期末复习的范围课件

环环 境境 化化 学学期末复习的范围期末复习的范围环 境 化 学期末复习的范围1课 程 目 的 本课程为化学教育专业的选修课，目的是使学生掌握环境科学方向的基础知识和了解当前环境方面的热点话题。课 程 目 的 本课程为化学教育专业的选修课，2期末复习的范围课件3要要 求求 章章 节节第一章 环境与生态第二章 可持续发展与社会制约机制第四章 资源可持续利用技术第五章 环境友好的能源利用技术要 求 章 节第一章 环境与生态41、期中测试题之后的知识点，之前的就期中测试题之后的知识点，之前的就不再列入本次考核的内容；不再列入本次考核的内容；2、要求对第三次、第四次的网络作业中要求对第三次、第四次的网络作业中出现的题目及答案，必须理解地记忆出现的题目及答案，必须理解地记忆；3、对分散在书本中的一些知识点要能完对分散在书本中的一些知识点要能完成相应的判断和填空；成相应的判断和填空；4、要求能解释要求能解释一些常用的典型环境化学一些常用的典型环境化学术语术语。1、期中测试题之后的知识点，之前的就不再列入本次考核的内容；5第四章第四章 资源可持续利用技术资源可持续利用技术【提要】今天人们已经认识到，现代科学技术不仅为人类提供了极高的现代物质文明，同时也产生了沉重的环境问题。人类必须是可持续发展的，环境友好的，即提高对自然资源的利用率、减少排放污染物的同时去获得更高的利润。第四章 资源可持续利用技术【提要】今天人们已经认识到，现代6【本章目的】介绍资源可持续利用技术概念与方法。【学习要点】生态工业的概念和生态工业系统；清洁生产的原理、实施及一些过程工业的清洁生产技术；绿色产品体系以及生命周期分析方法；了解一些废物的资源再循环技术。【本章目的】介绍资源可持续利用技术概念与方法。7第五章第五章 环境友好的能源利用技术环境友好的能源利用技术【提要】能源生产、消费与资源和环境的关系非常密切，可以说目前主要的全球性环境问题几乎都与能源利用有关，而且已受到世界各国的普遍关注。第五章 环境友好的能源利用技术【提要】能源生产、消费与资8【本章目的】基于我国国情讨论如何使我国的能源利用技术“绿色化”的问题。【学习要点】了解我国能源发展面临的挑战与基本对策；在掌握能量利用的热力学基本原理的基础上，了解基本的节能方法与技术；基于总能系统的概念，结合多联产技术学习能量集成的方法；了解以洁净煤技术为主要内容的化石能源清洁利用技术；并了解未来能源利用前景。【本章目的】基于我国国情讨论如何使我国的能源利用技术“绿色化9作业的讲评作业的讲评作业的讲评10n n第三次网络作业：第三次网络作业：教材教材 Page 179/思考题：思考题：3，6【解答】3.【参见教材第148页的陈述。】6.【参见教材第170页的陈述。】第三次网络作业：11n n第四次网络作业：第四次网络作业：教材教材 Page 233/思考题：思考题：1，7【解答】1.【参见教材第181183页的陈述。】7.【参见教材第219页的陈述。】第四次网络作业：12试卷的题型试卷的题型试卷的题型131、填空题：（、填空题：（34）【9题题】2、名词解释：（、名词解释：（10%）【2个个】3、判断题：（、判断题：（16%）【8题题】4、问答题：（、问答题：（40%）【6题题】1、填空题：（34）【9题】14例例 题题 选选 讲讲（1）通通常常被被称称为为“生生态态结结构构重重组组”或或“生生态态的的结结构构重重组组”主主要要包包括括四四个个方方面面的的内内容容：作作为为资资源源重重新新使使用用废废料料 、封封闭闭物物质质循循环环系系统统 和和 尽尽量量减减少少消消耗耗性性排排放放 、产产品品与经济活动的非物质化与经济活动的非物质化 、能源脱碳。、能源脱碳。例 题 选 讲（1）通常被称为“生态结构重组”或“生态的结15例例 题题 选选 讲讲（2）我我国国面面临临的的能能源源环环境境问问题题主主要要有有两两方方面面：一一是是 燃燃煤煤过过程程中中排排放放的的SO2造造成成严严重重的的酸酸雨雨污污染染；二二是是 化化石石燃燃料料燃燃烧烧产产生生的的CO2排排放放引起的全球气候变化引起的全球气候变化。例 题 选 讲（2）我国面临的能源环境问题主要有两方面：一16例例 题题 选选 讲讲（3）众众所所周周知知，化化学学工工业业是是产产生生 废废气气、废废水水、废废渣渣 的的“三三废废”大大户户，对对化化学学工工业业来说，来说，清洁生产清洁生产 是刻不容缓的重要课题。是刻不容缓的重要课题。例 题 选 讲（3）众所周知，化学工业是产生 废气、废17例例 题题 选选 讲讲（4）n n洁净煤技术：【参阅教材第209页的陈述！】例 题 选 讲（4）洁净煤技术：18例例 题题 选选 讲讲（5）n n绿绿色色产产品品标标志志等等同同于于一一般般的的商商标标，它它是是用用来来标标明明产产品品在在生生产产、配配置置、使使用用和和处处置置全全过过程程中中符符合合特特定定的的环环境境保保护护要要求求，对对环环境境危危害害最最小小，属于绿色产品类型。（属于绿色产品类型。（）例 题 选 讲（5）绿色产品标志等同于一般的商标，它是用来19例例 题题 选选 讲讲（6）n n节节能能可可以以从从管管理理和和技技术术两两个个方面着手。（方面着手。（）例 题 选 讲（6）节能可以从管理和技术两个方面着手。（20例例 题题 选选 讲讲（7）n n简述集中供热与使用一般小锅炉分散供热的优越性？【参见教材第205页的陈述。】例 题 选 讲（7）简述集中供热与使用一般小锅炉分散供热的21例例 题题 选选 讲讲（8）n n清洁生产的涵义是什么？包括的内容有哪些？【参见教材第148页的陈述。】例 题 选 讲（8）清洁生产的涵义是什么？包括的内容有哪些22例例 题题 选选 讲讲（9）n n结合环境化学课程学习，请你谈谈我国目前的能源消费状况有哪些？有哪些途径可以解决我国的能源需求问题？【参见教材第181页的陈述。】例 题 选 讲（9）结合环境化学课程学习，请你谈谈我国23能源危机6%2%17%75%煤煤石油石油天然气天然气其它其它中国中国2005年，我国能源总消耗量约为22.2亿吨标准煤，其中90%以上为不可再生的化石能源能源结构面临经济发展和环境保护的双层压力；太阳能资源丰富，一年到达地球总量为5.51026J,为现在全球一年能源消耗的一万倍；氢能成为理想的可再生二次能源，关键是廉价的氢源；能源危机6%2%17%75%煤石油天然气其它中国2005年，24一、能源问题一、能源问题 人类的能源主要是依赖石油、天然气、煤和铀等人类的能源主要是依赖石油、天然气、煤和铀等四种所谓的四种所谓的“地壳能源地壳能源”。随着社会发展的日益扩大，。随着社会发展的日益扩大，这些能源不仅目前供不应求，而且从长远的发展看，这些能源不仅目前供不应求，而且从长远的发展看，总会有枯竭的一天。再加上这些能源的分布不均及世总会有枯竭的一天。再加上这些能源的分布不均及世界各国发展不平衡，所以，界各国发展不平衡，所以，“能源问题能源问题”将成为困绕将成为困绕人类的又一项难题。人类的又一项难题。一、能源问题25二、解决途径二、解决途径 当当今今国国际际上上解解决决能能源源的的途途径径还还是是以以化化学学途途径径，既既通通过过煤煤的的加加工工和和开开发发“氢氢”源源为为主主，辅辅之之以以直直接接利利用用核核能能和和其其他他天天然然能能源源，如如水水力力、地地热热、太太阳阳能能等等。在在此此化化学学途途径径中中催催化化剂剂无无疑疑将将成成为为打打开开新新能能源源之之门门的的钥钥匙匙。下下面面将将通通过过3个个已已有有应应用用前前景景的的例例子子，（1）燃燃料料电电池池（能能量量转转化化），（2）化化学学品品-能能量量同同产产工工艺艺（节节能能），（3）水水的的完完全全光光解解（新新能能源源）来来说明催化剂应用领域的情况。说明催化剂应用领域的情况。二、解决途径26什么是燃料电池？什么是燃料电池？燃燃料料电电池池是是一一种种把把贮贮存存在在燃燃料料（氢氢气气、天天然然气气、重重整整气气等等）和和氧氧化化剂剂（氧氧气气、空空气气）中中的的化化学学能能转转化化为为电电能能的的能能量量转转换换装装置置。当当源源源源不不断断地地从从外外部部向向燃燃料料电电池池供供给给燃燃料料和和氧氧化化剂剂时时，它它可可以以连续发电。连续发电。什么是燃料电池？燃料电池是一种把贮存在燃料（27燃料电池的优点燃料电池的优点 高效高效它不通过热机过程，不受卡诺循它不通过热机过程，不受卡诺循环的限制，其能量转化效率在环的限制，其能量转化效率在40-60%；如；如果实现热电联供，燃料的总利用率可高达果实现热电联供，燃料的总利用率可高达80%以上。以上。安安静静燃燃料料电电池池运运动动部部件件很很少少，工工作作时时安静，噪声很低。安静，噪声很低。燃料电池的优点 28 环环境境友友好好以以纯纯氢氢为为燃燃料料时时，燃燃料料电电池池的的化化学学反反应应物物仅仅为为水水；以以富富氢氢气气体体为为燃燃料料时时，其其二二氧氧化化碳碳的的排排放放量量比比热热机机过过程程减减少少40%以以上上，这这对对缓缓解解地地球球的的温温室室效应是十分重要的。效应是十分重要的。可可靠靠性性高高碱碱性性燃燃料料电电池池和和磷磷酸酸燃燃料料电电池池的的运运行行均均证证明明燃燃料料电电池池的的运运行行高高度度可可靠靠，可可作作为为各各种种应应急急电电源源和和不不间间断断电电源使用。源使用。环境友好以纯氢为燃料时，燃料电池的化学反应物仅为水；以29期末复习的范围课件30 燃料电池的应用燃料电池的应用 燃燃料料电电池池既既适适宜宜用用于于集集中中发发电电，建建造造大大、中中型型电电站站和和区区域域性性分分散散电电站站，也也可可用用作作各各种种规规格格的的分分散散电电源源、电电动动车车、不不依依赖赖空空气气推推进进的的潜潜艇艇动动力力源源和和各各种种可可移移动动电电源源，同同时时也也可可作作为为手手机机、笔笔记记本本电电脑脑等等供供电电的的优优选选小型便携式电源。小型便携式电源。燃料电池的应用 燃料电池既适宜用于集中发电，建造大31期末复习的范围课件32日本三菱公司研制的燃料电池车日本三菱公司研制的燃料电池车33环 境 催 化环 境 催 化34威胁人类生存的十大环境问题威胁人类生存的十大环境问题 n n（一）全球气候变暖（一）全球气候变暖 n n（二）臭氧层的耗损与破坏（二）臭氧层的耗损与破坏 n n（三）生物多样性减少（三）生物多样性减少 n n（四）酸雨蔓延（四）酸雨蔓延 n n（五）森林锐减（五）森林锐减 n n（六）土地荒漠化（六）土地荒漠化 n n（七）大气污染（七）大气污染 n n（八）水污染（八）水污染 n n（九）海洋污染（九）海洋污染 n n（十）危险性废物越境转移（十）危险性废物越境转移 威胁人类生存的十大环境问题（一）全球气候变暖 35n n环境问题日益严重，这里将主要讨论催化技术在环境防治和处理方面的应用。n n将从以下几个方面进行讨论n n1，大气污染n n2，工业废水处理n n3，其他环境问题日益严重，这里将主要讨论催化技术在环境防治和处理方面36汽车尾气汽车尾气n n汽车尾气的处理十分依赖于催化材料的发展n n在 20世纪末，发展了陶瓷和金属化合物为结构载体的催化剂，使之有较高的转化率，在低压降的情况下提供了相当高的比表面积，这种材料能耐相当高的温度并可用于多种反应器。汽车尾气汽车尾气的处理十分依赖于催化材料的发展37n n催化剂的改进多为选择稳定性和比表面较高的金属化合物载体，加入La、Si、Ba等，能使催化剂能在高水分尾气中耐更高的温度（11000C），加入一些稀有金属化合物有助于提高稳定性。n n目前用于这一催化剂的贵重金属有Pt和Rh的合金或者直接单用Pd浸置于高比表面积的Al2O3等。n n加入多种金属助催剂后，有可能产生未知的复合作用，使催化剂钝化，为此在制造工艺上也有些改进。催化剂的改进多为选择稳定性和比表面较高的金属化合物载体，加入38n n例如把Pd和Rh分置于不同的层会降低钝化作用，通过分离Rh和CeO2使处理NOx 保持一定的活性。有时把Pd 置于OSC上提高氧气含量并且改善CO水气的反应动力。多余的Pd就置于Al2O3 上提高处理NOx、HC效果。n n注：OSC为CeO2 和ZrO2 的混合物，能提高储氧量。例如把Pd和Rh分置于不同的层会降低钝化作用，通过分离Rh和39 臭氧处理臭氧处理n n汽车尾气处理多为积极催化过程，如三效催化剂的催化过程，通过控制空燃比来提高处理效率。在臭氧的处理上也一样，有积极处理和被动处理。臭氧处理汽车尾气处理多为积极催化过程，如三效催化剂40光催化处理空气中的污染物光催化处理空气中的污染物在建筑物的内墙、镜子等表面上涂覆一层透明在建筑物的内墙、镜子等表面上涂覆一层透明T Ti iO O2 2催化剂薄膜，从室内炊具等设施所排放的碳氢化催化剂薄膜，从室内炊具等设施所排放的碳氢化合物吸附在合物吸附在T Ti iO O2 2膜上，在阳光的照射下，被动地膜上，在阳光的照射下，被动地降解为降解为COCO2 2及及H H2 2O O。这种技术用途非常广泛。这种技术用途非常广泛。光催化处理空气中的污染物在建筑物的内墙、镜子等表面上涂覆一层41核工业上的气体处理核工业上的气体处理n n核工业上的气体污染主要来自于铀矿的开采提炼、核电站的运行过程、核废料的回收利用过程、核武器的制造过程等。核工业上的气体处理核工业上的气体污染主要来42n n在这里涉及到的一些污染物有NOx、VOCs、CO等。在这里涉及到的一些污染物有NOx、VOCs、CO等。核工业催43VOCs的处理的处理VOCs的处理44n n在核工业产生的H2虽然不会对环境产生影响，但是H2在生产设备中超出排出极限会产生难以预料的灾难后果。下图即为催化处理吸收H2。在核工业产生的H2虽然不会对环境产生影响，但是H2在生产设备45废水处理废水处理n nGiorgio Strukul等人研究了TiO2/陶瓷光催化处理水中的有机物等污染物。废水处理Giorgio Strukul等人研究了TiO2/陶46示意图处理效果47n n催化技术也可以应用在煤脱硫等工艺上，所用的催化材料还是和上面讨论过的类似。催化技术也可以应用在煤脱硫等工艺上，所用的催化材料还是和上面48总总结结：催化技术在环境处理上的应用非常广泛，这一技术的应用从来没有象现在这样十分依赖于催化材料的发展。总结：催化技术在环境处理上的应用非常广泛，这一技术的应用从来49