化学工程在可持续发展中的作用与挑战
能源转换与利用
在可持续发展的背景下，化学工程面临着如何有效地将不可再生能源转换为有用形式的问题。通过开发高效的催化剂和新型反应器，可以提高生物质、太阳能等能源的转化率。例如，第二代生物燃料技术能够将农作物废弃物直接转化为替代汽油，从而减少对石油资源的依赖。此外，太阳能电池板和光伏发电系统也得到了广泛应用，为城市照明和远程地区提供了清洁能源。
环境污染治理与控制
化学工程在处理工业排放、水体净化以及固体废弃物处理方面起着至关重要的作用。例如，通过采用先进的脱硫、脱硝技术，可以大幅降低煤炭燃烧产生的大气污染物含量。这不仅有助于改善空气质量，还可以遏制酸雨对生态系统造成的破坏。此外，在水处理领域，化学工艺如氧化还原法、离子交换法等被广泛使用，以去除水中杂质并提升饮用水安全性。
资源循环利用
为了实现资源经济和环境保护目标，化学工程正在积极推动材料循环利用技术，如金属回收、塑料再造等。在金属矿产稀缺的情况下，大规模回收重金属变得尤为重要，这不仅节省了开采成本，而且减少了尾矿堆存储问题。此外，对于塑料垃圾来说，将其分解成原材料或生产新的塑料产品，不但解决了垃圾填埋场空间不足的问题，也避免了一次性使用品浪费现象。
新材料研发与应用
化学工程在新材料领域取得显著进展，比如纳米材料、高分子合成及功能性复合材料等。这些新型材料具有独特性能，如增强耐候能力、高韧度、高导热性能等，可用于航空航天、新能源汽车制造、大型建筑结构设计中，从而进一步推动科技创新，并促进产业升级。
生态修复与自然恢复
随着人类活动对自然环境越来越频繁干扰，一些区域出现了严重生态退化现象。在这样的情况下，化学工艺被用于土壤修复、中药材培育以及海洋底泥修复工作。例如，用微生物菌剂进行土壤改良，有助于提高土壤肥力，同时还可以去除多种重金属污染；对于海洋底泥修复，可以引入特定的微生物群落，使其自行降解有害物质并恢复海洋生态平衡。
