我于1959q考入工程物理p，~入?01班，半年后全班{入工E化学系Q班h为化503?/span>
我的研究生赯大学一q的“考试革命”。学了一q的无机化学该年l考试了，当时在搞政治q动Q不记得具体名称了，反正是否定权威，否定U学。我们工化系的Q务是否定门捷列夫周期律，分配到我们班的Q务是通过l合物常数证明周期律不成立，q是政治考试。笔试还是有的，但其成W仅作参考。同学们把能查找的书刊都N了，感觉数据q是不充分?/span>
北京的同学想起东安市场里有旧书摊Q于是班长带着我坐?31路再倒一ơRq了东安市场。那里还真有不少旧书刊，整整一天翻看到天黑被h赶出来，ȝ又添了六七个新数据。站?31路返校的汽R上，我又累又饿，忽然惌v今天是我的生日啊Q?/span>
在班U讨Z(x)上，我认为除数数据与周期表的规律性不W之外，多数数据是相W的。数据的定M(x)有误差，更何冉|期测定技术的不Q因此坚军_Ҏ(gu)此否定门捷列夫周期律。我的这门功课最后的成W是“通过”，卛_强及(qing)|管我笔试考了全年U唯一?00分，但政治考试不及(qing)|因ؓ(f)反对革命Qƈ且在革命紧要兛_q不忘自q生日。然而，我没有在乎这些，因ؓ(f)ȝ了文献的搜集和分析能力?/span>
六年U的毕业论文使我得到了科学研I的实际ȝ。我学的专业是稳定同位素分离Q重Ҏ(gu)氢同位素的分M富集Q主要是生重水。重氢（氘）使水变重Q重氧（o18Q同样水变重，因此必须知重水中o18的含量。空气中的氧和水中的氧是可以发生同位素交换的Q因此必ȝ道空气中o18的含量与水中o18含量的差|q个差值叫作Dole效应Q普遍认为是7Q百万分之一?Q。李以圭老师把测定DolegZ个毕业论文题目。因Z扄参考文献都是d文的Q而我是唯一学过h的学生，所以这个题目就落到了我头上?/span>
实验室自制准到0.1的水密度量仪器Q我的Q务是设计q装配空气与U水q行同位素交换的气固反应器以?qing)选择催化剂、确定实验方案ƈ完成量。经q文献调查，发现文献数据出入很大Q但都是气水一ơ性接触后的结果。我认ؓ(f)一ơ接触不可能辑ֈ交换qQ因可不是能够瞬时达到^衡的d反应。所以我制定了水样与I气在不同温度下多次接触q行同位素交换的实验Ҏ(gu)Q把每次反应得到的Dole值对交换ơ数作图。于是在半对数坐标系中得C束直U，其外延线交汇于一炏V此点对应的Dole值才是交换达到^衡时的结果，即真正的Dole效应。它不是7Q记得是8.6。这是从未公怺世的研究成果。正是文革前夕山雨欲来风满楼之际Q哪q敢没事儿找事儿投稿啊，很有价值的研究成果ph没在漫O时空中了。这一q的毕业论文使我对科研不再陌生。到了天z大学，卌独立承担上布置的Q务，以至于不太熟(zhn)的同事都认为我是研I生毕业?/span>
1983q?月，我在威斯h大学化工pM了两q访问学者后回到天|大学。当时复合过E是化学工程的热点课题，我的上Y教授让我研究吔R_NQ我不接受，因ؓ(f)q不可能构成一个复合过E。反应精馏之成功在于_N作用?qing)时U除了反应物，故而反应得到强化。但反应产物很快吔R剂饱和，吔R作用便不再发生，况且在一个精馏塔里同时处理气液固三相物料直是噩梦?/span>
?992qv我在加拿大工作的三年Q让我接触到清洁能源领域的热门课题，卛_氢、储天然气研IӞ重点是寻N效储气材料。我认ؓ(f)必须弄清楚储气机理，才能避免研究的盲目性。于是开始对临界温度以上气体Q不凝气Q吸附机理的研究。由于不凝，所以吸附压力可以不受饱和蒸汽压的制U，故而称作高压吸附。吸附的实验记录即ؓ(f)吔R{温Uѝ高压吸附等温线特征完全不同于已知的蒸汽吔R{温U，它具有极值点Q极值点q后吔R量随压力升高而降低。对实验得的等温线建立数学模型Q通过模型中的参数解释吔R机理是通常的研I方法。由于文献中发表的数据局限于单一温度或很H的温度范围以及(qing)不够宽的压力范围Q得高压吸附特征不显著Q因此各U不同类型的数学模型都可大致描述实验数据Q却又不能与实验{温U完全吻合。因此，我决定扩大实验范围。增大压力范围好办，增大温度范围却是非常困难的。氢气和甲烷的(f)界温度都很低Q室温以上的恒温槽可以在几十度范围内做到温度恒定Q但在室温以下却难以做到。事实上Q大温度范围的低温恒温槽当时Ҏ(gu)不存在。当我把自己的想法与N负责论时Q他立马摇头。这位教授是在比利时获得物理学博士学位的Q而且他的博士论文恰恰涉及(qing)低温恒温槽。他把杜瓦瓶|于h中，通过改变杜瓦瓶夹层真I度使瓶内的温度在一定范围内变化。我以液氮作hQ在吔R槽外围绕?sh)加热圈Q通过控制L(fng)负荷的^衡吔R槽内的温度在从液氮温度到室温的大范围内恒定在M指定的温度上。我用实验室现有的材料组装成世界上第一个超U低温恒温槽Qƈ定了从77K到室温范围内?2条氢在活性炭上的吔R{温Uѝ?/span>
1995q_(d)天|大学召我回国。在自然U学基金委和中石化发展部清华校友的鼎力支持下Q我们徏成了国内W一个高压吸附实验室。我们自p计组装的高压吔R装置比加拿大的实验室_ֺ更高Q这U装|在国际市场也买不到?004q我应邀回加拿大的实验室交流Ӟ发现我用的那套装|已成废物一堆。我们的高压吔R实验室陆l发表了甲烷、气、氢气、氧气、二氧化뀁一氧化等气体在不同吸附材料上大温度、压力范围的一pd吔R{温Uѝ这是世界上M其他实验室都做不出来的。由于数据丰富，我们发现了吸附机理跨(f)界温度时发生的{变，即从多分子层吔R向单分子层吸附的转变Q发表在Langmuir。基于单分子层吸附机理和吉布斯吸附热力学方程Q我建立了高压吸附等温线的理论模型，非常贴切地描qC包括二氧化碳吔R那种与常规吸附有着巨大差异的实验数据。这一理论q展亦显著改善了多组分吸附^衡的计算Q发表在AIChE Journal上?/span>
我们的研I成果对国际同行和整个清z能源研I产生了不的冲击?001q在日本长崎举行W七届国际吸附会(x)议（F(tun)OA7,Fundamentals ofAdsorption 7Q。在?x)议W一天的全会(x)上，FOA发v人，国宑ַ大学的Myers教授报告他关于高压吸附理论的研究成果。吸附的定值是个相寚wQ绝对吸附量无法定Q因此不能确定吸附相的体U。Myers?qing)其他研I者都以吸附剂的微孔体U作为吸附相体积Q然后开展一pd的数学推演。见他发a后无人提问，我站h_(d)(x)“你的假设是错误的，因此数学推演的结果没有意义。”我看见他蟩了v来，q喊了一句什么，我没听清。四癑֤人的?x)场鸦雀无声。大概过了几十秒Q曾l访问我实验室的德国资深教授站了hQ他_(d)(x)“周是对的，他找C定l对吔R量的Ҏ(gu)。”随后另一位美国教授站h发表了支持我的意见?/span>
W二天，我在大会(x)上介l了我和研究生们的工作以?qing)我们的理论处理?gu)。三q后在美国新墨西哥州召开FOA8Q我被推选ؓ(f)国际吔R学会(x)理事。那个时候各U储氢的新奇材料Q例如碳U米、MOF{等Q不断出现在Science, Nature以及(qing)其他高媄响因子的刊物上。自?em>Langmuir发表了我的三论文以?qing)经q我在多个国际会(x)议上的演Ԍ此类新奇材料销声匿q了。记?004q开完FOA8之后Q通用汽R环球研发总部的Director邀hd一个储氢报告?0几位听众里有几位长者，看v来心情沉重，听了我的演讲Q他们很Ȁ动，几个人围着我，一再感谢我“解䏀了他们。原来他们一直做不出能够储氢的碳U米，承受着巨大的精压力。Director却很不以为然Q他拿出刚刚出版?em>ScienceQ封面印着一条所谓氢吔R{温Uѝ他告诉我，q是他用百万元支持匹兹堡大学一位教授发现的新材料（MOFQ，可在常温下储存很多氢气。我瞥了一|看到那是条与横uQ压力）q的直U，告诉他这是cooked dataQ因为实验测出来的吸附等温线一定是起于原点。回国一月左叻Iq位Director在一位清华校友陪同下C国找到我Q说他压力很大，务必帮他解决车蝲储氢办法Qƈ说经费不是问题。当时我刚刚写完关于储氢的综q文章（随后发表?em>Renew Sust Energ RevQ，告诉他就是给我一座金山我也没有办法?/span>
可是Q这一产生国际冲击力的研究成果却被上v某大学一位糊涂院士轻易否定了。他说单分子层吸附机理是不对的，因ؓ(f)气体压力_高以后单分子层是保不住的。说他糊涂，因ؓ(f)他不懂吸附是内力作用产生的表面现象，而压~是外力作用Q二者不能Z谈。这是表面化学常识，q且在我发表的论文中已经阐述明白。由于他是物理化学院士，他的a论就是结论?006q受国际吔R学会(x)委托Q在天|L召开W四届亚太区域吸附科学与技术大?x)?008q_(d)我荣获天z市自然U学一{奖。在2009q退休之际，我从市委书记张高丽手中接q获奖证书?/span>
退休之际，我从氢能研究的积极分子变成反对者，是因为对它的了解日益加深。氢能的实际应用必须跨过两道门槛Q一是水制氢Q二是氢的储存。后者已l做q详l阐qͼ除了前面提到的论文，亦可参阅2005q出版的《能源化学进展》第五章。这里简要说说水制氢。一个基本原则是氢释攄能量必须多于制氢所消耗的能量Q否则就是亏本的买卖。ؓ(f)了判定一U制氢方法是否值得研究Q我定义一个“理量增益值”，而且指出只有热化学@环分解水才有可能使该值大?.0Q研I文章亦发表?em>AIChE Journal上。与此同Ӟ我从燃煤发电(sh)的反Ҏ(gu)变成U极提倡者，q是因ؓ(f)如果国家的能源结构大大减对xa(b)和天然气的依赖，大大增强战略安全。煤늚问题在于气排放对大气的污染Q我惛_了基于碳q原的治理尾气实现零排放的方法。首先通过热力学计证明了Ҏ(gu)的理论可行性，然后h的学生抽I做一些基实验Q证明了Ҏ(gu)的操作可行性。ؓ(f)使该Ҏ(gu)被更多h了解Q分别在中英文刊物上发表Qƈ且在2014q到国的国际煤炭科学与技术年?x)上演讲。有人问q么好的技术你们中国采用了?我当然不能说自己“h微言轠Z，可事实上Q让自己的研I成果上辑֤庭何光哉。在国家准备大力发展?sh)动车之际，我写了一信Q说明不ȝ好煤甉|染，?sh)动车不能改善环境，Z报告了我的治理方法。此信分别寄l中央办公厅、国务院、能源局和环保部。环保部表示可到部里谈谈Q到了部里见C六个人，其中有一位退休的煤电(sh)专家。我很失望，因ؓ(f)我开第一句就是“必L弃现有的一切洁净煤技术”?/span>
q些q_(d)能源与环境似乎是不能分开的连体儿。清z能源以保护环境的名义获得发展机?x)。我在几个国际会(x)议和邀h告中Q第一句话是“环境恶化与能源无关”。因Z我收集到的直?010q的历年世界人口与全球二氧化xN数据来看Q?3亿以前零排放Qh口超q?3亿后排放量与人口U性相养I相关pL0.99。此l果说明13亿h口是l持地球生态^衡的上限Q此后的直线相关性仅仅表明一U介E状态?016q我又在此关联图上补充了2010q以后的数据Qo(h)我吃惊的?010q以后的数据炚w跑到直线上面M。直U表CZh均排N恒定Q但?010q以后不再恒定了Q说明大气中新增了非Zؓ(f)所致的二氧化碳。在2010q前后，|络报到俄国西伯利亚的冻土区出现“魔鬼坑”以?qing)南北极地区的气候异常。因此，我认?010q是关键的一q。当q的世界人口67亿是l持地球生态系l处于介E_^衡状态的上限Q打破这个上限，介稳态垮掉，其后果是怹d带融化，更多的二氧化_甲烷{温室气体释攑ֈ大气Q从而加剧地球变暖，而且q是一个正反馈q程Q一旦介Ex垮掉，没有MZؓ(f)的努力可以扭转这一变化势Q除非小冰河时代如期而至。这一认识?018q发表，题目是?em>Diagnose the Earth”。这是我此生最后一论文，因ؓ(f)2016q以后我再也不能方便C|络搜烦所需要的数据和文章了?/span>
无所事事的日子真是寂寞啊。记得刚入学时学校号召我们ؓ(f)国健康工作五十q_(d)马约先生“要动”的呼喊音犹在耟뀂退休前我工作了44q_(d)是“文革”期间也参加了核潜艇的空气净化科研以?qing)工农兵学员的教学。如果算?018q_(d)我已额完成了入学时学校的嘱托，也算不负国家与清华的培养Q聊以自慰可也?/span>
最后说说我的名字变q。本名周C|在教工农兵学员化工原理课Ӟ考虑如何把复杂的道理显地表qͼ以利于学员理解，因此把一个化工设备的设计计算Ҏ(gu)大大地简化了Q与复杂Ҏ(gu)得到的结果几无差别。我写成文章寄到上v一家没有关门的刊物Q编辑部说可以发表，但你必须改名。那?975q_(d)全国正在轰蘪烈烈地批林批孔批周礼。于是，我把“礼”改为“理”。这是我正式发表的第一文章，所以以后发表的论文和专著皆|名周理。但q个名字是不合法的，因ؓ(f)户口本和w䆾证上的名字仍是周C{在׃国家x名可不容易，几十q过后，我琢着“周理”比“周C”更准确C表了我的个性。直到更换第二代w䆾证，才做C“周理”获得法律依据?/span>
2020q??2?/span>
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