氣凝膠相關材料的前景如何?

南方某企業已經擁有氣凝膠生產專利,主要是二氧化硅氣凝膠和碳氣凝膠,今年開始工業保溫領域的推廣,有沒有材料學大拿介紹下這個東西的前景,在國外有沒有大規模的工業應用借鑒?感謝。


居然上了熱門推薦,有點受寵若驚啊,這次修改改正了一些錯別字,並在加上了幾個例子。
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有知友提到了胡涵在Advanced Materials上的那篇文章,確實那也是經典之作,上次寫的比較匆忙,今天剛考試,決定在完善答案。歡迎大家分享優秀經典的文章。
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答主做了半年多的石墨烯氣凝膠相關課題,下面所有結論和分析圍繞石墨烯氣凝膠材料展開。首先稍微吐槽一下,本人學的是土木,導師也是學院大牛,做材料、風工程、抗震、健康監測、振動控制等等,涉獵廣泛,小弱做科創,後來把甩給師兄,現在師兄留校任教了,做的課題就是氣凝膠,當時知道課題的時候我就亮瞎了,土木做氣凝膠啊。。。一般做建材了也就鼓搗鼓搗水泥,發篇CCC或者CCR就很不錯了,沒想到師兄半年後還真發了篇ACS Nano,然後我才佩服大老闆的遠見博識,不多說,下面開始亮結論:科研前景好,工業前景目前尚有欠缺。多圖預警。下面討論氧化石墨烯氣凝膠(Graphene Oxide Aerogels)簡記為GOA,石墨烯氣凝膠(Graphene Aerogels)簡記為GA.
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1. 前言
碳材料氣凝膠見諸媒體報道是浙江大學高超研製的全碳氣凝膠創造了世界上最輕材料的記錄:0.16mg/cm3, 是空氣密度的1/6.後續高超還做了一些列氣凝膠研究,下圖是經典配圖之一[1]。GA和GOA由於其密度極小,比表面積大(幾百m2 g-1)[10],在環境處理、催化劑、電極材料等方面有很多應用前景。而相比於GOA,GA的導電性相對好,而且可壓縮回彈,而在這壓縮過程中電阻會變化,這一性質也給其能夠成為人造肌肉,電控開關等電學元件提供了可能。而硅氣凝膠等很多氣凝膠工藝等都已經很成熟(具體不清楚,但研究的更早請批評指正。),而氣凝膠由於其良好的隔熱性,硅氣凝膠在建築保溫材料等領域已有應用。而為什麼現在石墨烯氣凝膠能這麼火?最大的原因在於石墨烯氣凝膠擁有其他氣凝膠不曾擁有的良好的導電性(相對的,現在研究者們仍在努力改進其導電性),這也就讓它在電學元件,感測器等很多方向可能有應用。

有知友提到大連理工胡涵,他確實是較早開始關注到GA的可壓縮回彈性質的人,這篇文章在web of science上的引用率也到達到了143次(截止至2015.5.15).[2]

[1] Hai Yansun, Zhen Xu, Chao Gao, Multifunctional, Ultra-Flyweight, Synergistically Assembled
Carbon Aerogels,Adv.Mater. 2013, 25, 2554-2560
[2]Han Hu, Zongbin Zhao, Wubo Wan, Yury Gogotsi, Jieshan Qiu, Ultrlight and Highly Compressible Graphene Aerogels, Adv.Mater. 2013,25,2219-2223

2. Oil Absorbent Water Treatment

下圖是Li Jihao在文章中給出的單克GA吸附各種不同油的質量,大概1g氣凝膠可吸附幾百克的油:

這個應該是目前研究的最多的方向之一了。GA密度小,且親油,可用于海洋廢油的回收利用。比較經典的一篇文章是Li Jihao 2014年發在JMCA上的一篇文章[2]。利用氣凝膠可以迅速吸油並且可通過擠壓將油再一次重新收集,又或者直接燃燒除去,而氣凝膠結構保持完好可循環利用。這也給氣凝膠應用于海洋廢油回收處理提供了應用。後來近兩年這方面又發了好多文章,尤其是Carbon上[3-5],這個老牌的碳材料期刊都有不停灌水之嫌,難怪有人說對作材料的人來說Carbon, JMCA, Nanosacle等是二流期刊,ACS Nano,Advaced Materials, Advanced Function Material, Angewandte Chemie International Edition,Small, nano letters, Journal of the American Chemical Society是一流期刊,science/nature等是頂級期刊。至於師兄發的ACS Nano上的文章,在氣凝膠中嵌入了鐵磁性四氧化三鐵納米粒子,使得氣凝膠帶有鐵磁性,這樣的話加磁場氣凝膠可以自行壓縮擠壓,實現了智能可控性和磁驅動性[6]。

[3] Jihao Li, Meng Hu et al, Ultra-Light,
Compressible and Fire-Resistant Graphene Aerogel as A Highly Efficient and Recyclable
Absorbent for Organic Liquids, J.Mater.Chem.A, 2014,2, 2934-2941
[4]Xinhong Song, Liping Lin et al, Mussel-inspired, Ultralight, Multifunctional 3D Nitrogen-Doped Graphene Aerogel, Carbon, 2014(80), 174-182
[5] Shervin Kabiri et al, Outstanding adsorption performance
of graphene–carbon nanotube aerogels
for continuous oil removal, Carbon, 2014(80):523-533
[6]Xiang Xu, Qiangqiang Zhang, Hui Li et al, Self-Sensing, Ultralight, and Conductive 3D Graphene/Iron OxideAerogel Elastomer Deformable in a Magnetic Field, ACS Nano, 2015(4):3969-3977

相比於GA的親油可用於水除油,GOA卻對金屬離子有很強的吸附性。西北大學Sunjin Park 和 Nguyen曾做過金屬離子吸附到GO膜的實驗,發現GO在吸附金屬離子後膜強度有很大的提高[7]。而這對金屬離子的良好的吸附性延續到了GOA上,天津大學高建平在Carbon上報道了利用GOA處理水中Cu2+的報道,其對銅離子的吸附作用也表現出了很強的對PH的敏感性。這PH敏感性使得此氣凝膠可重複使用。首先控制PH為中性,則氣凝膠吸收大量銅離子,將此使用後氣凝膠取出放置於酸性條件下,則銅離子釋放,該氣凝膠又可重新使用[8]。

韓國浦項科技還拿GO做水中As的處理[9]。雖然我到現在還不明白他們為什麼要在裡面加鐵磁性顆粒,難道單純的GOA不好用?這個具體偏向於水處理,不是很了解。

Arsenic contamination of groundwater
has led to a massive epidemic of arsenic
poisoning in South and South East Asia. It is estimated that 60 million people are
drinking groundwater with arsenic concentrations
above 10 ppb. Increased levels of
skin cancer were associated with arsenic exposure
in Wisconsin, even below 10 ppb.4
Arsenic can be removed from drinking water
through coprecipitation of iron minerals.5
Using the highly specific surface area of
Fe3O4 nanocrystals, the waste associated
with arsenic removal from water has recently
been substantially reduced.

[7]Sunjin Park, Nguyen, S.Ruoff, Graphene Oxide Papers Modified by Divalent Ions-Enhangcing Mechanical Properties via Chemical Cross-Linking, ACS Nano, 2008(2),3,572-578
[8]Xue Mi, Weisong Xie, Jianping Gao, Preparation of Graphene oxide aerogel and its adsorption for Cu2+ ions, Carbon, 2012(50), 4856-4864
[9]Vimlesh Chandra,Jaesung Park, Young Chun, Jung Woo Lee, In-Chul Hwang,* and Kwang S. Kim,Water-Dispersible Magnetite-Reduced
Graphene Oxide Composites for Arsenic
Removal, ACS Nano, 2010(4),7, 3979-3986

3.catalyst

具體說應該是催化劑載體,上海交大的馮新亮發表在J.Am.Chem.Soc.上的一篇文章比較典型[10]:
在氣凝膠中負載上四氧化三鐵納米粒子,最後發現負載上四氧化三鐵納米粒子的氣凝膠的催化劑性能優於單純的四氧化三鐵納米粒子,這其實是可以預見的。因為氣凝膠材料的多孔性(&>99%)和大比較面積,當催化劑顆粒均勻負載在氣凝膠上時,實際參與反應的催化劑與反應物的接觸面積是大於單純的納米顆粒的。氣凝膠的作用相當於納米顆粒從堆疊的變為分散的。催化劑方面的應用還有很多,不再具體舉例[11]。

Catalysts for the oxygen reduction reaction (ORR) are key components of fuel cells. Pt and its alloys remain the most efficient ORR catalysts, but the high cost and scarcity of Pt hamper further development of fuel cell technologies based on these materials. In this respect, a broad range of alternative catalysts based on nonprecious metals (Fe, Co, etc.) or metal oxides (Fe2O3, Fe3O4, Co3O4, IrO2, etc.) as well as nitrogencoordinated metal on carbon and metal-free doped carbon materials have been actively pursued. Metal or metal oxide catalysts frequently suffer from dissolution, sintering, and agglomeration during operation of the fuel cell, which can result in catalyst degradation. To overcome this obstacle, nanostructured catalyst supports such as carbon (active carbon, porous carbon, carbon nanotubes, and graphene), metal, carbide, mesoporous silica, and conducting polymers have been developed to maximize the electroactive surface area of catalysts and improve their catalytic activity and durability.

[10]Zhong-Shuai Wu,Xinliang Feng et al, 3D Nitrogen-Doped Graphene Aerogel-Supported Fe3O4
Nanoparticles as Efficient Electrocatalysts for the Oxygen Reduction Reaction, J.Am.Chem.Soc.2012, 134, 9082-9085
[11]Liang Chen , Bin Wei , Xuetong Zhang , Chun Li, Bifunctional Graphene/ γ -Fe 2 O 3 Hybrid Aerogels with Double Nanocrystalline Networks for Enzyme Immobilization, Small, 2013(9), 13, 2331–2340
4. Supercapacitor Anode Materials

由於氣凝膠材料的大比表面積以及石墨烯材料良好的導電性(好的導電性是相對地,目前很多課題組還在想辦法提高其電導)使得其在電極材料以及電容器上存在極大的應用。這也是目前氣凝膠方向做的最火的方向之一。
其中北京理工張學同也是做的比較好的人之一[11]。

做石墨烯氣凝膠的怎麼都不會忘記的就是清華大學石高全[12],當然這個方向上做的人很多,不在舉例,電化學這塊我是一點都不懂,奈何我們課題組是土木出身。。。不然這塊一定是會去著重關注和研究的[12-14]。
[11]Xuetong Zhang et al, Spontaneous assembly of strong and conductive graphene/polypyrrole hybrid aerogels for energy storage, Nanoscale, 2014,6,12912
[12]Yu, M.P., Wang, A.J., Wang. Y.S., Li. C., Shi. G. Q., An alumina stabilized ZnO-graphene anode for lithium ion batteries via atomic layer deposition. Nanoscale, 2014, 6(19): 11419-24
[13]Yu Chen, Bohan Song, Junming Xue, Ultra-small Fe3O4 nanoparticle decorated graphene
nanosheets with superior cyclic performance and rate capability, Nanoscale, 2013, 5, 6797
[14]Seung Yol Jeong, Geon-Woong Lee, Monolithic Graphene Trees as Anode Materials for Lithium Ion Batteries with High C-Rates, Small, 2015
5.Sensors
感測器的話我看的文章不多,但也可以舉幾個例子:

這是張學同發表在Small上的文章,這篇文章的主旨是在於利用La3+離子和PEI來crosslink加強氧化石墨烯氣凝膠強度的(相比於石墨烯氣凝膠其強度低成形性差),相比於石墨烯其具有氧化性,也就是其具有了作為監測一些還原性氣體的可能[15]。

Moreover, these as-prepared GO aerogels possess unique chemical activities toward some reducing gases such as H 2 S, HI, and SO 2 . All of these characteristics can make the resulting GO aerogel a promising candidate in the fi eld of environmental or mechanical engineering

另一個例子是長春應用化學所陳衛研究員發表在分析化學雜誌《Analytical Chemistry》上的一篇文章題目是"Three-Dimensional Mesoporous Graphene Aerogel-Supported SnO2 Nanocrystals for High-Performance NO2 Gas Sensing at Low Temperature" , 其提出了基於石墨烯氣凝膠載體的SnO2顆粒用於空氣中NO2氣體監測的應用[16]。
原理如下:SnO2(半導體)在還原性氣體氛圍下導電性增加,在氧化性氣體氛圍下導電性減弱,但目前SnO2的一些缺點限制了其應用,例如室溫下導電性差,基於SnO2的氣體感測器工作溫度高(H2:170-200℃,CO: 200℃),合成過程中SnO2容易團聚導致性能降低等。而利用石墨烯氣凝膠作為載體,然後負載上SnO2顆粒後幾乎完美地解決了這些問題,首先導電性得到很大提高,其次阻止了其團聚,連工作溫度都下降到了50℃,使得在常溫下應用成為可能。

下面開始給圖:

在100ppm NO2氛圍下的實驗:on表示輸入氣體,off表示關閉氣體輸入,可以發現其電阻變化值能夠在較短時間內(less than 6mins)在確定溫度下給出確定的響應,並且再移出氣體氛圍後經過一定時間可恢復重複使用。

此圖為此氣凝膠在不同溫度下所需的反應時間和恢復時間。

而在確定溫度時,此氣凝膠對NO2氣體濃度的響應幾乎是線性的!(紅藍兩圖只是製備工藝的不同)

最後,文章中還對其他氣體是否會干擾進行了分析,發現對NO2的靈敏度是最強的,其他氣體的干擾可以忽略不計。這篇文章中可以明顯看到的是石墨烯目前的研究已經越來越偏向於實際應用,而利用此研究來製備NO2精確感測器幾乎已經成為可能。這篇文章的出版時間為2015年1月.

[15]Xuetong Zhang, Edge-to-Edge Assembled Graphene Oxide Aerogels with Outstanding Mechanical Performance and Superhigh Chemical Activity, Small, 2013(9), 8, 1397–1404
[16]Lei Li, Shuijian He, Minmin Liu, Chunmei Zhang, Wei Chen, Three-Dimensional Mesoporous Graphene Aerogel-Supported SnO2 Nanocrystals for High-Performance NO2 Gas Sensing at Low Temperature. Analytical Chemistry, 2015,87,1638-1645

5. Other Applications

藥物定點釋放
:這個是水凝膠了,石高全利用PVA和GO製備了對PH敏感的水凝膠,如下圖Fig.4所示該氣凝膠在不同PH下有不同的固液形態並可轉變,基於這個特性當藥物和其公共糅合在一起時便可起到定點釋放。該文中,其用VB12做了實驗,可以從Fig.5中發現當藥物到胃部是,由於胃液PH為2左右,水凝膠呈固體,藥物釋放,而當藥物進入腸道時,PH約為7.4,水凝膠呈液體,凝膠中的藥物釋放。所以利用該種氣凝膠便可實現遇酸分解或者對胃有刺激性的藥物的定點釋放[16]。

[16]Hua Bai, Gaoquan Shi, A PH-sensitive graphen oxide hydrogel composites, Chem. Commun., 2010,46, 2376-2378

Stimuli-Responsive 材料: 經典之作應該算莫納什李丹在Adv.Mater.上的文章[17],這塊我沒有看到太多的文章。傳統應激性材料機械性能差,導電性能差,該文中結合PNIPAM和石墨烯氣凝膠改善了其力學性能和導電性能。下圖給出了體積和電阻變化率隨溫度的響應。後來也還看到過復旦的報道[18]。這就是差距了,復旦做的東西比李丹早而且大體上差不多,人家發在了AM上,而他們只能發JMC,只能說學術圈也是個圈。

[17]Ling Qiu , Diyan Liu , Yufei Wang , Chi Cheng , Kun Zhou , Jie Ding , Van-Tan Truong ,
and Dan Li, Mechanically Robust, Electrically Conductive and Stimuli-Responsive Binary Network Hydrogels Enabled by Superelastic Graphene Aerogels, Adv.Mater , 2014, 26, 3333–3337
[18]Shengtong Sun and Peiyi Wu, A one-step strategy for thermal- and pH-responsive graphene oxide interpenetrating ploymer hydrogel networks, Journal of Material Chemisity, 2011, 21, 4095-4097
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小弱目前做的是石墨烯氣凝膠方向,可能和其他氣凝膠也有些不同,目前石墨烯材料就是研究熱點,電極材料也是,而石墨烯氣凝膠將這兩個很好的結合起來了,而石墨烯也很容易改性,摻個高分子什麼的,納米顆粒什麼的,很容易出成果(guan shui),所以做這個方向的研究是很有前景的。最好歡迎大家分享經典文章,相互交流!


效率大概比傳統泡沫材料高1倍到1.幾倍。也就是原本需要30厘米的保溫層,只要15厘米厚的氣凝膠就可以了,但要花不知道多少倍的錢。只有在空間成本非常高的領域才會有應用。

填充在真空保溫板里可以大幅增加壽命,但同樣有個成本問題。


工業上應用局限較大 美國NASA研究氣凝膠較多 因為其隔熱性能好 密度小可以應用在航天材料上 相應的製造成本也不低 國內技術不成熟 生產的silica或carbon aerogel的密度較之國外的大了不是一般多 而且aerogel的機械性能較差 還需進一步研究


ASPEN AEROGEL.美國一家上市企業,股價在上市之後的表現看得出華爾街也並不是很看好這種 材料的前景。氣凝膠本身的定義要求其複雜且昂貴的生產工序,特別是超臨界乾燥這一步驟的花費是巨大的。工業化的氣凝膠主要還是應用於隔熱材料,使用的材料是二氧化硅。二氧化硅氣凝膠本身是很脆性的材料,所以在通過ASPEN的一系列處理之後可以做成可以捲曲的氣凝膠薄膜。該公司最近也在積極拓寬氣凝膠的應用,主要是CO2 capture方面的嘗試。
近兩年,BASF是我所知的超大型化工企業中唯一一個有意向發展氣凝膠的。BASF對聚氨酯泡沫有很多年的研究經驗,BASF德國的一個研究小組已經有多項聚氨酯氣凝膠專利公布。他們的宣傳語其實並不吸引人,大致意思就是達到同樣的隔熱效果,需要材料的厚度可以減小一半。避而不談成本的問題可見這個材料本身咋成本控制上,或者說大規模生產上有很大的局限性。


本人對專業上的事情不甚了解,但從產業上提出小小的觀點。
看一項新材料或新技術,如果光從前景去看它,容易陷入一個誤區,認為有前景就可以去做投資,做研發,做企業。
其實並不是那麼簡單。前景好的新材料比比皆是,拿最熱的石墨烯來說,或是已經相對成熟的碳纖維來說,前景好壞已無需爭論,但在中國,從事石墨烯或是碳纖維產業的,能夠最終成功和堅持下來的企業並不算多。
氣凝膠無疑算作材料界未來幾個熱門方向之一,研究的空間很大,但更重要的是除了前景好之外,你有沒有看到它所面對的技術難題,競爭難題,市場和應用難題。
至於你說的南方某企業,我不敢說它是假的,但即使是真的,別忘了技術轉化成成果,再變成樣品,進入商品市場,還有很多路要走。

有些偏題,單純的發表一些其他角度的意見,見諒。


一、氣凝膠概述

氣凝膠(aerogel)是一種納米多孔網狀結構的固體材料,1931年由美國Kistler.S.發明,因輕若薄霧顏色泛藍,又被稱為「藍煙」、「凍結的煙」,創下15項吉尼斯紀錄,與石墨烯、富勒烯等被共譽為改變世界的十大新材料之一,也是世界上最輕的固體材料,在熱學、光學、電學、力學、聲學等領域具備突出性能,列入20世紀90年代以來10大熱門科學技術之一,是具有巨大應用價值的軍民兩用技術。

氣凝膠因成分不同,主要有二氧化硅氣凝膠、氧化鋁氣凝膠、氧化鋯氣凝膠和碳氣凝膠等。當前,二氧化硅氣凝膠的絕熱性能最為引人注目,技術也最為成熟,國內外氣凝膠的產業化發展大多圍繞二氧化硅氣凝膠絕熱應用展開,下文如未特別說明,所稱氣凝膠均為二氧化硅氣凝膠。

氣凝膠因納米多孔網路結構,孔隙率高達80~99.8%,室溫導熱係數可低達0.013w/(m?k),是迄今為止絕熱性能最好的材料,在航空航天、石油化工、電力冶金、船舶車輛、精密儀器、冰箱冷庫、服裝帳篷、建築節能等領域的有廣闊的應用前景,是傳統隔熱材料革命性替代產品。目前國內氣凝膠企業主要以生產氣凝膠保溫氈為主,該保溫氈主要應用在工業管道等方面的保溫或LNG等的保冷,不過隨著氣凝膠工藝技術的革新,以及新的產品類型的開發,可以說具有上千億規模的市場前景。

伴隨著中國經濟轉型升級,節能降耗政策的持續大力推進,以及中國實施多年的納米材料戰略,氣凝膠材料近年來受到了政府、學術界、企業界和投資界的廣泛關注。氣凝膠是中國正在逐步顯示出的與世界同行幾乎同步且具有較強競爭力的的高新技術及產品之一,某種意義上,中國氣凝膠產業的發展,對世界氣凝膠產業的發展將產生越來越大的影響。

當前,國外研究生產氣凝膠的企業有ASPEN和CABOT等,國內主要有深圳中凝科技有限公司和珠海國佳新材等單位,國內的主要研究機構有同濟大學、國防科技大學等高校。生產氣凝膠的技術最早是通過超臨界技術製得,但是由於投入成本高、生產存在一定的安全隱患等因素,促使相關企業和研究機構研發出生產更安全、投入相對較少的常壓乾燥技術,該技術的應用有利於降低氣凝膠生產成本,進而降低市場價格,從而促進氣凝膠的普及,代替傳統保溫材料,可以說僅僅保溫方面的市場前景就已經非常可觀,全球氣凝膠保溫市場在2020年將達19億美元左右。

二、國內外氣凝膠的市場情況

1.1. 全球氣凝膠市場情況

Allied市場研究公司2014年6月發布的報告稱,全球氣凝膠的市場價值在2013年2.218億美元,估計到2020年可達18.966億美元,在預測期內(從2014–2020)的年複合增長率為36.4%。隨著氣凝膠材料在新的應用領域探索的持續進步,市場預計,隨著時間的推移市場增長的動力會進一步增強。

氣凝膠市場規模預測

據了解,美國Aspen公司2008~2013年的複合增長率為33.8%,Allied公司的報告可以認為是主要基於美國Aspen公司業績情況的較為保守的預測報告,實際上隨著亞太市場的發展,特別是中國氣凝膠企業的崛起,氣凝膠行業未來的發展將顯著加快。

2010年全球絕熱市場規模

據Freedonia研究公司報告,在2010年,全球絕熱材料市場估計規模為321億美元,未來年增長率為 6.3%,到2019年可達556億美元。其中工業和設備領域約佔總份額三分之一,建築領域佔總分額的三分子二。

氣凝膠材料目前佔據了整個絕熱材料市場金字塔模型的塔尖部分,目前在整個絕熱材料市場中的規模幾乎是微不足道,這一方面說明氣凝膠產業仍然處於早期起步階段,同時又預示著其未來巨大的發展空間。

全球絕熱材料與氣凝膠市場規模預測對比

目前制約氣凝膠市場拓展的最大障礙是高昂的價格,一旦氣凝膠材料的生產成本得以顯著下降,市場規模就會急劇擴大,產品銷量也會迅速擴大,並將革命性地替代傳統絕熱材料。

實際上隨著氣凝膠材料市場價格不斷下降,目前在工業絕熱領域,採用氣凝膠材料的工程總造價已經接近採用傳統保溫材料,但卻具有節能、節省空間、防腐、長壽命等顯著優點。氣凝膠快速發展的拐點其實已經悄然到來,一些技術領先的氣凝膠企業將獲得爆髮式的發展!

2020年氣凝膠市場份額 億美元

2025年氣凝膠市場份額 億美元

隨著氣凝膠製造成本的顯著降低和產能迅速擴張,預計5年以後的2020年,氣凝膠行業企業將迅速曾多,產能將迅速擴大,氣凝膠行業整體上進入爆髮式的增長階段,預計年複合增長率高達55%以上,並在未來10年將迅速替代傳統絕熱材料,特別是在工業和設備領域,替換得速速會更快,未來5~10年,可能達到每年19~170億美元的規模。

1.2. 國內氣凝膠市場情況

國內市場起步較晚,前期主要是國外氣凝膠產品在銷售,價格較昂貴,市場推廣力度也較小,近年來隨著國內氣凝膠企業逐步增多,實力不斷增強,成本不斷下降,規模不斷擴大,再得益於國內節能減排政策推行和經濟體量的的迅速擴大,氣凝膠行業駛入了快速發展通道。

2014年國內氣凝膠產量大約在8500立方米,進口產品大約1500立方米,市場規模大約為1.82億元。隨著氣凝膠工藝成本的降低和產業規模的不斷擴大,一些新興應用不斷開發出來,比如用於日用保溫產品的氣凝膠布,可用於帳篷、防寒服、消防服、衝鋒衣化學服等,已經用於電子新能源電池等熱源絕熱的氣凝膠紙等產品,氣凝膠的市場將會日益成熟並不斷擴大。

國內氣凝膠市場規模

中國作為新興經濟體,在市場增長方面將會以快於國際平均水平的速度迅速增加,未來幾年年將進入快速增長階段。2015年是國內氣凝膠規模的突變之年,新增產能預計達到16000~20000立方米(已經實現量產的主要氣凝膠企業都在大力擴產),實際產量約19600立方米,進口產品約1000立方米,預計市場規模3.30億,2020年將達到37.16億元,2015年到2020年的複合增長率約達61.1%。

目前國內軍品領域需求主要集中在航天、兵器及艦艇等領域;民用領域的石油化工、軌道交通、電力工業、礦用井下救生艙和城鎮熱力管網已經形成一定的市場規模並繼續快速增長,特種服裝和帳篷、LNG管線、建築節能領域應用也開始少量試用後期市場巨大。

國家新材料產業「十二五」發展規劃指出,保溫材料產值將達1200億。預計進入「十三五」節能環保產業將繼續獲得快速發展。中凝科技公司推斷,預計2015年到2020年氣凝膠材料將在工業和設備領域獲得大批量應用,2020年開始全面替換傳統工業保溫材料,分享國內每年約500多億的市場。預計2020年開始,氣凝膠材料在建築領域將開始大規模的應用,2025年將全面替代傳統建築保溫材料,分享國內每年1000多億的市場。 這還只是在工業保溫市場的應用,如果新產品新應用出現之後,氣凝膠製品進入日用保溫和電子領域之後,未來的市場更加不可估量。


納諾科技有限公司,國內的龍頭企業。


氣凝膠是對物質的微觀形態的表述。
說一下硅氣凝膠,目前硅氣凝膠市場主打產品是複合型保溫材料,已具備大規模量產能力。粉體的應用有待開發,目前研究的方向:保溫用水性塗料、保溫玻璃、催化劑載體等等。

本人有成熟的硅氣凝膠生產技術,包括複合保溫氈,均可常壓生產。


氧化硅氣凝膠可以考慮


水處理當中應用的時候加磁性顆粒應該是為的處理完之後回收方便。
碳纖維單從科研的角度來說,可能性能不比日美差,但其生產的工藝過程比科研要複雜的多,每個環節出問題都生產不出性能優異的產品,這也是我們國家發展「先進裝備製造業」的原因吧。這麼精密的技術,控制做不好也不行。


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