仿生表面湿空气冷凝析水实验

实验研究了仿生表面与其它四种对比表面上湿空气冷凝析水过程演变.实验中,采用显微CCD动态观察了各表面上冷凝析水过程宏微观演变,分析探讨了各现象物理机制,定量测量了各不同表面的凝集水量,发现仿生表面集水量多于其它四种对比表面.     

山西芮城永乐宫元代天花、藻井研究*

本文以山西芮城永乐宫的元代天花、藻井为主要研究对象，基于 2018 至 2019 年间清华大学进行的实地勘察和三维激光扫描数据采集，记录永乐宫元代小木作的现状信息，分析永乐宫天花、藻井的形制与结构特点及设计尺度规律，并通过比较研究总结永乐宫实例在木构藻井发展脉络中的位置和价值。     

沙漠甲虫Stenocara与空气取水

空气取水是解决淡水匮乏的有效方法之一,但较低取水率限制了其广泛应用。结合英国生物学家Andrew发现的沙漠甲虫Stenocara利用其特殊背部表面从空气中获取饮用水的现象,通过分析现有空气取水技术,指出了制作Stenocara甲虫背部仿生表面以应用在空气取水中,有可能在提高空气取水的取水率方面提供新的思路,这也有望成为今后大型化、人工空气取水的基础。     

山西芮城永乐宫元代天花、藻井研究*

采用不同方法制备了一系列Ni/Al_2O_3催化剂,在无NH_3、无碱条件下对其己二腈催化加氢制1,6-己二胺的反应性能进行研究.通过XRD、 BET、 TEM、 XPS及程序升温实验等结果表明,采用沉淀剂有利于细小Ni纳米颗粒在催化剂介孔内的分散。然而较强的Ni与载体间相互作用不利于氢气的吸附活化,还原处理后催化剂中仍存在较高含量的氧化态Ni物种.采用浸渍法制备的Ni/Al_2O_3-I催化剂中颗粒的平均尺寸为18.5 nm, Ni颗粒暴露在载体表面,生成较高含量的还原态Ni0物种及有利于反应物吸附的中等强度酸性位点.该Ni/Al_2O_3-I催化剂表现出优良的低温活性,在60℃时,己二腈转化频率(TOF)可达39.7 h~(-1);80℃时转化率为100%, 1,6-己二胺收率可达73.0%.然而,由于Ni/Al_2O_3-I催化剂中Ni与Al_2O_3间相互作用较弱,经过3次循环性能测试,催化剂活性明显下降.进一步以少量Cu元素修饰低含量Ni/Al_2O_3-I催化剂, Cu助剂的引入有效改善了Ni纳米颗粒的分散性,并与部分Ni组分形成双金属纳米颗粒.Ni_(15)Cu_3/Al_2O_3催化剂经5次循环反应后无明显失活现象,催化剂的形貌及化学结构亦无明显变化, Cu的引入在保持Ni基催化剂低温活性的同时有效提升了催化剂的循环稳定性,催化剂的TOF为52.1 h~(-1).     

沙漠甲虫背部凝水分析

基于沙漠甲虫利用由亲水突起和疏水凹槽组成的背部凝聚空气中水分的现象，分析凝水过程物理机理，给出数学描述．将凝水过程分作三个阶段，吸聚：小雾滴在背部亲水突起上吸附，长大成小水珠；聚合长大：单突起上直径为1—2mm的小水珠因不能脱落而与邻近水珠聚合，之后长大为大水珠；脱落：大水珠从背部脱落，流入甲虫口中．导出了水珠脱落半径与甲虫背部表面及外界环境参数的数学关系，得出风速为5m／s时，直径至4．1--5．6mm的水珠以滑动方式脱落，这与文献中实际观察到的水珠脱落直径为4—5mm基本一致．     

稀释体系气溶胶粒子近壁动力特性及壁面影响

以极端稀释气溶胶体系中单个粒子为研究对象,建立了考虑受重力浮升力、表面势力和布朗热动力作用的运动控制方程,运用布朗动力学方法数值模拟了近壁处气溶胶粒子的动力特性规律. 结果表明,壁面之上一定范围内(约50个气溶胶粒子半径)存在一个壁面影响区,区域中气溶胶粒子的动力特性有别于无界大空间中的气溶胶粒子,且其厚度远大于壁面对粒子作用力的范围(约1个粒子半径). 最后讨论了不同表面特性、不同粒子半径时壁面影响区的变化规律.