下载文档原格式
2017年气凝胶行业分析报告2017年6月出版1、什么是气凝胶？ (4)2、气凝胶的分类 (5)3、气凝胶的制备 (6)3.1、气凝胶的制备过程 (6)3.2、气凝胶的制备技术 (7)3.2.1、溶胶-凝胶技术 (7)3.2.2、干燥技术 (10)3.3、气凝胶改性 (10)4、气凝胶的产品形式及应用 (11)4.1、气凝胶的产品形式 (11)4.2、气凝胶的应用领域 (12)4.2.1、超级绝热材料 (12)4.2.2、储氢材料 (13)4.2.3、环保领域 (13)4.2.4、电化学及电子领域 (13)4.2.5、催化剂及催化剂载体 (14)4.2.6、声阻耦合材料及高效隔音材料 (14)4.3、气凝胶的应用现状 (14)5、气凝胶的应用市场 (14)5.1、气凝胶全球市场分析 (14)5.2、气凝胶国内市场分析 (16)6、全球主要气凝胶生产厂商 (18)6.1、国外主要气凝胶企业 (18)6.1.1、美国 AspenAerogels (18)6.1.2、美国 CABOT (19)6.2、国内主要气凝胶企业 (19)6.2.1、广东埃力生高新科技有限公司 (19)6.2.2、纳诺科技有限公司 (20)图表 1：气凝胶 (4)图表 2：按成分分类的气凝胶 (5)图表3：气凝胶的制备过程 (7)图表 4：无机气凝胶溶胶-凝胶技术 (8)图表 5：RF 气凝胶的制备过程 (8)图表 6：CRF 气凝胶制备 (9)图表 7：SiO2 气凝胶的产品形式 (11)图表 8：与传统保温材料导热系数对比 (12)图表 9：气凝胶全球市场规模 (15)图表 10：全球绝热材料和气凝胶市场规模对比 (15)图表 11：2014 年和 2015 年国内气凝胶产量情况 (16)图表 12：国内气凝胶市场规模预测 (16)图表 13：2019 年国内气凝胶应用占比预测 (17)表格 1：气凝胶的特性及应用 (4)表格 2：常见气凝胶的基本性能 (5)表格 3：Aspen 产品信息 (18)表格 4：CABOT 气凝胶产品分类 (19)表格 5：埃力生产品信息 (19)表格 6：纳诺科技产品信息 (20)表格 7：纳诺科技气凝胶发展历程 (21)1、什么是气凝胶？气凝胶（aerogel）是一种内部网络结构充满气体，外表呈现固体状密度极低的多孔材料，1931 年由美国Kistler.S.发明，因轻若薄雾蓝色泛蓝，又被称为“蓝烟”、“冻结的烟”，是目前最轻的固体材料。
气凝胶发展前景
气凝胶是一种具有许多优异性能的新型材料，具有重要的应用前景。
气凝胶的发展前景可归纳为以下几个方面：
首先，气凝胶具有极低的密度和超高的比表面积，因此在吸附和吸附剂方面具有广泛的应用前景。
气凝胶可以作为吸附剂用于净化空气或水，去除污染物。
另外，气凝胶还可以用于制备高效的吸附材料，如吸附剂、分离膜等，在环境治理、化工工业等领域具有较大的应用潜力。
其次，由于其低导热系数和高隔热性能，气凝胶具备优异的保温性能，因此在建筑领域具有广阔的应用前景。
气凝胶可以用于墙体保温、屋顶保温、地板保温等，有效降低建筑物的能耗并提高室内舒适度。
与传统的保温材料相比，气凝胶具有更轻薄、更环保的特点，因此未来建筑领域对气凝胶材料的需求将会不断增加。
再次，由于其优异的吸音性能和阻燃性能，气凝胶在汽车、航空航天等交通工具的隔音和防火方面具有巨大的潜力。
随着人们对乘坐环境的要求不断提高，对隔音和防火性能的要求也越来越高，而气凝胶正能够满足这些需求，并呈现出广阔的应用前景。
最后，由于其多孔结构和高度可调控性，气凝胶在催化剂、电催化剂、储能材料等领域也有着巨大的潜力。
气凝胶可以作为载体用于催化反应，提高反应速率和选择性，并且可通过调节孔径和孔隙度来控制反应过程。
此外，气凝胶还可用于储能材
料的制备，如电池材料、超级电容器等，以提高其电化学性能。
综上所述，气凝胶作为一种具有众多优异性能的新型材料，具有广阔的应用前景。
无论在环境治理、建筑领域、交通工具隔音防火还是催化剂、储能材料等领域，气凝胶都有着重要的应用价值。
随着科技的不断进步和人们对高性能材料的需求增加，相信气凝胶的应用前景将会越来越广阔。
气凝胶行业深度分析报告气凝胶是一种新兴的高科技材料，具有独特的物理和化学性质，在多个领域得到了广泛应用。
目前，全球气凝胶市场规模已经超过10亿美元，预计在未来几年内将继续保持快速增长。
以下是对气凝胶行业的深度分析。
一、市场规模分析目前，气凝胶市场已经分为热式、压缩式、超声波形成法、溶胶-凝胶法几大类别，其中以压缩式最为常见。
应用领域主要包括建筑、汽车、能源、环保等多个行业。
气凝胶具有隔热、隔音、吸附等多种功能，被视为替代传统绝缘材料的绝佳选择，因此享有很高的市场需求。
二、市场发展趋势1. 汽车领域需求增加现代汽车使用的许多新技术和设计趋势，如电力和混合动力轿车的兴起，车辆净化系统需求的增加，使气凝胶在汽车工业中的应用变得越来越重要。
随着可持续性问题日益显著，汽车制造商需要更有效地降低车辆能量消耗并更好地满足环保法规。
2. 运动器材应用广泛气凝胶可以用来制造运动衣、鞋子和其他体育设备，以提供绝佳的热度和生物反馈性能。
跑鞋的气凝胶中底已经成为一种著名的技术，因为它们可以减少对关节的冲击，防止运动员的骨骼或肌肉损伤，并提高运动能力和表现。
三、行业发展前景报告显示，未来几年内，全球市场对气凝胶的需求将以10%以上的年复合增长率增长，到2030年有望达到100亿美元以上。
由于气凝胶的性能特点，以及在净化、节能、隔热等领域的应用前景，预计其在未来几年内将保持快速增长。
四、竞争格局全球气凝胶市场竞争相对集中，主要企业包括BASF、Cabot、空气化学、Bayer MaterialScience、NanoPore等，这些企业都在技术、市场共同发力。
在市场份额方面，目前BASF、Cabot等公司占据较大的份额，不过由于中国公司的崛起，未来国外公司的市场份额可能会受到一定影响。
总之，气凝胶是一个充满商机的市场，未来几年市场的发展空间非常广阔。
企业应抓住机遇、加强技术研发、优化产品结构，提高竞争力，争取在市场竞争中占据一席之地。
气凝胶产业化历程及发展趋势气凝胶，听起来是不是有点科幻感？你想象一下，拿着一块看似普通的物质，轻轻一捏，居然是“空气”的感觉。
这不是真的空气，但它有个名字——气凝胶，字面上它就是“空气凝聚”起来的物质。
你肯定会好奇，怎么空气也能变成东西？是的，气凝胶其实就是一种超轻、超透气的固体。
它轻得像羽毛，却又能承载大部分物体。
其实它并不是新鲜玩意儿，早在上世纪30年代就有科学家开始搞研究了。
可大家一听这名字，脑袋就开始嗡嗡响，估计大部分人想的是：这玩意儿到底有什么用？是不是就能当气球飞上天了？当然不是，气凝胶更像是“空气的塑料”，它能做很多事，比如用在保温、防火、吸音，还有空间站上都能看到它的身影。
话说回来，气凝胶的工业化真不是一蹴而就的事。
早期，虽然科学家们已经知道这东西的厉害，但是怎么大规模生产、怎么让它真正走进市场，都是一大难题。
刚开始大家研究时，气凝胶的生产流程很复杂，不仅成本高，产量也低，很多时候做出来的气凝胶质量参差不齐，根本没法用在实际生活中。
想象一下，原本可能用来做保温材料的东西，结果一不小心就变成了一个只能收藏在实验室里的“珍稀物品”。
不过，科学家们真的是很执着，像疯了一样不放弃。
就这么慢慢地，他们不断改进技术，调整配方，搞定了很多细节问题。
等到90年代后期，气凝胶才逐渐走出实验室，开始进入一些特定的工业应用，比如航天、军事领域，甚至一些高级建筑也开始用气凝胶来做保温。
那么说到这里，可能有人会想：这玩意儿是不是只有宇航员才有资格用？其实不然！随着技术的不断发展，气凝胶也开始走进普通人的生活了。
比如现在你在市场上看到的一些高端运动服、冬季服装里，可能就有气凝胶的身影。
它的保温效果可不是盖的，轻薄又不占空间，穿着像穿羽毛一样，却能抵挡寒冷的侵袭。
甚至一些家具和家装产品也开始使用气凝胶来提高保温和隔音效果，让你在舒适的环境里生活。
你可能会惊讶：这么神奇的东西，居然能变得这么平民化？是的，气凝胶正在从一个实验室里的高冷产品，逐渐走向每个家庭。
气凝胶前景气凝胶是一种新型材料，具有广阔的应用前景。
气凝胶具有低密度、低热导率、优良的吸声性能、优异的隔热性能等特点，可以应用于各个领域，如建筑、汽车、航天航空等。
首先，气凝胶在建筑领域有着广泛的应用前景。
由于气凝胶具有极低的热导率，能够有效隔绝传热，因此可以用于建筑保温隔热材料。
传统的保温材料如聚苯板、玻璃纤维等存在密度大、导热系数高等缺点，而气凝胶具有低密度和优良的隔热性能，可以大大降低建筑物能耗，提高能源利用效率。
此外，气凝胶还具有优秀的吸声性能，可以用于制造吸声材料，降低噪音污染，提高居住和工作环境的舒适度。
其次，气凝胶在汽车制造中也有着巨大的应用前景。
汽车内部声音是造成驾驶者疲劳和不舒适感的主要原因之一，而气凝胶具有极佳的吸声性能，可以用于汽车隔音材料的制造，有效减少噪音传递，提升乘坐舒适度。
此外，气凝胶还能够减轻汽车重量，提高燃油效率，减少排放，符合环保要求。
因此，气凝胶可以广泛应用于汽车隔音、轻量化等方面，对提升汽车性能和市场竞争力具有重要意义。
再次，气凝胶在航天航空领域也有着巨大的应用前景。
航天器进入大气层时，会受到极高温度和极大压力的影响，而气凝胶具有优异的耐高温性能和隔热性能，可以用于航天器的热保护材料，保护航天器免受高温和压力的侵害。
此外，由于气凝胶具有非常低的密度和良好的吸能性能，还可以用于航空器碰撞缓冲材料的制造，减轻飞机的重量，提高安全性能。
因此，气凝胶在航天航空领域具有广阔的应用前景。
总之，气凝胶作为一种新型材料，具有低密度、低热导率、优良的吸声性能、优异的隔热性能等特点，被广泛应用于建筑、汽车、航天航空等领域。
气凝胶的应用能够降低能耗、提高舒适度、改善安全性能，具有重要的社会和经济意义。
随着人们对环保、节能和安全性能的要求不断提高，气凝胶的市场需求将会不断增长，其应用前景将更加广阔。
2017年气凝胶行业发展前景展望报告(此文档为word格式，可任意修改编辑！）201年8月正文目录一、什么是气凝胶？ (4)二、气凝胶的分类 (5)三、气凝胶的制备 (6)(一) 气凝胶的制备过程 (7)(二) 气凝胶的制备技术 (7)(三) 气凝胶改性 (12)四、气凝胶的产品形式及应用 (12)（一）气凝胶的产品形式 (12)(二) 气凝胶的应用领域 (14)(三) 气凝胶的应用现状 (17)五、气凝胶的应用市场 (17)（一）气凝胶全球市场分析 (17)(二) 气凝胶国内市场分析 (18)六、全球主要气凝胶生产厂商 (21)（一）国外主要气凝胶企业 (21)（二）国内主要气凝胶企业 (23)图目录图1：气凝胶 (5)图2：按成分分类的气凝胶 (6)图3：气凝胶的制备过程 (7)图4：无机气凝胶溶胶-凝胶技术 (8)图5：RF气凝胶的制备过程 (9)图6：CRF气凝胶制备 (10)图7：SiO2气凝胶的产品形式 (13)图8：与传统保温材料导热系数对比 (15)图9：气凝胶全球市场规模 (18)图10：全球绝热材料和气凝胶市场规模对比 (18)图11：2014年和2015年国内气凝胶产量情况 (19)图12：国内气凝胶市场规模预测 (20)图13：2019年国内气凝胶应用占比预测 (21)表目录表1：气凝胶的特性及应用 (4)表2：常见气凝胶的基本性能 (6)表3：Aspen产品信息 (22)表4：CABOT气凝胶产品分类 (23)表5：埃力生产品信息 (23)表6：纳诺科技产品信息 (24)表7：纳诺科技气凝胶发展历程 (25)一、什么是气凝胶？气凝胶（aerogel）是一种内部网络结构充满气体，外表呈现固体状密度极低的多孔材料，1931 年由美国 Kistler.S.发明，因轻若薄雾蓝色泛蓝，又被称为“蓝烟”、“冻结的烟”，是目前最轻的固体材料。
它的网络结构一般是由相互交联的纳米颗粒所组成，其中颗粒内部的孔隙主要是微孔，颗粒与颗粒之间则大多是2 nm上的中孔或大孔。
气凝胶具有低密度（~ 0.16 mg/cm3）、高比表面积（400-1000 m2g-1）、高孔隙率（90%-99.8%）、低热导率（~ 0.012 Wm-1k-1）、结构可控等诸多优异性能，被称为改变世界的神奇材料，列入20世纪90年代以来10大热门科学技术之一，具有巨大的军民两用应用价值。
表1：气凝胶的特性及应用图1：气凝胶二、气凝胶的分类气凝胶通常有四种分类方式：从外观特点可以被划分为块状、粉状以及薄膜状气凝胶；从制备方法可被划分为气凝胶、干凝胶和冻凝胶；从不同的微结构可以被划分为微孔，介孔以及混合孔洞气凝胶。
从成分构成分类是气凝胶最普遍的区分方式，分为单一组分和复合组分两大类。
单一组分气凝胶包括氧化物气凝胶（二氧化硅和非二氧化硅），有机气凝胶（树脂基和纤维基），碳气凝胶（碳化塑料、碳纳米管和石墨烯），硫化物气凝胶和其他种类的气凝胶（单一元素、碳化物）；复合组分气凝胶包括多组分气凝胶、梯度气凝胶以及微/纳气凝胶复合物。
其中硅气凝胶、碳气凝胶和二氧化硅气凝胶最常见。
图2：按成分分类的气凝胶表2：常见气凝胶的基本性能三、气凝胶的制备(一) 气凝胶的制备过程气凝胶的制备过程主要包括三个重要步骤，由于气凝胶的应用性设计是基于它的性能，而性能由其结构来决定，因此在制备过程中微结构的调控是十分重要的。
（1）溶液到溶胶过程：纳米尺度的胶体粒子通过缩聚和水解反应在均匀的前驱物溶液中形成，或是通过催化剂来催化加速。
（2）溶胶到凝胶的过程（凝胶）：溶胶粒子之间手拉手连接，分层装配进一个具有连续网状结构的湿凝胶。
（3）凝胶到气凝胶的过程（干燥）：这个过程中湿凝胶中的溶剂被空气所替代，同时不会有严重的微结构破坏。
图3：气凝胶的制备过程(二) 气凝胶的制备技术气凝胶的制备技术主要包括溶胶-凝胶技术和干燥技术，前者主要是获得具有一定空间网络结构的含有少量催化剂的醇凝胶，后者则是去掉醇凝胶网络骨架中的溶剂得到最终的气凝胶材料。
（1）溶胶-凝胶技术a、无机气凝胶的溶胶-凝胶技术：目前研究最多的无机气凝胶是硅气凝胶。
在溶胶-凝胶过程中通过硅源物质的水解和缩聚获得具有三维网络结构的SiO2凝胶，反应生成以≡Si-O-Si≡为主体的聚合物，再经过老化阶段后，形成网络结构的凝胶。
在凝胶形成的过程中，部分水解的有机硅发生缩聚反应，缩聚的硅氧链上未水解的基团可继续水解。
通过调节反应溶液的酸碱度，控制水解-缩聚过程中水解反应和缩聚反应的相对速率，可得到凝胶结构。
在酸性条件下（pH=2.0-5.0），水解速率较快，体系中存在大量硅酸单体，有利于成核反应形成较多的核，但尺寸都较小，最终将形成弱交联度、低密度网络的凝胶；在碱性条件下，缩聚反应速率较快，硅酸单体一经生成即迅速缩聚，因而体系中单体浓度相对较低，不利于成核反应，但利于核的长大及交联，易形成致密的胶体颗粒，最终得到颗粒聚集而成的胶粒状凝胶。
强碱性或高温条件下Si-O键形成的可逆性增加，即SiO2的溶解度增大，使最终凝胶结构受热力学控制，在表面张力作用下形成由表面光滑的微球构成的胶粒聚集体。
许多研究尤其是氧化铝、氧化钛气凝胶的制备都采用类似的方法。
图4：无机气凝胶溶胶-凝胶技术b、有机气凝胶的溶胶-凝胶技术：有机气凝胶包括树脂基气凝胶和纤维素基气凝胶。
首批树脂气凝胶是通过碳酸钠催化水中的间苯二酚和甲醛的聚合产生的（即RF气凝胶），是目前研究最多的有机气凝胶。
下面仅以RF气凝胶为例介绍有机气凝胶的生成机理：第一步是加成反应，间苯二酚和甲醛在碱催化条件下形成单/多元羟甲基间苯二酚；第二步是缩聚反应，发生在中间体单/多元羟甲基间苯二酚的羟甲基（-CH2OH）和苯环上未被取代的位置之间，以及2个羟甲基之间，分别形成以亚甲基键（-CH2-）和亚甲基醚键（-CH2OCH2-）连接的基元胶体颗粒，在这些基元胶体颗粒中，小颗粒的溶解能力比大颗粒强，其易于溶解而使大颗粒继续生长成 RF团簇，RF团簇进一步缩聚最终形成网络状聚合物，即RF有机气凝胶。
图5：RF气凝胶的制备过程c、碳气凝胶的溶胶-凝胶技术：第一批碳气凝胶诞生于1989年，是通过RF气凝胶的碳化而制得（即CRF气凝胶）。
制备碳化气凝胶的基本思路是将高含碳率的样品在高温（通常800-1200 C）、常压以及惰性气体的环境下热解。
1996年Hanzawa等人研制出了一种制备极高比o表面积的CRF气凝胶的方法，该种方法通过使用二氧化碳活化碳骨架产生更多的孔（主要是微孔），得到更多的有利于催化作用、吸附作用、去离子作用和电化学作用应用的活化界面。
直到2011年CRF 气凝胶的制备才有了本质的革新，Pauzauskie等人通过使用激光加热金刚石对顶砧制造出高温高压环境，在这样的环境下将不规则的CRF气凝胶结晶成金刚石气凝胶。
这一惊人的转变证明了通过严格的结晶过程和相变过程气凝胶还可以保持它的纳米骨架，拥有气凝胶态的钻石具有十分广阔的应用前景。
图6：CRF气凝胶制备（2）干燥技术a、超临界干燥技术是干燥工艺中较为经典的干燥方法，其原理是通过高温、高压使干燥介质（常用二氧化碳）达到超临界状态，消除气-液界面，有效避免表面张力的产生，保持凝胶的良好性能，该技术可以制得无裂纹、透明、超低密度（密度小于3kg/m3）的SiO2气凝胶。
从产品性能的角度考虑，超临界干燥至今仍具有不可替代的优势并已经实现了工业化，但是高达数十乃至上百个大气压的临界压力对设备、成本、操作技术以及安全都会造成负面影响，尤其容易出现设备爆炸的事故，因此目前研究人员正在不断研究和尝试新的干燥技术来替代超临界干燥。
b、亚临界干燥技术是相对于超临界干燥技术而言的，是指调节干燥过程的实验参数，控制高压釜内的温度和压力于干燥介质的超临界点以下的干燥方法。
亚临界干燥使得制备压力从6.4 MPa降至2.3 MPa，降低了制备成本和安全风险，同时SiO2气凝胶的疏水性能提高了其环境适应性。
c、冷冻干燥技术是在低温、低压下把液-气界面转化为气-固界面，固-气转化避免了在凝胶孔内形成弯曲液面，再使溶剂升华，消除了毛细管力的影响，进一步实现凝胶的干燥。
冷冻干燥是一种新型的气凝胶干燥技术，但由于纳米结构硅凝胶的冷冻干燥可能产生气孔坍塌甚至成为粉末，其不能制备出单片集成电路气凝胶。
d、常压干燥技术：由于超临界干燥工艺复杂、成本高，且具有一定的危险性，其他干燥工艺发展还不够成熟，以合理的成本大规模制备气凝胶一直是具有挑战性的课题。
采用常压干燥技术制备气凝胶既降低了危险性，又减少了成本，能在常温常压下制备出块体气凝胶材料，具有很高的实用价值，因此常压干燥技术是目前非超临界干燥技术的主要研究方向。
(三) 气凝胶改性气凝胶材料本身具有强度低、脆性高的缺点，为了克服这一缺点，需要对气凝胶材料进行改性。
目前气凝胶材料改性最常用的方法就是掺杂，即加入掺杂剂或者增强／增韧材料，制备复合气凝胶材料。
复合气凝胶材料的制备方法通常有两种：一种是在凝胶过程前加入掺杂材料；另一种是先制备气凝胶颗粒或者粉末，再加入掺杂材料和黏结剂，经模压或注塑成型制成二次成型的复合体。
常用的掺杂材料有玻璃纤维、莫来石纤维、岩棉、硅酸铝纤维等。
掺杂材料种类的选择主要依气凝胶复合材料的应用目的而定。
四、气凝胶的产品形式及应用（一）气凝胶的产品形式当前气凝胶的产品形态主要有保温气凝胶毡、板、布、纸、颗粒、粉末和异形件等。
气凝胶毡、板、布、纸和异形件，都是气凝胶与相应产品形态的纤维复合所得产品，基本的技术工艺是类似的，但是产品应用有较大的区别。
图7：SiO2气凝胶的产品形式气凝胶毡是当前产量最大、应用最广的气凝胶产品，美国的某气凝胶企业更是挑明了只生产气凝胶毡，航天军工、石油化工、冶金建材、冰箱冷库等所有应用领域都可以采用气凝胶毡。
气凝胶布、纸和异形件主要用于一些特殊需要领域。
如气凝胶布主要是服装鞋帽领域，气凝胶纸（薄毡）主要是热电池和一些空间极小或管径极细或希望缠绕施工的领域，气凝胶异形件基本上都是军工应用和制作可拆卸保温套。
气凝胶板，其实毡与板一个主要区别仅仅是硬度的不同，毡有柔韧性可卷曲，板有一定的刚度，不易弯曲。
板的主要应用是大型设备保温以及未来的建筑节能内外墙的保温。
对板而言，当前一个挑战就是厚度，客户往往希望可以达到5-10cm的厚度，而目前气凝胶产品最大厚度仅为1cm。
以上产品共同面临的一个问题就是产品表面粉尘，也是气凝胶产品除了高成本外的又一痛点，国外某公司产品对该问题已经有显著改善，国内目前还没有无尘产品上市，但应该很快也会攻克。
气凝胶颗粒，目前主要应用是利用气凝胶透明性，填充在PC板或者中空玻璃中做采光隔热板，虽有一定市场应用但是规模较小。
