化合物替代材料120

6?3?2无磷洗涤剂的开发121

6?3?3石棉替代材料123

思考题125

参考文献125

第7章环境生物材料127

7?1环境生物材料简介127

7?2生物填料的分类及特点129

7?2?1定型固定式填料129

7?2?2悬挂式填料130

7?2?3悬浮式填料131

7?3生物滤料概述132

7?4水处理生物材料选择的基本原则134

7?4?1足够的机械强度134

7?4?2优越的物理性状135

7?4?3优良的稳定性135

7?4?4良好的表面带电特性及

亲疏水性135

7?4?5无毒性或抑制性136

7?5水处理生物材料136

7?5?1生物活性炭136

7?5?2生物陶粒140

7?5?3新型生物填料--菌丝球142

7?6生物絮凝剂147

7?6?1生物絮凝剂的起源及发展趋势147

7?6?2生物絮凝剂的特点和分类148

7?6?3生物絮凝剂的絮凝机理150

7?6?4生物絮凝剂的生产过程150

思考题151

参考文献151

第8章金属类环境材料153

8?1金属材料与生态环境153

8?1?1金属与资源153

8?1?2金属与能源159

8?1?3金属与生态环境破坏159

8?2金属材料的生态环境化162

8?2?1添加无毒无害元素162

8?2?2合金元素的选择164

8?2?3新钢种的开发165

8?3再生金属资源利用165

8?3?1废钢166

8?3?2再生铝168

8?3?3再生铜169

8?3?4再生铅172

8?3?5再生锌173

思考题174

参考文献174

第9章无机非金属类环境材料175

9?1无机非金属材料的分类及特点175

9?1?1分类175

9?1?2特点176

9?2无机非金属材料的生态环境化176

9?2?1传统无机非金属材料面临的生态

环境问题176

9?2?2无机非金属材料的生态环境化178

9?3生态建材181

9?3?1建材与环境181

9?3?2生态水泥和生态混凝土183

9?3?3净化和修复装饰装修材料187

9?4新型陶瓷190

9?4?1陶瓷与环境190

9?4?2新型陶瓷生态材料190

思考题193

参考文献193

第10章高分子环境材料194

10?1高分子材料的环境问题194

10?1?1生产过程带来的环境问题194

10?1?2使用过程带来的环境问题195

10?1?3废弃后带来的环境问题195

10?2高分子材料的环境协调化技术195

10?2?1源治理是实现高分子材料与环境

协调发展的根本195

10?2?2高分子环境材料的发展方向197

10?3废旧高分子材料的再生循环技术198

10?3?1废旧高分子材料的组成及分类198

10?3?2废旧高分子材料的回收再循环

技术199

10?3?3无回收再利用价值的废旧高分子

材料的处置技术201

10?4可降解高分子材料202

10?4?1光降解高分子材料203

10?4?2生物降解高分子材料204

10?4?3光?生物双降解高分子材料207

10?4?4可降解高分子材料的应用与发展

前景208

10?5长寿命高分子材料209

10?5?1建筑用高分子材料209

10?5?2农用高分子材料211

思考题211

参考文献212

第11章复合材料的生态环境化213

11?1复合材料及其分类和品种213

11?1?1复合材料的发展与特点213

11?1?2复合材料的分类和品种214

11?2复合材料与环境215

11?2?1复合材料对资源、能源和

环境的贡献215

11?2?2复合材料对环境的影响和当前

存在的问题216

11?2?3复合材料与环境协调的措施217

11?3复合材料的生态设计217

11?4复合材料的循环再生218

11?4?1复合材料的回收218

11?4?2复合材料的再生221

11?5具有环境意识的复合材料222

11?5?1可降解复合材料222

11?5?2废物复合材料223

11?5?3液晶聚合物复合材料223

11?5?4分子智能型复合材料223

11?5?5梯度功能材料224

思考题225

参考文献225