18世紀(jì)中葉,蒸汽機(jī)的廣泛使用是熱能利用技術(shù)的一個(gè)飛躍,推進(jìn)了社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展,導(dǎo)致了第一次“工業(yè)革命”的到來(lái),同時(shí)也推動(dòng)了能量轉(zhuǎn)換等熱工理論的研究。
1818年,漢佛瑞·戴維斯爵士(Sir Humphrey Davies)觀察到催化燃燒現(xiàn)象,他發(fā)現(xiàn)在沒(méi)有火焰的情況下,煤氣與氧氣依然可以在鉑絲上保持燃燒狀態(tài),并通過(guò)鉑絲進(jìn)行熱輻射作用。
自20世紀(jì)70年代開(kāi)始,催化燃燒的優(yōu)勢(shì)隨著燃燒應(yīng)用的開(kāi)發(fā)也逐步被人們所發(fā)現(xiàn)。
作者是20世紀(jì)80年代的大學(xué)生,整個(gè)社會(huì)的學(xué)習(xí)氛圍非常濃厚,科技史上那些偉大發(fā)現(xiàn)的思想淵源、那些科學(xué)巨人、發(fā)明奇人的成長(zhǎng)經(jīng)歷、影響到大學(xué)里同學(xué)們?cè)趫D書(shū)館的知識(shí)海洋里遨游。
數(shù)理化老師在課堂上能夠把任何一個(gè)知識(shí)點(diǎn)推導(dǎo)到公式,尤其是在理論課程的學(xué)習(xí),特別注重學(xué)術(shù)思想的傳授、通過(guò)科學(xué)思維方法、科學(xué)觀點(diǎn)的講授,介紹科學(xué)研究的方法論和認(rèn)識(shí)論,啟迪學(xué)生的創(chuàng)造性思維和創(chuàng)新意識(shí),培養(yǎng)科學(xué)素質(zhì)。
此外,教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際,近代由于空氣動(dòng)力學(xué)以及機(jī)械學(xué)的發(fā)展,人們漸漸懂得了鳥(niǎo)類(lèi)飛行的原理,萊特兄弟載人飛行的成功,奠定了今天宇宙航行的基礎(chǔ)。那時(shí)國(guó)際交流日益頻繁,近百年來(lái),飛機(jī)使人類(lèi)生存的巨大星球縮小成為一個(gè)小小的世界。
20世紀(jì)90年代末,作者來(lái)到英格蘭歷史悠久的利茲大學(xué)在瓦勒里·杜邦(Valerie Dupont)博士和艾倫·威廉(Alan Williams)教授、英女王親授的最高級(jí)巴斯爵士(CBE-英國(guó)皇家司令勛章)的指導(dǎo)下,做燃料燃燒方面的課題。威廉教授是英國(guó)皇家工程院院士,他對(duì)燃料利用和轉(zhuǎn)化科學(xué)的杰出貢獻(xiàn)被業(yè)界公認(rèn),尤其是在電廠及引擎的實(shí)踐中對(duì)燃燒和環(huán)境方面的深刻理解更是如此。
在對(duì)貧甲烷/氧氣/氮?dú)饣旌蠚怏w的燃燒進(jìn)行的理論研究中,使用的是滯止點(diǎn)流動(dòng)反應(yīng)器實(shí)驗(yàn)裝置,其實(shí)就是一個(gè)特殊的燃燒器,首次從實(shí)驗(yàn)和模擬的角度提出了燃料轉(zhuǎn)化率和一氧化碳選擇性與鉑表面溫度(一直到超過(guò)了單相點(diǎn)燃溫度區(qū))的關(guān)系。
科學(xué)研究理論發(fā)現(xiàn)在世界范圍內(nèi)公開(kāi),已得到多家國(guó)際研究機(jī)構(gòu)的驗(yàn)證和確認(rèn),且對(duì)有應(yīng)用的現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)證和理論指導(dǎo)。
在國(guó)外學(xué)習(xí)、工作期間,作者也向海外人員傳遞著中國(guó)人民的勤勞熱情、樂(lè)于助人的品質(zhì),結(jié)下了深厚的友誼。
作者以卓越的成就成功地完成了博士論文及參加了后續(xù)的科研工作,2002年回國(guó)。
2007年金秋,杜邦博士受北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室邀請(qǐng)來(lái)華講學(xué),在中國(guó)具有完備燃料工業(yè)研究基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)室與相關(guān)的師生交流了國(guó)際上甲烷催化燃燒領(lǐng)域的研究?jī)?nèi)容和思考。另外,杜邦博士還講解了富氫煤氣生產(chǎn)中的非混合蒸汽重整研究成果。
此次中國(guó)之行,作者還向杜邦博士介紹了中華民族璀璨絢麗的傳統(tǒng)文化,在游覽故宮博物院時(shí),隨行的學(xué)生們向杜邦博士講述了故宮的文化背景和當(dāng)時(shí)建造上的先進(jìn)技術(shù)及精巧又壯觀的排水系統(tǒng)。北京故宮不僅具有濃郁的東方特色,思想內(nèi)涵表現(xiàn)力非常豐富,主要因使用了琉璃裝飾而顯得富麗堂皇,更是聞名于世界建筑史。琉璃構(gòu)件的顏色也較為豐富,有黃、綠、藍(lán)、紫、翠藍(lán)等多種,與山石古樹(shù)交相輝映,充分展示花園建筑的多姿多彩。
司馬臺(tái)長(zhǎng)城是世界文化遺產(chǎn),也是我國(guó)唯一保留明代原貌的古建筑遺址。站在歷史積淀的長(zhǎng)城上,極目遠(yuǎn)眺雄偉壯觀、蜿蜒連綿的萬(wàn)里長(zhǎng)城時(shí),杜邦博士贊嘆于中國(guó)古代人民的勇敢與智慧,且隨手撿起了其他游客丟在地上的紙屑,并帶動(dòng)隨行的師生紛紛效仿,就這樣把沿路上的廢棄物撿干凈了。
通過(guò)國(guó)際交流,中法英科研人員組成了催化燃燒低碳能源環(huán)保團(tuán)隊(duì),在催化燃燒領(lǐng)域進(jìn)行了理論和應(yīng)用研究。
用此原理,本團(tuán)隊(duì)0-1原創(chuàng)開(kāi)發(fā)了催化燃燒設(shè)備,在研制大型組合聯(lián)動(dòng)設(shè)備中多次改動(dòng)幾米高的機(jī)械構(gòu)造,那時(shí)師生及技術(shù)人員幾乎每天都在理論分析、運(yùn)行調(diào)試和機(jī)械修改的工作中,一天早晨的運(yùn)行中,組合聯(lián)動(dòng)設(shè)備同時(shí)達(dá)到穩(wěn)定的催化燃燒狀態(tài),煙氣中NOx 、CO和未完全燃燒的碳?xì)浠衔镆训陀?ppm。學(xué)生感慨道 “眾里尋他千百度。驀然回首,那人卻在燈火闌珊處。”
根據(jù)中國(guó)計(jì)量院出具的煙氣成分檢測(cè)報(bào)告,在應(yīng)用中也實(shí)證了發(fā)現(xiàn)的甲烷催化燃燒機(jī)理的結(jié)果,科技日?qǐng)?bào)新聞版面報(bào)道了天然氣低碳催化燃燒開(kāi)辟化石能源無(wú)污染燃燒新途徑。
在此之后,作者及其學(xué)生們?cè)诖呋紵夹g(shù)的應(yīng)用上提出了尾礦、粉煤灰再生利用的一種新辦法,開(kāi)創(chuàng)了生產(chǎn)類(lèi)寶石色彩釉藝術(shù)品的生產(chǎn)工藝,貫徹了節(jié)約、環(huán)保的理念,同時(shí)也為彩釉藝術(shù)品質(zhì)量的提升貢獻(xiàn)了一種方案,燒出的琉璃瓦成品,花紋流暢、顏色清雅細(xì)膩,靈動(dòng),晶瑩剔透,為傳統(tǒng)生產(chǎn)創(chuàng)新方面探索了新的思路。
甲烷催化燃燒技術(shù)燒制琉璃藝術(shù)品順應(yīng)時(shí)代發(fā)展的環(huán)保高效的目標(biāo),是科技與藝術(shù)的融合與創(chuàng)新,也是現(xiàn)代文化建構(gòu)的重要體現(xiàn),推動(dòng)著 21 世紀(jì)人類(lèi)社會(huì)和文化建設(shè)的發(fā)展。與時(shí)舒卷,探索優(yōu)秀文化,向世界傳播中國(guó)傳統(tǒng)文化在當(dāng)代科技下的改良與創(chuàng)新,既為節(jié)能環(huán)保做出思考和實(shí)踐,又為國(guó)際間的文化藝術(shù)交流做出推動(dòng)和貢獻(xiàn)。