圖書簡介
本書是作者多年在清華大學從事環境材料研究和教學的總結。全書共分15章,主要分為環境材料理論、環境材料關鍵技術、環境工程材料及環境友好材料等,包括材料對環境的影響因素、材料環境影響評價方法、資源效率理論、材料生態設計、材料環境友好加工及製備、材料工業生態學、環境治理材料、有價元素回收利用技術、有毒有害元素替代技術、純天然材料、仿生物材料、環境降解材料、綠色包裝材料、生態建材等。本書每章都附閱讀及參考文獻、思考題,可用作材料、環境、建築、化工、化學、生物、機械、汽車、土木和水利等專業的高校教材,並供相關科技人員參考
圖書前言
材料、能源、信息構成了我們生存的現實物質世界。2010年涉及石墨烯的研究和2011年涉及準晶的研究獲得諾貝爾獎表明材料科學與技術對社會及科學發展具有重要的支撐作用。人類進入21世紀以來,全球化的能源短缺和環境污染已成為社會發展的主要制約因素。研究和發展環境材料理論,提高資源效率,減少環境污染,是材料科學工作者義不容辭的責任。環境材料學自20世紀90年代初興起以來,一直是材料科學與技術的研究熱點。十餘年來,從事環境材料研究的隊伍越來越壯大,其科學內容日臻完善,理論體系日趨完整。
本書是作者多年在清華大學從事環境材料研究和教學的總結,是作者為全校本科生、研究生開設“環境材料”課程使用的教材。全書共分15章,主要介紹環境材料理論、環境材料關鍵技術、環境工程材料、環境友好材料等,包括材料對環境的影響因素、材料環境影響評價方法、資源效率理論、材料生態設計、材料環境友好加工及製備、 。
圖書目錄
第1章緒論
1.1環境材料的起源和定義
1.1.1環境材料的歷史起源
1.1.2環境材料的定義
1.2環境材料的研究意義
1.2.1材料科學產生的必然性
1.2.2自然界對人類行為的反作用
1.2.3環境材料是21世紀材料領域重要的發展需求
1.3環境材料的研究內容
1.3.1環境材料的理論研究
1.3.2環境材料的套用研究
1.4環境材料的發展趨勢
閱讀及參考文獻
思考題
第2章材料對環境的影響
2.1材料在國民經濟中的作用
2.2材料與資源、環境的關係
2.3材料加工和使用過程中的資源和能源消耗
2.3.1全球資源和能源現狀
2.3.2中國資源和能源現狀
2.3.3材料加工和使用過程中的資源消耗
2.3.4材料加工和使用過程中的能源消耗
2.4固、液、氣態污染物的排放
2.4.1大氣污染物
2.4.2水體污染物的形成與排放
2.4.3固態污染物的形成與排放
2.5其他環境影響
2.5.1全球溫室效應
2.5.2區域毒性水平
2.5.3臭氧層破壞
2.5.4電磁波污染
2.5.5噪聲污染
2.5.6放射性物質污染
2.5.7光污染
閱讀及參考文獻
思考題
第3章材料環境影響的評價技術
3.1常見的環境指標及其表達方法
3.1.1能耗表示法
3.1.2環境影響因子
3.1.3環境負荷單位
3.1.4單位服務的材料消耗
3.1.5生態指數表示法
3.1.6生態因子表示法
3.2材料的環境影響評價方法與標準
3.2.1LCA的起源
3.2.2LCA的定義
3.3LCA的技術框架及評價過程
3.3.1目標和範圍定義
3.3.2編目分析
3.3.3環境影響評價
3.3.4評價結果解釋
3.4常用的LCA評價模型
3.4.1輸入輸出法
3.4.2線性規劃法
3.4.3層次分析法
3.5LCA套用舉例
3.5.1建築瓷磚的環境影響評價
3.5.2聚氨酯防水塗料生產過程的環境影響評價
3.5.3用層次分析法評價一般材料的環境影響
3.6LCA的局限性
3.6.1套用範圍的局限性
3.6.2評價範圍的局限性
3.6.3評價方法的局限性
3.7材料的環境性能資料庫
3.7.1建立材料環境性能資料庫的基本原則
3.7.2常用環境資料庫介紹
閱讀及參考文獻
思考題
第4章材料的資源效率理論
4.1材料的資源效率
4.1.1資源概述
4.1.2材料生產的資源效率
4.2材料流分析
4.2.1材料流理論概述
4.2.2材料流分析的研究架構和主要指標
4.2.3材料流分析的基本方法
4.2.4材料流分析理論的套用實踐
4.3資源保護和綜合利用
閱讀及參考文獻
思考題
第5章材料的生態設計
5.1材料產業的可持續發展
5.1.1可持續發展概述
5.1.2材料產業的可持續發展
5.2材料的生態設計
5.2.1生態平衡
5.2.2生態設計的理念、原則及要素
5.2.3生態設計的方法
5.3生態設計案例分析
5.3.1Ecosystems Brand的家具設計
5.3.2家電行業的生態設計
閱讀及參考文獻
思考題
第6章材料的環境友好加工及製備
6.1降低材料環境負擔性的技術
6.1.1避害技術
6.1.2污染控制技術
6.1.3再循環利用技術
6.1.4補救修復技術
6.2清潔生產技術
6.2.1定義
6.2.2清潔生產的理論基礎
6.2.3清潔生產的主要內容
6.2.4實現清潔生產的途徑
6.3清潔生產技術的實踐
6.3.1鋼鐵工業清潔生產技術
6.3.2水泥工業清潔生產技術
閱讀及參考文獻
思考題
第7章材料工業生態學
7.1工業生態學的起源
7.2工業生態學的基本原理
7.3工業生態學的研究方法
7.3.1工業代謝
7.3.2生命周期評價
7.3.3投入產出分析
7.3.4生態工業評價指標
7.3.5為環境設計
7.3.6產業共生
7.4工業生態學的套用案例: 凱隆堡生態工業園
閱讀及參考文獻
思考題
第8章環境治理材料
8.1大氣污染治理材料
8.1.1大氣污染及其控制技術
8.1.2過濾材料
8.1.3吸附材料
8.1.4催化材料
8.2水污染治理材料
8.2.1水污染及其處理技術
8.2.2氧化還原型水污染治理材料
8.2.3沉澱分離型水污染治理處理材料
8.2.4稀釋中和型水污染治理材料
8.2.5膜材料
8.3其他污染控制材料
閱讀及參考文獻
思考題
第9章固體廢棄物中有價元素的回收利用技術
9.1固體廢棄物及資源化利用
9.1.1固體廢棄物的分類
9.1.2固體廢棄物的危害
9.1.3固體廢棄物資源化利用及管理現狀
9.2幾種主要固體廢棄物資源化利用
9.2.1報廢汽車的資源化利用
9.2.2報廢電子電器的資源化利用
9.2.3廢舊電池的資源化利用
閱讀及參考文獻
思考題
第10章有毒有害元素的替代技術
10.1背景及政策
10.1.1RoHS和WEEE指令
10.1.2中國的RoHS法規及實施進程
10.2有毒有害元素替代材料的研究和套用進展
10.2.1無鉛焊料
10.2.2無毒塑膠穩定劑
10.2.3汞、鉻等的替代材料
閱讀及參考文獻
思考題
第11章純天然材料
11.1木材的開發和利用
11.1.1木材的結構和性質
11.1.2木材的環境特性
11.1.3木材改性及套用
11.1.4木材深加工及套用
11.2竹材的開發和利用
11.2.1竹材的結構與性質
11.2.2竹材的加工利用
11.3石材的開發和利用
11.4其他天然材料的開發和利用
11.4.1稻殼
11.4.2秸稈
11.4.3其他天然資源的綜合利用
閱讀及參考文獻
思考題
第12章仿生物材料
12.1仿生物材料的環境性能
12.2天然生物材料的組成
12.2.1結構蛋白質
12.2.2結構多糖及生物軟組織
12.2.3生物複合纖維
12.2.4生物礦物
12.3仿生物材料的製備與套用
12.3.1生物陶瓷及其複合材料
12.3.2組織工程材料
12.3.3仿生智慧型材料
閱讀及參考文獻
思考題
第13章環境降解材料
13.1概述
13.1.1可降解塑膠的研究背景
13.1.2可降解塑膠的定義及發展歷史
13.2可降解塑膠的分類
13.2.1光降解塑膠
13.2.2生物降解塑膠
13.2.3光?生物共降解塑膠
13.3材料的環境降解機理
13.3.1光降解機理
13.3.2生物降解機理
13.3.3光?生物共降解機理
13.4生物降解材料的套用趨勢及發展前景
閱讀及參考文獻
思考題
第14章綠色包裝材料
14.1概述
14.2包裝材料的分類
14.3包裝材料的環境影響及其評價
14.3.1包裝材料對環境的影響
14.3.2包裝材料的環境影響評價
14.4綠色包裝材料的設計和加工技術
14.4.1綠色包裝的概念
14.4.2綠色包裝材料的設計
14.4.3綠色包裝材料的加工處理技術
14.5綠色包裝材料的開發和套用
14.5.1綠色包裝替代材料
14.5.2綠色包裝改性材料
14.5.3綠色包裝新材料的開發及套用
閱讀及參考文獻
思考題
第15章生態建材
15.1建材與環境
15.1.1建材對環境的影響
15.1.2環境污染對建材及建築物的影響
15.2生態建材
15.3典型的生態建材產品
15.3.1生態水泥
15.3.2生態混凝土
15.3.3生態建築
15.4環境友好裝飾材料
15.4.1建築塗料
15.4.2壁紙牆布
15.4.3綠色地板
15.4.4貼面膠合板
15.5環境功能玻璃
15.5.1熱反射玻璃
15.5.2高性能隔熱玻璃
15.5.3自動調光玻璃
15.5.4隔音隔熱玻璃
15.5.5電磁禁止玻璃
15.5.6抗菌自潔玻璃
15.6建築衛生陶瓷
15.7輔助建材及建材化學品
15.8固體廢棄物在建築中的套用
15.8.1工業固體廢渣在建築材料中的綜合利用
15.8.2非金屬礦產品與生態建材
15.8.3生態型化學建材
閱讀及參考文獻
思考題
第1章緒論
1.1環境材料的起源和定義
1.1.1環境材料的歷史起源
1.1.2環境材料的定義
1.2環境材料的研究意義
1.2.1材料科學產生的必然性
1.2.2自然界對人類行為的反作用
1.2.3環境材料是21世紀材料領域重要的發展需求
1.3環境材料的研究內容
1.3.1環境材料的理論研究
1.3.2環境材料的套用研究
1.4環境材料的發展趨勢
閱讀及參考文獻
思考題
第2章材料對環境的影響
2.1材料在國民經濟中的作用
2.2材料與資源、環境的關係
2.3材料加工和使用過程中的資源和能源消耗
2.3.1全球資源和能源現狀
2.3.2中國資源和能源現狀
2.3.3材料加工和使用過程中的資源消耗
2.3.4材料加工和使用過程中的能源消耗
2.4固、液、氣態污染物的排放
2.4.1大氣污染物
2.4.2水體污染物的形成與排放
2.4.3固態污染物的形成與排放
2.5其他環境影響
2.5.1全球溫室效應
2.5.2區域毒性水平
2.5.3臭氧層破壞
2.5.4電磁波污染
2.5.5噪聲污染
2.5.6放射性物質污染
2.5.7光污染
閱讀及參考文獻
思考題
第3章材料環境影響的評價技術
3.1常見的環境指標及其表達方法
3.1.1能耗表示法
3.1.2環境影響因子
3.1.3環境負荷單位
3.1.4單位服務的材料消耗
3.1.5生態指數表示法
3.1.6生態因子表示法
3.2材料的環境影響評價方法與標準
3.2.1LCA的起源
3.2.2LCA的定義
3.3LCA的技術框架及評價過程
3.3.1目標和範圍定義
3.3.2編目分析
3.3.3環境影響評價
3.3.4評價結果解釋
3.4常用的LCA評價模型
3.4.1輸入輸出法
3.4.2線性規劃法
3.4.3層次分析法
3.5LCA套用舉例
3.5.1建築瓷磚的環境影響評價
3.5.2聚氨酯防水塗料生產過程的環境影響評價
3.5.3用層次分析法評價一般材料的環境影響
3.6LCA的局限性
3.6.1套用範圍的局限性
3.6.2評價範圍的局限性
3.6.3評價方法的局限性
3.7材料的環境性能資料庫
3.7.1建立材料環境性能資料庫的基本原則
3.7.2常用環境資料庫介紹
閱讀及參考文獻
思考題
第4章材料的資源效率理論
4.1材料的資源效率
4.1.1資源概述
4.1.2材料生產的資源效率
4.2材料流分析
4.2.1材料流理論概述
4.2.2材料流分析的研究架構和主要指標
4.2.3材料流分析的基本方法
4.2.4材料流分析理論的套用實踐
4.3資源保護和綜合利用
閱讀及參考文獻
思考題
第5章材料的生態設計
5.1材料產業的可持續發展
5.1.1可持續發展概述
5.1.2材料產業的可持續發展
5.2材料的生態設計
5.2.1生態平衡
5.2.2生態設計的理念、原則及要素
5.2.3生態設計的方法
5.3生態設計案例分析
5.3.1Ecosystems Brand的家具設計
5.3.2家電行業的生態設計
閱讀及參考文獻
思考題
第6章材料的環境友好加工及製備
6.1降低材料環境負擔性的技術
6.1.1避害技術
6.1.2污染控制技術
6.1.3再循環利用技術
6.1.4補救修復技術
6.2清潔生產技術
6.2.1定義
6.2.2清潔生產的理論基礎
6.2.3清潔生產的主要內容
6.2.4實現清潔生產的途徑
6.3清潔生產技術的實踐
6.3.1鋼鐵工業清潔生產技術
6.3.2水泥工業清潔生產技術
閱讀及參考文獻
思考題
第7章材料工業生態學
7.1工業生態學的起源
7.2工業生態學的基本原理
7.3工業生態學的研究方法
7.3.1工業代謝
7.3.2生命周期評價
7.3.3投入產出分析
7.3.4生態工業評價指標
7.3.5為環境設計
7.3.6產業共生
7.4工業生態學的套用案例: 凱隆堡生態工業園
閱讀及參考文獻
思考題
第8章環境治理材料
8.1大氣污染治理材料
8.1.1大氣污染及其控制技術
8.1.2過濾材料
8.1.3吸附材料
8.1.4催化材料
8.2水污染治理材料
8.2.1水污染及其處理技術
8.2.2氧化還原型水污染治理材料
8.2.3沉澱分離型水污染治理處理材料
8.2.4稀釋中和型水污染治理材料
8.2.5膜材料
8.3其他污染控制材料
閱讀及參考文獻
思考題
第9章固體廢棄物中有價元素的回收利用技術
9.1固體廢棄物及資源化利用
9.1.1固體廢棄物的分類
9.1.2固體廢棄物的危害
9.1.3固體廢棄物資源化利用及管理現狀
9.2幾種主要固體廢棄物資源化利用
9.2.1報廢汽車的資源化利用
9.2.2報廢電子電器的資源化利用
9.2.3廢舊電池的資源化利用
閱讀及參考文獻
思考題
第10章有毒有害元素的替代技術
10.1背景及政策
10.1.1RoHS和WEEE指令
10.1.2中國的RoHS法規及實施進程
10.2有毒有害元素替代材料的研究和套用進展
10.2.1無鉛焊料
10.2.2無毒塑膠穩定劑
10.2.3汞、鉻等的替代材料
閱讀及參考文獻
思考題
第11章純天然材料
11.1木材的開發和利用
11.1.1木材的結構和性質
11.1.2木材的環境特性
11.1.3木材改性及套用
11.1.4木材深加工及套用
11.2竹材的開發和利用
11.2.1竹材的結構與性質
11.2.2竹材的加工利用
11.3石材的開發和利用
11.4其他天然材料的開發和利用
11.4.1稻殼
11.4.2秸稈
11.4.3其他天然資源的綜合利用
閱讀及參考文獻
思考題
第12章仿生物材料
12.1仿生物材料的環境性能
12.2天然生物材料的組成
12.2.1結構蛋白質
12.2.2結構多糖及生物軟組織
12.2.3生物複合纖維
12.2.4生物礦物
12.3仿生物材料的製備與套用
12.3.1生物陶瓷及其複合材料
12.3.2組織工程材料
12.3.3仿生智慧型材料
閱讀及參考文獻
思考題
第13章環境降解材料
13.1概述
13.1.1可降解塑膠的研究背景
13.1.2可降解塑膠的定義及發展歷史
13.2可降解塑膠的分類
13.2.1光降解塑膠
13.2.2生物降解塑膠
13.2.3光?生物共降解塑膠
13.3材料的環境降解機理
13.3.1光降解機理
13.3.2生物降解機理
13.3.3光?生物共降解機理
13.4生物降解材料的套用趨勢及發展前景
閱讀及參考文獻
思考題
第14章綠色包裝材料
14.1概述
14.2包裝材料的分類
14.3包裝材料的環境影響及其評價
14.3.1包裝材料對環境的影響
14.3.2包裝材料的環境影響評價
14.4綠色包裝材料的設計和加工技術
14.4.1綠色包裝的概念
14.4.2綠色包裝材料的設計
14.4.3綠色包裝材料的加工處理技術
14.5綠色包裝材料的開發和套用
14.5.1綠色包裝替代材料
14.5.2綠色包裝改性材料
14.5.3綠色包裝新材料的開發及套用
閱讀及參考文獻
思考題
第15章生態建材
15.1建材與環境
15.1.1建材對環境的影響
15.1.2環境污染對建材及建築物的影響
15.2生態建材
15.3典型的生態建材產品
15.3.1生態水泥
15.3.2生態混凝土
15.3.3生態建築
15.4環境友好裝飾材料
15.4.1建築塗料
15.4.2壁紙牆布
15.4.3綠色地板
15.4.4貼面膠合板
15.5環境功能玻璃
15.5.1熱反射玻璃
15.5.2高性能隔熱玻璃
15.5.3自動調光玻璃
15.5.4隔音隔熱玻璃
15.5.5電磁禁止玻璃
15.5.6抗菌自潔玻璃
15.6建築衛生陶瓷
15.7輔助建材及建材化學品
15.8固體廢棄物在建築中的套用
15.8.1工業固體廢渣在建築材料中的綜合利用
15.8.2非金屬礦產品與生態建材
15.8.3生態型化學建材
閱讀及參考文獻
思考題