1、1 用自己的理解給出生態(tài)環(huán)境材料的定義。答：生態(tài)環(huán)境材料是指那些具有滿意的使用性能和可接受的經(jīng)濟(jì)性能，并在其制備、使用及廢棄過(guò)程中對(duì)資源和能源消耗較少，對(duì)生態(tài)環(huán)境影響較小且再生利用率較高的一類材料。1 你認(rèn)為那些材料屬于生態(tài)環(huán)境材料？舉例說(shuō)明。（舉例之后還要簡(jiǎn)要說(shuō)明一下）答：比如：生態(tài)水泥、環(huán)保建材、降解樹(shù)脂、環(huán)境工程材料天然資源環(huán)境材料、電磁波防護(hù)類材料、電子功能材料領(lǐng)域的毒害元素替代材料2 試用物質(zhì)不滅和能量守恒的理論來(lái)說(shuō)明材料與資源、環(huán)境的關(guān)系答：眾所周知，材料的生產(chǎn)往往要消耗大量的資源。當(dāng)生產(chǎn)效率一定時(shí)，除有效產(chǎn)品外，大量的廢棄物被排放到環(huán)境中去，造成了環(huán)境的污染。因此對(duì)材料的生產(chǎn)和使

2、用而言，資源消耗是源頭，環(huán)境污染是末尾。也就是說(shuō)，材料的生產(chǎn)和使用與資源和環(huán)境有密不可分的關(guān)系。2 圖2-1是一個(gè)典型的開(kāi)環(huán)工業(yè)生產(chǎn)鏈，從環(huán)保的角度看，若能實(shí)現(xiàn)閉環(huán)的工業(yè)生產(chǎn)鏈，可明顯減少?gòu)U棄物排放。請(qǐng)選擇一個(gè)你感興趣的產(chǎn)品設(shè)計(jì)一個(gè)閉環(huán)生產(chǎn)流程。 資能源 資能源 資能源 鐵礦 鐵水 鋼胚 成品（熱軋鋼板等） 使用 廢棄 污染物 污染物 污染物4 選擇一個(gè)你所熟悉的材料產(chǎn)品或過(guò)程，用物質(zhì)流方法進(jìn)行資源效率分析，并就如何提高資源效率提出具體的技術(shù)措施。答：鋼鐵的資源效率高達(dá)10.4%，就是生產(chǎn)1t純金屬材料所消耗的原材料將近12t。具體技術(shù)措施：1）由外界向高爐-轉(zhuǎn)爐流程內(nèi)某中間工序輸入廢鋼，可提

3、高流程鐵資源效率；2）由外界向高爐-轉(zhuǎn)爐流程內(nèi)某中間工序輸入鐵礦石等自然鐵資源，可提高該流程鐵資源效率。3）通過(guò)提高電爐鋼比，提高鐵資源效率。5 根據(jù)你對(duì)可持續(xù)發(fā)展的理解，考慮如何實(shí)現(xiàn)（1）金屬材料，（2）高分子材料，（3）無(wú)機(jī)非金屬材料（選一種）的可持續(xù)發(fā)展，并提出幾項(xiàng)可具體實(shí)施的技術(shù)措施。金屬材料：利用微生物冶金；代替含稀缺合金元素的新型合金材料和不含毒害元素的材料，以及廢棄物無(wú)害資源化轉(zhuǎn)化技術(shù)；少合金化與通用合金，形成綠色/生態(tài)材料體系，有利于材料的回收與再生利用。高分子材料：1）建立必要的法規(guī)，加強(qiáng)全民的環(huán)保意識(shí)；2）回收塑料，變廢為寶：燃燒廢舊塑料利用熱能，熱分解提取化工原料和改進(jìn)操

4、作技術(shù)、設(shè)備3）發(fā)展環(huán)境友好高分子：可降解塑料的開(kāi)發(fā)和合成，采用生物發(fā)酵的方法合成的生物高分子。6-1生態(tài)加工與傳統(tǒng)加工區(qū)別l ) 從源頭上實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工廢液的零排放;2 ) 徹底消除有毒有害的傳統(tǒng)加工液對(duì)操作人員的健康危害和作業(yè)環(huán)境的污染;3 ) 使用冷風(fēng)可 自然降解油劑和水 ,切屑 回收利用率 1 0 0 % ;4 ) 不需要傳統(tǒng)的冷卻系統(tǒng)及所需的廢液處理設(shè)施等,節(jié)省能耗 2 0 % 以上 ;6-3簡(jiǎn)述材料生態(tài)加工技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。避害技術(shù)，污染控制技術(shù)，補(bǔ)救修復(fù)技術(shù)，再循環(huán)利用技術(shù)，清潔生產(chǎn)技術(shù)趨勢(shì)p114第一段。6-8 固態(tài)廢棄物再循環(huán)利用現(xiàn)狀從攀枝花固體廢棄物的產(chǎn)生過(guò)程看。首先產(chǎn)生在攀鋼的

5、生產(chǎn)過(guò)程中，主要有表外礦、選礦尾礦、選鈦尾礦、高爐渣、瓦斯灰、脫硫渣、鋼渣、軋鋼鐵鱗、鈦白酸解渣、副產(chǎn)亞鐵鹽和廢耐材輔料等，總量在1000萬(wàn)噸左右.廢物綜合利用技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)可以概括為:¹ 開(kāi)發(fā)大量消納固體廢物的實(shí)用技術(shù).如:粉煤灰、污泥等生產(chǎn)建材; 煤矸石發(fā)電; 城市垃圾、有機(jī)污泥的堆肥化等; º開(kāi)發(fā)深加工產(chǎn)品的生產(chǎn)技術(shù). 如:廢塑料再生成型;有機(jī)廢物熱解生產(chǎn)燃料油; 垃圾生產(chǎn)固體燃料; 電鍍污泥回收重金屬等;»分散回收、集中處理.如:從電鍍、顯影廢液及廢催化劑中提取稀貴金屬; 各類廢油的集中再生處理等;¼ 制定鼓勵(lì)綜合利用產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)的法規(guī) 7 工業(yè)

6、生態(tài)學(xué)的實(shí)質(zhì)是將自然界生態(tài)自循環(huán)的概念引入工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程，實(shí)現(xiàn)工業(yè)的良性循環(huán)。結(jié)合材料工業(yè)的特點(diǎn)，分析材料生產(chǎn)在理想的生態(tài)工業(yè)過(guò)程中的地位和作用。（1） 對(duì)企業(yè)來(lái)說(shuō)，廢物的再生利用等降低園內(nèi)企業(yè)的生產(chǎn)成本，提高了材料和能源等資源的使用效益，最終提高生產(chǎn)效益（2）對(duì)環(huán)境來(lái)說(shuō)，可減少?gòu)U物和污染物對(duì)環(huán)境的排放而減少了對(duì)環(huán)境的負(fù)擔(dān)（3）對(duì)周邊地區(qū)來(lái)說(shuō)，通過(guò)經(jīng)濟(jì)效益的提高，吸引更多的企業(yè)進(jìn)入，帶動(dòng)了周邊服務(wù)業(yè)的發(fā)展，生態(tài)工業(yè)園以巨大的優(yōu)勢(shì)代表了未來(lái)企業(yè)發(fā)展的新模式。在生態(tài)工業(yè)過(guò)程中，企業(yè)模仿自然界生態(tài)系統(tǒng)，相互之間存在協(xié)同和共生關(guān)系，將最大限度地充分利用資源和減少負(fù)面環(huán)境影響，最終達(dá)到工業(yè)持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。

7、8.2二氧化硫的排放是引起酸雨的主要原因。分析干法、濕法、生物法脫硫工藝的優(yōu)缺點(diǎn)。濕法FGD技術(shù)是用含有吸收劑的溶液或漿液在濕狀態(tài)下脫硫和處理脫硫產(chǎn)物，該法具有脫硫反應(yīng)速度快、設(shè)備簡(jiǎn)單、脫硫效率高等優(yōu)點(diǎn)，但普遍存在腐蝕嚴(yán)重、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用高及易造成二次污染等問(wèn)題。干法FGD技術(shù)的脫硫吸收和產(chǎn)物處理均在干狀態(tài)下進(jìn)行，該法具有無(wú)污水廢酸排出、設(shè)備腐蝕程度較輕，煙氣在凈化過(guò)程中無(wú)明顯降溫、凈化后煙溫高、利于煙囪排氣擴(kuò)散、二次污染少等優(yōu)點(diǎn)，但存在脫硫效率低，反應(yīng)速度較慢、設(shè)備龐大等問(wèn)題。生物法脫硫工藝不需催化劑和氧化劑(空氣除外)，不需處理化學(xué)污泥，產(chǎn)生很少生物污染，低能耗，回收硫，效率高，無(wú)臭味。缺點(diǎn)

8、是過(guò)程不易控制，條件要求苛刻等。8.5常見(jiàn)的污水處理工藝有哪些？在這些處理工藝中，材料科學(xué)與技術(shù)起到了哪些作用？143頁(yè)分離處理、轉(zhuǎn)化處理、稀釋處理，143到153四種材料8.7如何利用材料科學(xué)與技術(shù)控制交通噪聲污染p1541.安裝消聲、吸聲和隔聲材料，阻礙噪聲的傳播途徑，減少噪聲的危害2.改變路面材料成分和粗糙度也可降低噪聲9.3從材料科學(xué)與工程角度分析報(bào)廢汽車含有哪些可回收資源1.黑色金屬材料：鋼和鑄鐵2.有色金屬材料：鋁、銅、鎂合金和少量鋅、鉛及軸承合金3.鉑族金屬材料：鉑、銠、鈀4.廢舊輪胎5.車用塑料6.車用玻璃9.5報(bào)廢汽車中貴金屬的回收技術(shù)途徑有哪些濕法處理和火法處理9.8分析報(bào)

9、廢電子電器中可回收利用的元素種類黑色金屬：鐵有色金屬：銅、鋁、鉛、錫貴重金屬：金、銀、鈀、銠、鉑、硒玻璃和陶瓷阻燃塑料、易燃塑料9.9目前廢舊電池主要包括哪幾類可再生利用的元素鎳、鐵、鈷、稀土元素、鎘、鋰、鉛、銅、10.1簡(jiǎn)述RoHs及WEEK指令的主要技術(shù)要求RoHS指令規(guī)定：歐盟成員國(guó)應(yīng)確保，從2006年7月1日起，投放市場(chǎng)的十大類電子電氣新設(shè)備，除了第八類醫(yī)療器械中的放射性治療儀，以及第九類監(jiān)控裝置中如煙霧報(bào)警器外，其他各類設(shè)備中應(yīng)限制鉛、汞、鎘、六價(jià)鉻、多溴聯(lián)苯（PBB）和多溴聯(lián)苯醚（PBDE）6種有害物質(zhì)含量。WEEE指令核心內(nèi)容：2005年8月13日起歐盟市場(chǎng)上流通的電子電氣設(shè)備的

10、生產(chǎn)商必須在法律上承擔(dān)起支付報(bào)廢產(chǎn)品回收費(fèi)用的責(zé)任同時(shí)歐盟各成員國(guó)有義務(wù)制定自己的電子電氣產(chǎn)品回收計(jì)劃，建立相關(guān)配套回收設(shè)施，使電子電氣產(chǎn)品的最終用戶能夠方便并且免費(fèi)地處理報(bào)廢設(shè)備。10.2報(bào)廢汽車中含有哪些有毒有害元素汽車是多種物質(zhì)材料的集合體，如鋼、鐵、鋁、橡膠、塑料、玻璃、涂料和各種有色金屬等。如汽車使用的橡膠、塑料等，汽車報(bào)廢后會(huì)被大量遺棄或燒毀，嚴(yán)重污染大氣環(huán)境。金屬污染是報(bào)廢汽車的另一類污染物質(zhì)，汽車除大量使用鋼、鐵、鋁外，還使用貢、水銀、鎘、鉛等重金屬，這些重金屬，若這些含重金屬或重金屬化合物的材料處理不當(dāng)，會(huì)對(duì)土地、水源和空氣造成污染。10.3報(bào)廢電子電器中含有哪些有毒有害元素

11、鉛鎘汞六價(jià)鉻包含PVC的塑料溴化阻燃物（BFRs）鋇鈹油墨。磷化物及其它添加物10.4報(bào)廢電池中含有哪些有毒有害元素酸、堿等電解質(zhì)溶液、鎘、汞、鉛、鎳、鈷、10.6分析鉛、鉻等有毒有害元素的替代技術(shù)前景191鉛：無(wú)鉛焊料是當(dāng)前一項(xiàng)迫切和亟待解決的問(wèn)題，幾大前沿性課題為新型焊料的設(shè)計(jì)和研制、可焊接性與可靠性研究以及焊接工藝的研究。塑料穩(wěn)定劑逐步淘汰鉛鎘類熱穩(wěn)定劑，發(fā)展環(huán)保無(wú)毒穩(wěn)定劑200鉻：發(fā)展三價(jià)鉻電鍍技術(shù)、無(wú)鉻鍍層替代技術(shù)。三價(jià)鉻電鍍技術(shù)研究有了較大發(fā)展，特別是在克服雜質(zhì)污染和實(shí)現(xiàn)厚鍍層方面取得了突破性發(fā)展，長(zhǎng)期穩(wěn)定的三價(jià)鉻電鍍已經(jīng)大規(guī)模投入生產(chǎn)使用，并取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益203頁(yè)

12、。短時(shí)間內(nèi)，無(wú)鉻鍍層技術(shù)尚不是取代六價(jià)鉻電鍍的最好方法，仍需要繼續(xù)研究和發(fā)展203頁(yè)。11 從成分和結(jié)構(gòu)上分析比較木材和竹材的使用性能及環(huán)境性能。答：成分上比較，木材主要由管狀細(xì)胞結(jié)構(gòu)和軟組織構(gòu)成；竹材的化學(xué)成分與木材相比，含有較高的纖維素，半纖維素，此外還有較高蛋白，脂肪膠蠟，淀粉類及還原糖等，故比木材更易產(chǎn)生蟲(chóng)蛀，霉變和腐朽等損壞。結(jié)構(gòu)上比較，木材主要成分是纖維素、半纖維素和木質(zhì)素組成;竹材是各向異性材料，一般為從基部到梢部，從內(nèi)部到外層維管束密度，纖維含量增加，各類細(xì)胞，導(dǎo)管孔徑，細(xì)胞腔，胞間隙均呈變小的規(guī)律。竹材和木材相比具有壁薄中空，可塑性差，易霉變和易腐蝕等缺點(diǎn)，其最大的優(yōu)點(diǎn)在于生

13、長(zhǎng)周期短，資源豐富。11-7.結(jié)合碳，氮循環(huán)示意圖討論分析固碳和固氮的技術(shù)途徑。比較各種技術(shù)的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。（后半部分找不到） 固氮：分為大氣固氮（動(dòng)物體內(nèi)蛋白質(zhì)），生物固氮（植物體內(nèi)蛋白質(zhì)）和工業(yè)固氮（氨）。固碳：分為植物固碳（光合作用）和海洋生物固碳（石灰石）。12-4.大多數(shù)生物礦物材料的成分都很簡(jiǎn)單，如骨骼，牙齒，珍珠，珊瑚等，主要是鈣，鎂，硅，氮?dú)鈾C(jī)械性能都很優(yōu)異。為什么人工合成的材料在目前還不能達(dá)到天然生物材料的這些性能？書(shū)上：P231 最后兩段 因?yàn)閯?dòng)物的骨骼，牙齒，貝殼等材料是通過(guò)生物礦化過(guò)程形成的。生物礦化區(qū)別與一般礦化的一個(gè)顯著特征是，它通過(guò)有機(jī)大分子和無(wú)機(jī)礦物離子在

14、界面處的相互作用，在分子水平上控制無(wú)機(jī)礦物相的析出，從而使生物礦物具有特殊的高級(jí)結(jié)構(gòu)和組裝方式。這種復(fù)雜的化合物，其結(jié)構(gòu)和界面選擇了適于其功能的最佳設(shè)計(jì)。相比之下，人工合成的材料沒(méi)有經(jīng)過(guò)如此復(fù)雜的工藝，無(wú)法達(dá)到天然生物礦物材料的這些性能。12-5 羥基磷灰石是目前研究最多的生物陶瓷材料。從材料制備工藝的角度綜述羥基磷灰石的制備工藝。1.固相反應(yīng)法固相反應(yīng)法的基本原理是將含鈣離子及磷離子的固體鹽類物質(zhì)在容器內(nèi)混合均勻，通過(guò)高溫加熱，使容器內(nèi)的各物質(zhì)發(fā)生固相反應(yīng)，然后向該容器內(nèi)通人一定量水蒸汽，從而制得HAP顆粒。用固相反應(yīng)法制備的HAP具有結(jié)晶度高、無(wú)晶格缺陷等優(yōu)點(diǎn)。但是，固相反應(yīng)法也存在以下缺

15、點(diǎn)：反應(yīng)速度緩慢，制備耗時(shí)較大，容易引人有害雜質(zhì)，制備的晶體顆粒直徑較大(通常大于lmm)。2 沉淀法化學(xué)沉淀法的基本原理是把不同的的原料充分溶解混合，得到一定量的沉淀物，沉淀一段時(shí)間后，在一定的溫度下對(duì)沉淀物進(jìn)行干燥、煅燒，制得納米材料。為了提高沉淀效果，大多數(shù)反應(yīng)往往需要在混合溶液中加入一定的沉淀劑?；瘜W(xué)沉淀法實(shí)驗(yàn)條件要求不高、反應(yīng)容易控制，因此，在制備納米材料的工業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛應(yīng)用。3.水熱法水熱法的基本原理是：通過(guò)高溫高壓使某些在常溫常壓下難溶于水的物質(zhì)溶解或發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成晶體溶解產(chǎn)物，達(dá)到一定的過(guò)飽和度后而進(jìn)行結(jié)晶和生長(zhǎng)的方法 。該法的優(yōu)點(diǎn)是可以用來(lái)制備各種各樣的單晶體，而且制

16、備的晶體顆粒純度高、結(jié)晶完整。缺點(diǎn)是水熱法對(duì)設(shè)備強(qiáng)度要求較高，導(dǎo)致合成成本很高。4 溶膠一凝膠法溶膠一凝膠法是已知的制備HAP材料方法中比較簡(jiǎn)單的一種。該法的基本原理是：把一定量的有機(jī)化合物溶解在溶劑中形成溶液，經(jīng)過(guò)水解、聚合過(guò)程，形成了能溶于堿性溶液的納米級(jí)的溶膠粒子溶液，然后通過(guò)進(jìn)一步的反應(yīng)使溶膠老化成為凝膠，最后在一定的溫度下對(duì)凝膠進(jìn)行干燥煅燒得到HAP粉末。12-7 試闡述智能高分子纖維材料為什么對(duì)混凝土具有自修復(fù)功能？（p236）答：它可以感知混凝土中的裂紋和腐蝕并自動(dòng)將其修復(fù)。這種有硅酸鹽纖維和聚丙烯高分子制造的多空空心纖維可以埋入所有的混凝土結(jié)構(gòu)中?；炷恋倪^(guò)度扭曲會(huì)撕裂纖維，使

17、其釋放化學(xué)物質(zhì)填充裂紋，以達(dá)到修復(fù)目的。13-1.什么叫環(huán)境降解材料？怎么定義環(huán)境降解材料？(p239)答：環(huán)境降解材料一般指在適當(dāng)和可表明期限的自然環(huán)境條件下，可被環(huán)境自然吸收、消化或分解，從而不產(chǎn)生固體廢棄物的一類材料。13-2.從環(huán)境性和經(jīng)濟(jì)性的角度分析解決白色污染的技術(shù)途徑。答：目前的技術(shù)措施主要有少用塑料、廢品回收、化學(xué)利用、焚燒、掩埋、發(fā)展可降解塑料等。少用塑料是最積極的一項(xiàng)措施，可減少資源消耗?；厥绽弥饕笇?duì)某些塑料制品，如飲料瓶、物品轉(zhuǎn)移箱等，采用循環(huán)再利用技術(shù)?；瘜W(xué)利用指將塑料廢棄物作為熱能、化學(xué)原料和原材料進(jìn)行回收利用，如生產(chǎn)汽油、柴油等。焚燒和掩埋指在野外深挖深埋，或利

18、用專用設(shè)備焚燒處理等。但焚燒時(shí)產(chǎn)生的氣體不僅污染大氣，而且容易腐蝕設(shè)備。掩埋需占用大量土地，對(duì)我國(guó)這樣人多地少的國(guó)家不適用，而且易造成土壤和地下水污染。因此，從環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值兩方面考慮，研究和發(fā)展降解塑料是塑料發(fā)展的必然趨勢(shì)。對(duì)一些一次性使用的塑料制品，如塑料包裝袋、農(nóng)用塑料薄膜等，采用生物降解塑料，是解決白色污染的有效途徑。13-7從聚乳酸在自然界的循環(huán)過(guò)程分析人類未來(lái)材料的發(fā)展方向。答：聚乳酸兼具有良好的生物相容性能，生物可降解性和塑料的熱加工性能，因此同時(shí)可作為生物醫(yī)用材料和生物可降解包裝材料，已經(jīng)成為近年來(lái)生物材料領(lǐng)域最為活躍的研究熱點(diǎn)之一。PHA研究所帶來(lái)的信息證明，生物合成新材

19、料的潛力幾乎是無(wú)限的，隨著研究的不斷深入，還會(huì)有更多的PHA會(huì)被合成出來(lái)。所以，人類未來(lái)材料是向著可降解塑料方向發(fā)展的。13-9 從應(yīng)用塑料的角度分析可降解塑料是否徹底解決白色污染問(wèn)題。答：不是。目前使用的可降解塑料多為破壞性生物降解塑料，在微生物的作用下，僅僅是部分材料分解成了碎片，而剩余的大部分、等塑料原料是不可生物降解的，并會(huì)殘留相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間。所以它只能解決有形垃圾形狀的變化或使垃圾減量而已，而分解后塑料碎片或微粒是根本無(wú)法回收復(fù)收再生利用的，仍然會(huì)造成環(huán)境污染。另一方面，按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn), 采用15%的可降解材料即為環(huán)保塑料袋，這樣的塑料袋也非完全的可降解塑料。14-2 如何理解包裝材料的使

20、用性能、經(jīng)濟(jì)性能和環(huán)境性能。使用性能：（1）一定的機(jī)械性能：包裝材料應(yīng)能有效地保護(hù)產(chǎn)品。因此應(yīng)具有一定的強(qiáng)度、韌性和彈性等，以適應(yīng)壓力、沖擊、振動(dòng)等靜力和動(dòng)力因素的影響。（2) 隔性能：根據(jù)對(duì)產(chǎn)品包裝的不同要求，包裝材料應(yīng)對(duì)水分、水蒸氣、氣體、光線、芳香氣、異味、熱量等具有一定的阻擋。（3）合適的加工性能：包裝材料應(yīng)宜于加工，易于制成各種包裝容器應(yīng)易于包裝作業(yè)的機(jī)械化、自動(dòng)化，以適應(yīng)大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)適于印刷，便于印刷包裝標(biāo)志。環(huán)境性能：包裝材料本身的毒性要小，以免污染產(chǎn)品和影響人體健康；包裝材料應(yīng)無(wú)腐蝕性，并具有防蟲(chóng)、防蛀、防鼠、抑制微生物等性能，以保護(hù)產(chǎn)品安全。經(jīng)濟(jì)性能：包裝材料應(yīng)來(lái)源廣泛、取材方便、成本低廉，使用后的包裝材料和包裝容器應(yīng)易于處理，不污染環(huán)境、以免造成公害。14-6 包裝材料的綠色設(shè)計(jì)是減少環(huán)境負(fù)擔(dān)的重要途徑，但產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性往往要求超成本包裝設(shè)計(jì)。如何解決這一矛盾？ 答：可以使用一些經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的綠色產(chǎn)品。比如說(shuō)，淀粉，蛋白質(zhì)，糯米，土豆等復(fù)合而來(lái)。綠色包裝材料