地锚器

——锂离子电池负极材料的改性 序 言通常商用的锂离子电池都选用碳来做负极材料。但是碳材料作为锂离子电池负极材料，脱锂嵌锂电位比较低，容易引起金属锂的析出，且碳材料热稳定性较差，很容易发生安全事故,大大降低了锂离子电池的安全性能。氧化钛由于其良好的循环稳定性及较安全的充放电电压（1.5V），丰富的储量以及无毒、对环境无污染等特性，是一种最有潜力替代碳材料的负极电池活性材料。 金红石型氧化钛脱锂嵌锂模型图 如上图，在很多金红石氧化钛脱锂嵌锂机理的研究中都提到了锂离子在金红石晶体内的扩散只有沿着[001]方向（上图蓝色区域）才能进行。而锂离子在（110）晶面上（上图红色区域）只是以界面吸附的情况进行储锂的，这种在（110）晶面上的储锂只在表面浅层的钛氧八面体上发生，而晶体体相内部是不具备嵌锂脱锂活性的，这也意味着微米级的金红石型氧化钛在作为锂离子电池负极材料时具有很低的电池比容量，如何通过暴露更多的（001）面来提高金红石的比容量是研发氧化钛基负极电极材料首先要解决的问题。 1. 金红石型纳米材料的生长机理 金红石纳米颗粒生长机理图如上图所示，由于金红石型晶体{110}晶面的表面能远远低于{001}晶面的表面能，因此金红石纳米晶体在沿不同晶向上的生长速度大不相同，且生长过程中为了保持晶体结构的稳定，会选择性的暴露更多的表面能更低的{110}系晶面。根据这个原理只要我们在【Step1】步骤中加入合适的晶面生长抑制剂，降低晶体沿{001}晶面方向的生长速度，则可以暴露出更多的金红石{001}晶面，同时也增加了纳米晶体的孔隙率，为锂离子电池的脱离嵌锂提供更多的活性位点。2. 不同生长速度的纳米晶体的微观结构表征不同晶向上晶体生长速度快但不均匀（a）、速度慢（b）、快且均匀（c）的形貌及比表面积图 由上图【C】可以看到，当选择合适的工艺及条件时，可以合成出暴露{001}晶面族更多的纳米颗粒，且相对于另外两种颗粒来说，它有更高的比表面积。 3. 锂电性能测试评价 不同晶向上晶体生长速度快但不均匀（a）、速度慢（b）、快且均匀（c）的电池性能测试 如上图所示，同样一种材料通过形貌调控后，锂电池的比容量由90-100mAh/g升高到了220mAh/g，比容量提升了一倍还多。由此可见通过不同的材料合成工艺可以合成出性能千差万别的材料出来。 后记 随着纳米技术越来越贴近人们的日常生活，显微形貌分析不再仅仅局限于对微观材料形貌的观察与模仿，在对材料的改性及生产过程管控中也起到了越来越重要的作用。为新材料、新产品的研发提供了强有力的技术支持。

随着全球低碳经济的不断发展，国际贸易中的碳足迹将越来越大，低碳贸易壁垒也将会越来越多，甚至会愈演愈烈，低碳贸易壁垒将在未来很长的时期内影响我国的出口贸易。我国只有顺应低碳经济发展模式这一国际潮流，不断提升科技创新能力，积极发展新兴战略性产业，推进我国低碳经济的发展，抢先一步实现低碳化，努力改进产品的质量，这样才能更好地应对国外低碳贸易壁垒，我国的对外贸易才能在低碳时代获得更大的发展空间。　　碳标签不只是“标签”那么简单　　后金融危机时代，为了保护深受国际金融危机影响的本国制造业，以美国为首的欧美国家纷纷采取计算碳足迹、征收碳关税、制定碳标准、扩大企业碳信用交易范围等措施，迫使发展中国家采纳超出其资源偿付能力的环保标准，弱化其国际贸易的优势，以达到保护本国市场的目的。以“碳足迹”、“碳关税”为代表的隐性绿色壁垒正逐渐成为国际贸易壁垒未来发展的主要趋势。　　碳足迹是国际贸易中的一个新生事物。碳足迹标签又称碳标签，是指把商品在生产过程中的温室气体排放量于产品标签上用量化的指数标示出来，以标签的形式告知消费者产品的碳信息，从而引导消费者选择更低碳排放的商品，最终达到减排的目的。碳标签虽名为“标签”，但实际却不只是“标签”那么简单，更是产品背后碳减排技术水平的体现。　　英国率先推出了碳标签做法，英国在2007年专门成立了碳基金，鼓励向英国企业推广使用碳标签。英国最大超市特易购目前已在500多种产品上加贴了碳标签。日本从2009年4月也开始试行碳标签制度，截至2011年2月16日，日本碳标签制度的产品种类已扩大至94类，广泛涉及加工食品、轻工和部分机电产品。日本农林水产省日前还决定，从2011年4月开始实施农产品碳标签制度，碳标签制度执行范围将由现有的加工食品扩大至整个农产品类别。法国已颁布“新环保法”，宣布从2011年7月起，所有在法国销售的产品必须提供“碳足迹”标签。从2011年年初开始，欧盟及韩国等地的客户已要求企业提供产品“碳足迹”的相关数据。目前，全球已有12个国家和地区，颁布了关于碳排放的法规，在其国内企业推行碳标签制度，全球有1000多家著名企业将“低碳”作为其供应链的必需，世界零售巨头沃尔玛要求10万家供应商必须完成碳足迹验证。这意味着，发达国家消费者开始优先选择低碳产品。国际标准化委员会关于“碳足迹”标签的国际标准ISO14067已完成草案的拟定，计划于2011年发布实施。一旦“碳足迹”认证国际标准出台，商品加注碳标签将不可避免。　　在低碳经济时代，除了“碳标签”成了越来越多国际买家所要求的通行证外，一些发达国家还以环境为名义，在低碳技术领域设置“碳关税”、“碳中和”等贸易壁垒，且愈筑愈高，阻碍他国产品进入本国市场，保护本国贸易。　　“碳关税”是指一国对高耗能产品进口征收二氧化碳排放特别关税。目前，碳关税在许多发达国家和经济体甚嚣尘上。美国众议院通过的《美国清洁能源安全法案》规定，从2020年起美国有权对包括中国在内的不实施碳减排限额国家的进口产品征收碳关税。与此同时，欧盟也在紧锣密鼓地为推动碳关税作技术方面的准备。其他发达国家也在效仿美国“碳关税”政策，如法国和加拿大正酝酿出台类似于美国的“碳关税”政策，拟对从中国等发展中国家进口的高碳产品征收“碳关税”。美国推行碳关税，其本质上是“以环境保护之名，行贸易保护之实”，目的就是制衡包括中国在内的发展中国家，并寻找下一轮引领世界经济潮流的新增长点。“碳关税”未来在全球推广，将严重影响我国对外贸易。　　随着减排意识在全球范围内的普及，“碳标签”、“碳关税”已为欧美、日本等越来越多的国家和地区所推崇，并逐步涉入国际贸易活动，很有可能成为日后影响我国企业产品出口的新绿色贸易壁垒，我国很多出口企业将面临严峻挑战。　　低碳贸易壁垒造成的影响　　在低碳经济时代，由于发达国家在低碳技术和环境保护技术方面有很大优势，“碳标签”、“碳关税”等新的低碳贸易壁垒的实施，将对发展中国家的对外贸易产生不利影响，其不但影响我国出口利益、恶化外部环境，而且已经触及到了中国的法律法规、政策措施、体制机制层面，甚至也在挑战中国的核心利益。低碳贸易壁垒对我国外贸的影响主要体现在以下三个方面：　　出口成本增加，经济效益下降 与发达国家更成熟的减排技术发展相比，国内的生产技术水平较低，生产商品的加工与生产方法很有可能会导致更高的温室气体排放，往往具有较高的碳足迹，若企业希望出口产品避免今后或因碳排放过高而被发达国家市场拒之门外，必须在生产中采用环保型的生产方法和技术，投入大量资金研发节能改进工艺，生产成本一般要高出20%~30%，一般的国内外贸企业很难在短期内实现低碳技术的引进和采用。另外，我国的出口企业要想获得碳足迹的认定，不得不增加有关环境保护的检验、测试、认证等手续并产生相关费用，出口产品各种中间费用及附加费用增多，需负担一定的时间成本和不菲的申请价格，这是依靠低廉的劳动力获得微薄利润的国内厂家难以承受的，作为出口产品生产企业的经济效益也将因此受到影响。　　出口量下降，国际市场占有率降低 “碳关税”主要针对高碳排放的产品，或称能源密集型产品。目前我国主要的产业结构是重化工业和大的制造业，我国的制造业中众多产业属高耗能型，出口最多的就是含碳量比较高、劳动密集型和资源密集型产品。届时，像钢铁、焦炭、金属冶炼加工制品等产品可能面临发达国家的高额进口关税。根据世界银行的研究报告，如果“碳关税”全面实施，在国际市场上，所有中低收入国家出口额将削减8%，“中国制造”可能面临平均26%的关税，出口量因此可能下滑21%，出口发达国家和部分新兴工业化国家的市场范围也将面临缩小的可能。　　生产管理要求苛刻，危及中小企业生存 低碳绿色壁垒的实施必然会涉及产品从生产到销售乃至报废处理的各个环节。它要求将环境科学、生态科学的原理运用到产品的生产、加工、储藏、运输和销售等过程中去，从而形成一个完整的无公害、无污染的环境管理体系，对企业生产管理的要求非常苛刻。目前，我国企业尤其是中小企业缺乏技术和资金，企业通过粗放型、高耗能的生产方式将难以维持。因此，低碳和环保技术限于一些较大的规模企业进行生产，而大部分中小企业无力为之，甚至退出国际市场，危及企业生存。　　面对层出不穷的国外低碳绿色贸易新壁垒，检验检疫部门和外贸企业要立足中国国情，加快建设资源节约型、环境友好型社会，转变外贸发展方式，发展低碳经济，进行低碳生产，打造低碳产品，树立“中国制造”在国际市场上的“低碳形象”，增强我国产品的国际竞争力，促进我国外贸可持续发展。　　检验检疫部门的对策　　大力扶持低碳产业发展　我国的优势产业主要集中于劳动密集型和资本密集型产业，而这些产业易于遭遇低碳绿色贸易壁垒。因此，检验检疫部门应抓住低碳时代的经济发展机遇，积极引导传统产业的低碳化升级改造，引导企业节约生产、清洁生产、安全生产和可持续发展，大力发展新兴战略性绿色低碳产业，优先扶持新材料、新能源、生物、医药、节能环保等新型产业发展，推动节能减排和循环经济发展。　　完善低碳贸易壁垒预警机制 检验检疫部门应加强绿色预警能力，密切跟踪低碳贸易壁垒的发展，特别是我国主要出口市场的新动向，深入调研欧美、日本、韩国等发达国家(地区)碳排放政策、法规等情况，建立和完善相应的预警和快速反应机制。通过举办培训班、研讨会、广泛利用新闻媒体宣传等形式，及时为企业提供国际上低碳贸易的新标准、新法规、行动计划及实施措施等信息，指导企业制定有效的应对举措。　　扶持企业进行低碳技术改造 检验检疫部门应引导企业加大科技创新，为企业提供低碳改造技术，扶持企业研发、引进低碳技术和设备，降低产品能耗，提高产品附加值，用技术改造提升传统产业 帮助企业了解碳足迹评价程序，协助企业完成产品/企业碳足迹报告 将绿色低碳产品与企业纳入质量信用体系建设，重点推行绿色低碳产品标准化的研究和试点工作 推动国内相关认证制度的建立，制定相关促进制度以及资助奖励管理办法推动低碳认证技术，利用“低碳订单”或“碳标签”倒逼机制作用，助企业实现生产、加工和运输过程低碳化。　　严防高碳排放产品进出国门 发达国家在设置低碳绿色贸易壁垒的同时，正将污染产品和产业转移到发展中国家。检验检疫部门对此应提高警惕，一方面，应加强检验检疫把关工作，减少和限制高碳排放产品、耗能产品和影响环境产品出口，避免外贸出口受到国外低碳绿色贸易壁垒的影响 另一方面，应加强对进口商品的审查、检测和管理，坚决杜绝受污染商品和危险、有毒的废旧物质的进口，严禁国外污染产品和产业流入我国，以保证我国居民的身体健康和生态环境免遭破坏。　　抵制不正当的低碳贸易壁垒 检验检疫部门应积极参与国际上碳相关规则的讨论和制定，争取主动权，体现发展中国家的利益。同时，对于不正当的低碳贸易壁垒，应充分利用贸易救济措施，以WTO/TBT等协议为依据，建立低碳贸易壁垒调查机制，利用多边贸易体系的谈判机制和对发展中国家特殊照顾的规定，遏制“环保例外权”被滥用，防止贸易保护主义国家实施不正当的低碳贸易壁垒，坚决反对借口应对气候变化，实施任何情况下的贸易保护。　　企业层面的对策　　从长远来看，低碳经济要求外贸企业调整产品结构，从劳动密集型产品转向新兴战略性产业，降低能耗，改进技术，通过技术创新、节能减排等手段来达到高碳能源低碳利用，实现出口产品的低碳化，从根本上规避国外的低碳贸易壁垒。　　培育和壮大自主低碳品牌 加强自主研发能力，拥有核心技术，并制定新的低碳产业标准，这是跨越欧美低碳贸易壁垒的最好途径。外贸企业应主动出击，把低碳理念放在企业发展战略高度，把提高能效作为企业文化建设来实施。企业应深入了解欧盟、美国能效等级新标准的要求，在技术上、设计上、原材料上进行针对性的应对，在调整产业结构和技术升级上下工夫，把开发生产节能、环保、附加值高的低碳产品作为主攻方向，把低碳经济和企业品牌营销相结合，积极引进、采用国外先进的低碳技术和设备，形成具有自主知识产权的拳头产品，培育和壮大自主低碳产品品牌，增强产品的国际竞争力和可持续发展力。　　建立强大的低碳产业链 企业应从产业链抓起，从技术研发、产品设计、生产制造、销售渠道等多个环节，整合企业自身的低碳战略，全方位调整和改进生产技术和工艺，优化整个生产流程，将企业生产经营的每一个环节进行量化考核，实现每类产品、每个环节、每道工序碳排放量的数据化管理，有计划进行企业或产品碳足迹评价，有针对性地制定出更加科学有效的节能减排措施，建立真正的“低碳蓝海”。此外，企业还应联合前端的供应商、后端的销售商等全产业链，一起进行低碳经济发展模式的探索，实现低碳技术改造工作的对接，使全产业链形成强大的“低碳竞争力”。　　大力推行低碳认证制度 低碳认证制度的建立是落实国家低碳经济发展战略的重要技术支撑和基础措施。目前，ISO14000体系是国际标准化组织颁布的关于环境管理的标准体系，获得ISO14000认证就等于取得了进入国际市场的“绿色通行证”。企业应及时跟踪研究国内外先进的低碳认证技术和标准，建立和完善ISO14000环境管理体系，积极推进低碳认证、能源管理体系认证、节能认证、绿色环保认证，创建全国低碳环保认证示范社区，大力加强食品、农产品、节能环保、信息安全等领域的认证工作，并建立认证认可统计评价指标体系，为突破国外低碳绿色贸易壁垒提供有效支撑。　　开发多元化国际市场 企业应积极开发多元化国际市场，除了美、欧、日等发达国家及周边市场外，还应积极开发东盟、非洲、拉美等新兴市场，以市场多元化分散发达国家“碳标签”等低碳贸易壁垒带来的风险。　　相关链接　　在全球气候变暖的大背景下，低碳转型被认为是第二次经济全球化，低碳经济已成为国际社会广泛关注的焦点。一些发达国家凭借其经济和技术上的垄断地位，以环境保护为由，开始应用“碳足迹”标签、征收“碳关税”等措施，对外构筑绿色堡垒，行贸易保护之实，使我国外贸面临前所未有的挑战。如何有效应对国外低碳贸易新壁垒，是检验检疫部门和外贸企业必须解决的一项全新课题。

2018年9月，使用MALDI-TOF，通过检测动物种类特异性多肽的动物毛发鉴定法作为国际标准（ISO）在日本发行。另外，它还将被确定为日本工业标准（JIS）。即使仅用1根毛发，也可采用该鉴别法进行分析。因此不仅可以防止山羊绒的假冒，还可以用于进行羽毛、人的头发等各种毛发的鉴别以及食品混入异物检查。该方法由金泽工业大学基因组生物工学研究所基于岛津MALDI-TOF系统开发。 动物毛发鉴别分析技术在各个领域都起着重要作用。动物毛发被用于制作外套、上衣、毛衣等各种纤维制品。制作这样的纤维制品时，有义务根据家庭用品品质标识法对纤维的种类、使用多种纤维时的混用率进行标识。另外，毛发混入食品中时，确定毛发种类对明确混入途径至关重要。 除去水分，90%左右的毛发由蛋白质组成。图1显示的是动物毛发的构造。 图 1 动物毛发的模式图 毛发在防止外部冲击的同时，还起到了保温的作用，这一功能和毛发的构造有着密切的关系。毛发的蛋白质中含有大量的类固醇，通过类固醇结合，在分子间形成了多个交联结构。毛发的化学分析需要进行溶解，使用名为还原剂的物质来切断二硫键。另外，所得到的蛋白质提取液中含有多种蛋白质和盐类等物质，因此，需要通过聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）等进行纯化。动物毛发纤维MALDI-TOF鉴定流程如图2所示： 图2 MALDI-TOF MS 的兽毛分析法 经过胰蛋白酶处理的多肽MALDI-TOF MS分析，用MALDI-TOF MS检测金属靶板上的结晶样品。调整激光功率等的检测条件，确保在观察动物种类特异性峰值的m/z2450-2750领域能得到良好的分辨率。 通过对SDS-PAGE蛋白条带进行胰蛋白酶解后的样品，进行MALDI-TOF MS检测。找到不同动物种类的特异性峰值代表。 a.Band1 KeratinⅡ (b) Band2 KeratinⅠ 图 3 MALDI-TOF MS 检测图谱 通过MALDI-TOF MS技术找到山羊绒、羊毛、牦牛毛三者之间的差异峰值区间m/z 2450-2750和特异峰值。如图4所示。 图 4 MALDI-TOF MS 中的动物物种类特异性峰值 表1 动物种类特异肽的氨基酸序列＊1*1 涂黑的峰值为主峰 对这些动物种类特异性峰值进行MS/MS分析，推测氨基酸排列的结果如表1所示2）。由23个氨基酸组成的肽，山羊绒和羊毛之间有1个，山羊绒和牦牛毛之间有4个氨基酸不同。 很多纤维制品在加工工序中会进行漂白、脱色、染色等化学处理，但动物毛发特殊的峰值位置不会因为这些处理而改变，因此明确其可用于识别纤维制品中的动物毛发种类。 1根毛发的分析 分析纤维制品中的动物毛发时，为了避免产品成分出现偏差，最好对产品进行大范围采样并进行平均化，然后使用其中的一部分。因此，很少需要微量分析。另一方面，在分析食品中混入的毛发时，建议尽可能采用少量试样进行分析。 在科学调查中，通过毛发的DNA分析可以得到很多与血型等能够确定个人特征相关的信息。但是，纤维制品中所使用的动物毛发大多只有毛干部分，特别是被浓重染色的产品，很难进行DNA分析。采用MALDI-TOF MS法分析蛋白质，即使是1根毛发也可以充分进行检测。 根据动物种类的不同，特异性的峰值位置也各不相同，但是同一属性的动物在同一个位置出现峰值的情况比较多。山羊绒和安哥拉山羊毛等需要用显微镜识别。表2表示主要动物特异性峰值的峰值位置（m/z）以及从数据库推定的氨基酸排列。狸猫、狐狸、狗的主峰位置是一样的，但可以看到狐狸的第二峰值是2638，狗是2641，由此能够对它们做出判断。除了此处所示的动物以外，能够利用基因组数据库的动物也可推测并确认特异性峰值的位置。这样，只看m/z2450-2750的光谱就可确定所含动物毛发的种类，这就是MALDI-TOF MS法的一大特征。 图 6 1根毛发MALDI-TOF MS 分析所得到的动物种类特异的峰值 表 2 各种动物毛发特异的肽的氨基酸排列和峰值位置（m/z ）*1 根据NCBI 数据库（https://www.ncbi.nlm.nih.gov/）推定 参考资料：岛津应用新闻No。65及文献1)大箸信一、出村由香、佐野元昭、SEN’I GAKKAISHI、68（10）、276 （2012）．2)大箸信一、出村由香、佐野元昭、吉岡陽一郎、SEN’I GAKKAISHI，70 (6)、114 (2014)．3)ISO20418-2 Textiles ? Qualitative and quantitative proteomic analysis of some animal hair fibres ? Part 2: Peptide detection using MALDI-TOF MS．