材料与环境

本书以材料与环境的关系为切入点，以材料的环境协调性评价与生态设计为理论基础，重点阐述传统材料生产、使用过程中的环境负荷及其生态化治理技术，并介绍新型环境治理材料和环境替代材料。全书共八章，包括绪论、材料的环境协调性评价与生态设计、金属材料的环境生态化治理、无机非金属材料的环境生态化治理、高分子材料的环境生态化治理、复合材料的环境生态化治理、环境治理材料和环境替代材料。每一章由“本章导读”和“知识脉络图”引入，配以丰富的课后思考题，并以“小贴士”的形式展示与章节知识相关的热点问题，同时提供多样的数字资源，包括知识图谱、多媒体课件和教学视频，以辅助学生自学。本书力求突出以下特点：坚持价值引领，强化工程伦理教育；立足应用型培养定位，突出工程特色；跟踪技术前沿，注重跨学科知识融汇；贯彻学生中心理念，融入数智化技术。本书主要供材料、环境、机械、化学工程及相关专业本科生使用，也可作为高等专科学校、高等职业学院相关专业的教材和有关专业科技人员的参考书用。

高等院校教师

前言第一章绪论1第一节材料在国民经济中的地位与发展1一、材料是人类社会发展程度的重要标志1二、材料是高新技术发展的先导2第二节材料与环境的关系3一、资源、能源支撑着材料的发展4二、材料的环境负荷7三、材料与“双碳”发展目标11第三节课程的主要内容与学习方法12一、主要内容12二、课程特点及学习方法12思考题14参考文献14第二章材料的环境协调性评价与生态设计15第一节材料的环境负荷评价15第二节材料的环境协调性评价17一、生命周期评价的产生和发展18二、生命周期评价的概念与评价方法20三、生命周期评价的局限性23四、材料生命周期评价的特点与应用25第三节材料的生态设计31一、材料的可持续发展31二、材料生态设计理论34三、产品生态设计的主要内容36四、材料生态设计方法37五、材料生态设计应用案例39思考题45参考文献46第三章金属材料的环境生态化治理48第一节钢铁材料生产与环境生态化治理48一、钢铁工业概况48二、钢铁生产典型工艺50三、钢铁生产的环境负荷54四、钢铁工业节能环保与高质量发展的法规和政策62五、钢铁生产的环境生态化治理66六、钢铁工业的清洁生产与节能减排途径83七、案例与讨论91第二节有色金属材料生产与环境生态化治理94一、有色金属工业概况94二、典型有色金属生产工艺95三、有色金属生产的环境负荷101四、有色金属工业节能环保与高质量发展的法规和政策105五、有色金属生产的环境生态化治理108六、案例与讨论119思考题121参考文献121第四章无机非金属材料的环境生态化治理123第一节硅酸盐水泥材料生产及生态化治理123一、硅酸盐水泥行业概况及其环境负荷123二、水泥行业的环境生态设计127三、水泥行业的节能减排技术129四、水泥行业协同处置工业废物的节能减排技术135五、水泥行业节能减排案例141第二节陶瓷材料生产及生态化治理145一、陶瓷的分类及特点145二、我国建筑陶瓷工业的能耗及污染现状147三、陶瓷工业的节能降耗举措151四、陶瓷工业的减排技术及末端治理举措156五、陶瓷工业节能减排的典型案例164第三节玻璃材料生产及生态化治理168一、玻璃的分类、应用及特点168二、玻璃工业的环境负荷169三、玻璃行业节能减排现状及治理措施173四、玻璃行业的清洁生产177五、玻璃行业循环利用情况180六、玻璃行业节能减排的案例184思考题185参考文献185第五章高分子材料的环境生态化治理187第一节高分子材料概况及其环境负荷187一、高分子材料的分类187二、废旧高分子材料的来源190三、高分子材料的环境负荷191第二节高分子材料的可持续发展194一、高分子材料的绿色制造194二、废旧塑料的回收再生198三、废旧橡胶的回收利用208四、可降解高分子材料212五、高分子材料的长寿命设计218六、案例与讨论220思考题225参考文献225第六章复合材料的环境生态化治理228第一节复合材料概况及其环境负荷228一、复合材料的分类及特点228二、增强纤维简介233三、复合材料的环境负荷234第二节复合材料的可持续发展236一、低成本制造技术236二、复合材料的回收244三、生态复合材料的设计与加工251四、案例与讨论254思考题256参考文献256第七章环境治理材料259第一节大气污染治理材料259一、大气污染概况259二、大气污染治理材料的分类及特性260三、案例与讨论271第二节水污染治理材料272一、水污染概况272二、水污染治理材料的分类及特性274三、案例与讨论289第三节土壤污染治理材料290一、土壤污染概况290二、土壤污染治理材料的分类及特性292三、案例与讨论298思考题299参考文献299第八章环境替代材料301第一节高环境负荷原料的替代材料301一、环保型制冷材料301二、环保型洗涤剂材料305第二节环境友好型能源与节能材料308一、环境友好型能源材料308二、环境友好型节能材料312思考题315参考文献315