《課題2化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展》目錄認(rèn)識(shí)化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展的關(guān)系探究化學(xué)在能源利用中的創(chuàng)新學(xué)習(xí)有機(jī)高分子材料的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用實(shí)驗(yàn)探究：區(qū)分棉纖維、羊毛纖維與滌綸思考材料使用與資源循環(huán)的關(guān)系總結(jié)化學(xué)推動(dòng)可持續(xù)發(fā)展的路徑與責(zé)任01020304050601關(guān)系認(rèn)知化學(xué)如何塑造未來(lái)資源轉(zhuǎn)化★化學(xué)橋梁：自然資源→化學(xué)反應(yīng)→工業(yè)產(chǎn)品●石油?經(jīng)催化裂化制得汽油、塑料原料●煤炭?通過(guò)氣化、液化生成清潔燃料●天然氣?合成氨、甲醇等化工產(chǎn)品■化學(xué)讓有限資源發(fā)揮無(wú)限價(jià)值化石能源影響使用現(xiàn)狀■主要能源：煤、石油、天然氣仍是當(dāng)前能源結(jié)構(gòu)主體●發(fā)電、交通、工業(yè)生產(chǎn)廣泛依賴●能量密度高，儲(chǔ)存運(yùn)輸便利■短期不可替代，但污染顯著環(huán)境代價(jià)

你還想知道哪些關(guān)于新能源的內(nèi)容？02能源創(chuàng)新化學(xué)驅(qū)動(dòng)未來(lái)能源轉(zhuǎn)化原理

多能聯(lián)合開(kāi)發(fā)各能源特性●風(fēng)能：受天氣影響大，輸出不穩(wěn)定●太陽(yáng)能：晝夜交替導(dǎo)致供電間歇●氫能：可儲(chǔ)存、可運(yùn)輸，能量密度高互補(bǔ)應(yīng)用場(chǎng)景?風(fēng)電/光伏富余時(shí)→電解水制儲(chǔ)存?用電高峰時(shí)→氫能發(fā)電補(bǔ)充電網(wǎng)氫?實(shí)現(xiàn)能源供需平衡與高效利用1203材料新世界探索合成材料的奧秘天然vs合成■來(lái)源區(qū)別：●天然高分子?棉花、羊毛、蠶絲等直接來(lái)源于生物體●合成材料?塑料、滌綸、橡膠等由小分子經(jīng)化學(xué)聚合制得■性能優(yōu)勢(shì)：★合成材料具有更強(qiáng)的穩(wěn)定性、耐腐蝕性和可塑性★可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，滿足多樣化需求三大合成材料塑料■主要性能：密度小、耐腐蝕、易加工■常見(jiàn)類型：聚乙烯、聚氯乙烯等■應(yīng)用場(chǎng)景：包裝膜、管道、日用品合成橡膠■主要性能：彈性好、耐磨、絕緣■常見(jiàn)類型：丁苯橡膠、順丁橡膠等■應(yīng)用場(chǎng)景：輪胎、密封件、防護(hù)用品合成纖維■主要性能：強(qiáng)度高、耐磨、抗蟲蛀■常見(jiàn)類型：滌綸、腈綸、丙綸等■應(yīng)用場(chǎng)景：服裝面料、工業(yè)濾布、繩索先進(jìn)材料體系復(fù)合材料與功能材料復(fù)合材料玻璃鋼→玻璃纖維+樹(shù)脂，用于船體、汽車部件碳纖維復(fù)合材料→高強(qiáng)度輕質(zhì)，應(yīng)用于航空航天功能材料導(dǎo)電高分子→用于電池電極、傳感器光敏材料→用于太陽(yáng)能電池、光電探測(cè)器04實(shí)驗(yàn)探究點(diǎn)燃中的科學(xué)成分與來(lái)源■棉纖維：來(lái)源于植物→主要成分為纖維素，屬于天然高分子化合物?！裱蛎w維：來(lái)源于動(dòng)物毛發(fā)→主要成分為蛋白質(zhì)，具有復(fù)雜的氨基酸結(jié)構(gòu)?！駵炀]：人工合成→屬于聚酯類高分子，由對(duì)苯二甲酸與乙二醇經(jīng)縮聚反應(yīng)制得。燃燒現(xiàn)象對(duì)比棉纖維燃燒①燃燒狀態(tài)：迅速燃燒，火焰呈黃色②氣味：無(wú)明顯刺激性氣味③灰燼：細(xì)軟、淺灰色粉末狀羊毛纖維燃燒①燃燒狀態(tài)：卷曲收縮，不持續(xù)延燒②氣味：有燒焦羽毛或毛發(fā)的特殊氣味③灰燼：黑色脆塊，輕壓成粉滌綸燃燒①燃燒狀態(tài)：熔融滴落，伴有黑煙②氣味：類似燒塑料的刺鼻氣味③灰燼：硬質(zhì)黑褐色小球，可壓碎05材料與循環(huán)廢棄材料是放錯(cuò)位置的資源塑料垃圾危害■常見(jiàn)種類：●PET（飲料瓶）→易吸附有害物質(zhì)●PE（塑料袋）→難降解，形成微塑料●PVC（管道、包裝膜）→燃燒釋放有毒氣體■環(huán)境影響：①土壤污染?抑制微生物活動(dòng)②水體生態(tài)破壞?被生物誤食導(dǎo)致死亡③長(zhǎng)期累積?進(jìn)入食物鏈威脅人類健康社區(qū)回收方案設(shè)計(jì)步驟①調(diào)研分析：了解社區(qū)日均塑料產(chǎn)生量與主要類型②分類設(shè)置：按PET、HDPE、LDPE等標(biāo)識(shí)分區(qū)投放③宣傳動(dòng)員：張貼回收標(biāo)志說(shuō)明，普及分類知識(shí)方案示例●設(shè)立定點(diǎn)回收站?每單元樓下配置三色桶●積分激勵(lì)機(jī)制?按重量?jī)稉Q生活用品●定期清運(yùn)合作?聯(lián)系專業(yè)再生企業(yè)集中處理●成效評(píng)估反饋?每月公示回收總量與減碳數(shù)據(jù)化學(xué)處理方法熱解技術(shù)■原理：在無(wú)氧條件下高溫加熱，使塑料大分子斷裂■產(chǎn)物：生成可燃油氣，用于燃料或化工原料■優(yōu)勢(shì)：適用于混合難回收塑料，實(shí)現(xiàn)能源再利用催化裂解■原理：加入催化劑降低反應(yīng)活化能，定向分解為小分子■產(chǎn)物：獲得高純度單體，如乙烯、丙烯■優(yōu)勢(shì)：實(shí)現(xiàn)塑料“從哪里來(lái)，回哪里去”的閉環(huán)循環(huán)化學(xué)升級(jí)回收■原理：通過(guò)化學(xué)反應(yīng)將廢塑料轉(zhuǎn)化為高附加值化學(xué)品■應(yīng)用：如聚酯廢料轉(zhuǎn)化為涂料或粘合劑原料■前景：提升回收經(jīng)濟(jì)效益，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展06總結(jié)升華化學(xué)的責(zé)任與未來(lái)全周期轉(zhuǎn)化★資源全周期：①開(kāi)采階段?通過(guò)化學(xué)方法提取金屬礦物中的有用元素②使用階段?利用反應(yīng)合成新材料，提升性能與效率③回收階段?借助轉(zhuǎn)化實(shí)現(xiàn)廢棄物再生，如塑料熱解制燃料●化學(xué)的核心作用：貫穿每個(gè)環(huán)節(jié)的物質(zhì)組成與結(jié)構(gòu)變化，是實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)的關(guān)鍵。跨學(xué)科協(xié)作各學(xué)科貢獻(xiàn)■化學(xué)：研發(fā)新型催化劑、儲(chǔ)能材料與污染治理技術(shù)■物理：提供能量轉(zhuǎn)換原理，如光電效應(yīng)、電磁感應(yīng)■生態(tài)學(xué)：評(píng)估環(huán)境承載力與生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)方案實(shí)際應(yīng)用案例●風(fēng)電制氫項(xiàng)目：化學(xué)負(fù)責(zé)電解水制氫與儲(chǔ)氫材料→物理支撐風(fēng)力發(fā)電→生態(tài)學(xué)規(guī)劃土地利用與生態(tài)修復(fù)●沙漠光伏電站：多學(xué)科協(xié)同優(yōu)化選址、材料耐久性與區(qū)域可持續(xù)發(fā)展綠