2023年二氧化硅气凝胶行业市场分析现状

学 年 论 文题目： SiO 2气凝胶的研究现状与应用学 生： 房斯曼学 号： 200902010204院 （系）：材料科学与工程学院专 业： 材 料 化 学指导教师： 李 翠 艳2012年 6 月 1 日SiO2气凝胶的研究现状与应用材化092 班###指导老师：李##(陕西科技大学材料科学与工程学院陕西西安710021）摘要:本文从二氧化硅的研究历史和现状出发，从制备方法、干燥工艺、性能与应用领域等方面综述了二氧化硅气凝胶的研究进展，并对二氧化硅气凝胶的发展前景进行了展望。

关键词:二氧化硅气凝胶，制备，干燥，应用Current Research and Applications of SilicaAbstract: The article reviewed the latest development and the history of the research of silica aerogel, summarized the progress of the silica aerogel research in the aspects of preparation methods, drying technologies, properties and current application. And the article also looks forward to the development prospect of silica aerogel.Keywords: silica aerogel, preparation, drying, application0 前言二氧化硅气凝胶是在保持胶体骨架结构完整的情况下，将胶体内溶剂干燥后的产物,它问世于1931年，美国科学家首先由斯坦福大学的S．S．Kistler制得了二氧化硅气凝胶。

1966年J．B．Peri利用硅酯经一步溶胶—凝胶法制备出氧化硅气凝胶，从而使材料的密度更低，进一步推动了气凝胶研究的进展。

产业链或加速脱瓶颈气凝胶自20世纪30年代发明以来一直是研究人员的宠儿，但在应用端却并没有得到普及。

究其原因是气凝胶的技术不够成熟、成本过高。

目前我们看到国内在气凝胶原料成本和工艺技术上或有巨大突破，因此看好气凝胶这一次的完全崛起。

原料成本有望下降硅基气凝胶产业链图表目前产业化程度最高的气凝胶为硅基气凝胶，其生产成本主要集中在原料硅源、干燥设备折旧和能耗三块，换言之气凝胶的成本下降需要在这三方面发力。

图表气凝胶产业链成本分布二氧化硅气凝胶的制备过程首先要得到二氧化硅凝胶，再通过干燥手段使气体取代凝胶中的液相从而形成气凝胶。

目前，生产原料有两种。

一种是无机硅源，包括水玻璃（硅酸钠）和四氯化硅，另一种是有机硅源，包括正硅酸甲酯（TMOS，又称四甲氧基硅烷）和正硅酸乙酯（TEOS，又称四乙氧基硅烷）等功能性硅烷。

其中，有机硅源纯度高，工艺适应性好，可以适配超临界干燥以及常压干燥工艺，但有机硅元作为原料的缺陷是价格高，目前国内外采用超临界干燥工艺的企业基本上都是采用有机硅源。

无机硅源相对更加廉价，但长期以来应用较少。

一方面是由于无机硅源只能应用于常压干燥技术，常压法发展还较不成熟；另一方面，以水玻璃为硅源的气凝胶制备过程中需要大量水洗凝胶中的钠盐，而钠盐的水溶液难分离，造成大量的废水难以处理，处理不当可能会造成大面积的土地盐碱化。

因此，目前最主流产业化生产路线是正硅酸酯为原料结合超临界干燥工艺的生产过程。

图表有机硅源和无机硅源对比正硅酸甲酯、正硅酸乙酯均属于功能性硅烷。

通常将主链为Si-O-C结构的有机硅小分子统称为功能性硅烷。

功能性硅烷按用途分类可以分为硅烷偶联剂和硅烷交联剂。

硅烷交联剂可以分为脱酸型、脱酮肟型和脱醇型三种。

制作气凝胶的正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、甲基三甲氧基硅烷等属于脱醇型交联剂。

我国是世界最大的功能性硅烷生产、出口与消费国。

尽管中国功能性硅烷2019年产能占全球功能性硅烷产能的69.1%，位居第一，也是最大的出口国以及主要硅烷消费国。

国内外气凝胶发展现状气凝胶是一种具有多孔结构和极低密度的功能性材料，因其独特的物理和化学性质在各个领域都有着广泛应用。

近年来，随着人们对新型材料需求的增加，气凝胶在国内外的研究与发展也日益受到重视。

一、气凝胶的定义和特点气凝胶是一种由高度交联的凝胶组成的多孔材料，其孔隙结构可调控，并且具有极低密度和良好的绝热性能。

这些特点使得气凝胶成为一种独特的新型材料，被广泛应用于隔热隔音、吸附分离、催化剂载体等领域。

二、国内气凝胶研究现状在我国，气凝胶的研究起步较晚，但近年来取得了显著进展。

许多高校和科研机构开展了气凝胶的制备和应用研究，为我国气凝胶产业的发展奠定了基础。

目前，国内研究重点主要集中在气凝胶的制备方法、性能调控以及应用领域拓展等方面。

1. 气凝胶制备方法目前，国内气凝胶的制备方法主要包括溶胶-凝胶法、超临界干燥法、溶胶凝胶法等。

这些方法的不断改进和优化，使得气凝胶的制备更加简便高效，并且可以调控气凝胶的孔隙结构和物理性能，满足不同领域的需求。

2. 气凝胶性能调控近年来，国内研究人员通过改变气凝胶的成分、控制热处理条件等手段，成功调控了气凝胶的力学性能、绝热性能、吸附性能等重要性能。

这些研究成果为气凝胶在航空航天、建筑节能等领域的应用提供了有力支撑。

3. 气凝胶应用领域拓展除了传统的隔热隔音领域，国内研究人员还开展了气凝胶在光学、催化剂载体等领域的应用研究。

例如，石墨烯气凝胶的制备与性能研究、金属氧化物气凝胶的催化性能等方面均取得了显著成果。

三、国外气凝胶研究现状相较于国内，国外气凝胶的研究历史更为悠久，研究水平也更加成熟。

欧美国家在气凝胶的制备方法、性能表征、应用拓展等方面取得了一系列重要进展，并且在多个领域有着广泛的应用。

1. 气凝胶的制备方法国外研究人员将超临界干燥、溶胶-凝胶等方法应用于气凝胶的制备中，并通过“模板法”、“超分子自组装”等手段实现了气凝胶的结构调控。

这些研究方法为气凝胶的精密制备和应用提供了重要技术支持。

2023年球形二氧化硅行业市场环境分析球形二氧化硅是一种具有高度球形粒度和高度粒度均匀性的二氧化硅产品。

它具有一定的比表面积、孔隙度和储存稳定性，因此广泛用于橡胶制品、油漆、涂料、墙壁材料、陶瓷、玻璃纤维等领域。

目前，全球球形二氧化硅市场规模巨大，各地的行业市场环境也有所不同。

一、行业市场环境分析1.市场规模球形二氧化硅市场规模较大，对应用需求量较大的橡胶、油漆涂料、建筑材料等行业需求较大，每年市场需求量可达几十万至数百万吨。

2.产业链分析目前，全球多数球形二氧化硅生产企业均为分散的小企业，行业集中度较低。

并且，入门壁垒不高，市场的进入门槛相对较低，但是在生产过程中，粒度分布均匀度考验生产工艺水平，需要较高的技术水平支撑。

因此，整个产业链分层相对明显，拥有先进生产技术和设备的大型企业占据较大优势。

此外，部分细分领域企业像涂料纺织品行业更注重功能性品质和应用特性，更需要专业生产商的配合。

3.用途分析目前，球形二氧化硅的主要应用领域包括涂料、油漆、橡胶制品、建筑材料等。

这些领域的巨大需求量和较高的使用价值促进了球形二氧化硅行业市场的发展。

此外，球形氧化硅因其均匀的粒度分布和优秀的表现特性，有望应用于高新技术领域，如纳米科技领域中的透明导电膜、化学品分离体系或者一些比较高端的产品制造领域。

二、发展趋势展望1.公司之间增强合作目前，国内外的企业竞争激烈，为适应市场需求，加强国际市场竞争力和提升产品品质，球形二氧化硅行业企业需加强合作。

有必要加强公司之间的合作，共同研发新技术，提高产品品质和生产效率，开发新的应用领域等。

2.技术升级球形二氧化硅的生产技术正在迅速提高，新技术、新工艺的应用已越来越广泛，新应用领域的出现已经打破了产品主导地位对市场的影响。

随着科技的发展，技术不断升级，有带来了生产工艺和设备大幅度改善，将为球形二氧化硅行业的未来发展带来无限的机遇。

3.绿色环保水资源是制造业生产的重要资源之一，企业将转向更环保的生产方式，减少对水资源的依赖，加强生产效率，并保持产品的品质，提高全球生态环保。

二氧化硅气凝胶隔热材料二氧化硅气凝胶隔热材料是一种具有优异隔热性能的材料，被广泛应用于建筑、航空航天、电子等领域。

本文将介绍二氧化硅气凝胶隔热材料的原理、特点、应用以及未来发展趋势。

一、原理二氧化硅气凝胶是一种由二氧化硅微粒组成的多孔材料，其孔隙结构可以降低热传导并阻止气体对流。

这是因为二氧化硅气凝胶的孔隙尺寸远小于空气分子的自由程，使得热传导主要通过固体相进行，从而实现了优异的隔热效果。

二、特点1. 低导热性：二氧化硅气凝胶具有极低的导热系数，通常在0.01-0.03 W/(m·K)之间，是传统隔热材料如岩棉、泡沫塑料的几十分之一。

2. 高孔隙率：二氧化硅气凝胶具有高达90%以上的孔隙率，孔隙结构细小均匀，孔径分布范围广，从纳米到亚微米级别，这使得其具有较大的内表面积和多孔结构优势。

3. 轻质化：由于其多孔结构，二氧化硅气凝胶的密度较低，通常在0.1-0.3 g/cm³之间，是传统隔热材料的几分之一，能够有效减轻建筑物自重负荷。

4. 耐火性：二氧化硅气凝胶具有优良的耐火性能，可以耐受高温达1200℃以上，不燃不熔，有效保护建筑物在火灾中的安全。

三、应用1. 建筑领域：二氧化硅气凝胶广泛应用于建筑保温隔热领域，可用于外墙保温、屋顶保温、地面保温等。

其优异的隔热性能可以有效提高建筑物的能效，减少能源消耗。

2. 航空航天领域：由于二氧化硅气凝胶具有轻质化和耐火性的特点，被广泛应用于航空航天领域，如火箭隔热材料、航天器热保护层等，保证了航天器在极端环境下的安全。

3. 电子领域：二氧化硅气凝胶的绝缘性能优异，可以应用于电子产品的隔热保护，如手机、电脑等电子设备中的隔热材料，确保电子元器件的稳定运行。

四、未来发展趋势1. 提高导热性能：目前，二氧化硅气凝胶的导热系数已经相对较低，但仍有进一步提高的空间。

未来的研究重点将放在提高材料的导热性能，以满足更高要求的隔热应用。

2. 开发新型材料：除了二氧化硅气凝胶，还有其他气凝胶材料，如氧化锆气凝胶、氧化铝气凝胶等，未来可以进一步研发和应用这些材料，以满足不同领域的需求。

二氧化硅气凝胶的研究现状与应用解读首先，二氧化硅气凝胶的制备方法可以分为溶胶-凝胶法、超临界干燥法和模板法等。

溶胶-凝胶法是最常用的方法，通过水合胶体的成核、生长和凝胶化步骤制备气凝胶。

超临界干燥法是通过将溶胶凝胶体在超临界条件下进行干燥，得到具有高孔隙率和低表面积的气凝胶。

模板法是在胶体溶液中加入模板分子，通过模板的自组装和胶凝体的沉积制备气凝胶。

二氧化硅气凝胶的应用领域十分广泛。

首先，在能源领域，二氧化硅气凝胶具有优异的隔热性能和孔结构，可用于制备超级电容器和锂离子电池的电解质和隔热层。

其次，在环境污染治理方面，二氧化硅气凝胶具有高吸附性能和可控的孔结构，可用于吸附和分离有机染料、重金属离子和有害气体等。

此外，二氧化硅气凝胶还可用于催化剂的载体、气相催化反应的催化剂和光催化材料的制备。

在生物医学领域，二氧化硅气凝胶因其生物相容性和孔隙结构可用于药物缓释、组织工程、抗菌和生物传感器等。

最后，在传感器领域，二氧化硅气凝胶作为传感器的敏感材料具有高灵敏度、选择性和稳定性，可用于检测环境污染物、生物标志物和爆炸物等。

目前，二氧化硅气凝胶的研究重点主要集中在以下几个方面。

首先，通过调控溶胶-凝胶法、超临界干燥法和模板法等制备方法，改善气凝胶的孔结构和特性。

其次，通过表面修饰、包覆和掺杂等方法，提高气凝胶的吸附性能、光催化性能和生物相容性。

此外，研究者还致力于开发新型的气凝胶材料，如有机-无机复合材料和纳米复合气凝胶材料等。

最后，将二氧化硅气凝胶与其他材料结合使用，如聚合物、金属和碳材料等，以进一步拓展其应用领域和提高性能。

综上所述，二氧化硅气凝胶具有广泛的应用前景，并且在能源储存、环境污染治理、生物医学和传感器等领域已取得了一系列研究进展。

随着制备方法的改进和表面修饰的优化，二氧化硅气凝胶有望在更多领域发挥重要作用。

新材料产业 NO.02 202161气凝胶室内空气净化材料发展现状及趋势■ 文/王成海1 崔雅楠1 李淑敏1,2 1.华阳纳谷（北京）新材料科技有限公司 2.阳煤集团纳谷(山西)气凝胶科创城管理有限责任公司1 前言气凝胶是一种密度极小的纳米多孔材料，经过近几十年的不断发展，目前已制备出硅类、碳类、金属氧化物类等不同类别的产品。

气凝胶作为一种新型纳米多孔材料，其骨架由纳米级固体颗粒组成，大量的不规则纳米孔环绕在骨架的周围形成立体网络结构。

气凝胶的独特结构赋予其低密度、高比表面积、大孔容（孔体积）和低导热系数等显著特性，使其在隔热保温、吸附、催化剂载体等方面应用均有优异表现，可广泛用于航空航天、管道保温、绿色建材及空气净化等领域[1-3]。

气凝胶的高孔隙率和介孔尺寸可提供良好的气体吸附通道，并可通过毛细管凝聚作用固着被吸附的气体分子，气凝胶的高比表面积可以加大气－固接触面积和接触机率，从吸附动力学方面为气体吸附提供保障。

此外，气凝胶的纳米活性也为气体吸附提供了大量活性位点，大大提高吸附效率。

总之，气凝胶是一种性能优良的气体吸附材料[4，5]，可用于空气净化或工业烟气处理，在各类建筑物室内、车内气态污染物去除方面具有良好的应用前景。

此外，通过将气凝胶与各类高效催化剂或光触媒材料进行复合改性，制备具有对各种气态污染物，尤其是甲醛具有高效吸附和分解能力的新型气凝胶复合材料[6，7]。

气凝胶基催化剂可通过吸附及催化降解功能去除室内挥发性有机物（V O C s）、甲醛等气体污染物，并将甲醛分解成对人体无害的水和二氧化碳。

气凝胶空气净化复合材料可广泛用于制备空气净化器滤料、空气净化涂料、汽车空气过滤材料及其他空气净化材料，在空气净化领域具有广阔的应用前景。

2 气凝胶在室内空气净化中的应用2.1 气凝胶空气净化吸附材料随着经济的发展和人们生活需求的不断增多，环境污染已成为最受关注的社会问题，因空气污染导致的各类疾病逐年增多，大量有害物质进入水体、大气和土壤，对人们身体健康造成威胁。

气凝胶是一种具有多孔结构的固体材料，其低密度、低热导率和高比表面积等特点使其在许多领域具有潜在的应用价值。

本文通过对2024年气凝胶项目的可行性进行研究，分析其市场前景、技术难点、竞争对手等因素，提出了相关建议。

一、项目背景随着人们对环境保护和节能减排的要求不断提高，气凝胶作为一种具有优异性能的新材料，被广泛关注和应用。

目前，气凝胶主要应用于建筑保温、隔热、吸音等领域，但在其他领域的应用还未得到充分挖掘。

二、市场前景1.建筑保温市场：建筑行业是气凝胶最主要的应用领域之一，随着人们对能源消耗的关注，建筑保温市场有望持续增长。

2.电子产品领域：气凝胶具有良好的隔热性能和抗震能力，因此在电子产品领域应用前景广阔。

3.车辆领域：汽车、高铁等交通工具对轻质材料的需求日益增加，气凝胶可以用于减轻车体重量、提高燃料效率。

三、技术难点1.生产成本高：气凝胶的生产过程复杂，且原材料价格较高，导致生产成本较高，限制了其大规模应用。

2.储运问题：气凝胶具有高度孔隙率，对湿度和温度敏感，需要特殊的包装和储运手段，增加了成本和困难。

3.产品一致性：由于气凝胶具有多孔结构，产品的一致性和稳定性较难保证，需要进一步改进生产工艺。

四、竞争对手目前，气凝胶市场上主要竞争对手包括A公司、B公司和C公司，它们已经具备一定的技术和市场优势。

A公司在建筑保温领域有较大市场份额，B公司在电子产品领域有先发优势，C公司在车辆领域有一定市场份额。

五、建议1.加大技术研发力度：通过研究降低生产成本的新工艺、改进产品制造过程，提高产品一致性和稳定性，提高竞争力。

2.拓宽应用领域：除了传统的建筑保温、隔热领域，需要加大在电子产品、车辆等领域的推广应用，拓宽市场空间。

3.加强合作与创新：与其他行业的企业进行合作，共同研发更具市场竞争力的气凝胶产品，打破行业壁垒，促进创新。

4.完善销售渠道：建立良好的销售渠道和售后服务保障体系，提高产品的竞争力和市场占有率。

气凝胶行业分析报告气凝胶行业分析报告一、定义气凝胶是一种材料，具有高孔隙度、低密度、低介电常数、低热导率和高表面积等特点。

它主要通过凝胶法、超临界干法和号称干法等方法制备。

由于其轻质、高强度、较强的吸音性能和隔热性能等特点，被广泛应用于建筑、能源、电子、化工等领域。

二、分类特点气凝胶根据化学成分分为有机气凝胶和无机气凝胶两类，有机气凝胶主要基于聚氨酯的气凝胶，而无机气凝胶则基于二氧化硅、氧化铝或氆等材料。

从应用领域来看，气凝胶也可以分为建筑气凝胶、电子气凝胶、软体气凝胶和生物气凝胶等。

三、产业链气凝胶的生产主要分为原材料供应、气凝胶制备、气凝胶成型和气凝胶应用等部分。

原材料主要包括聚氨酯、二氧化硅、氧化铝、松香等，气凝胶制备分为凝胶化合物的合成、原料的混合和溶剂替换、胶体共混、干燥等阶段。

成型包括挤出成型、涂层成型、喷涂成型和注射成型等，应用领域主要包括建筑、能源、电子、化工等。

四、发展历程气凝胶的研究始于20世纪30年代，当时主要应用于空气过滤器和绝缘材料。

1970年代后，欧洲和美国开始关注气凝胶的新颖特性和潜在应用，慢慢地开始研究其在功能制品中的应用。

21世纪初，气凝胶应用领域逐渐拓展，国内外的相关研究不断深入，研发水平有所提高，气凝胶的应用市场也逐步扩大。

五、行业政策文件及其主要内容行业政策文件主要包括《2020年国家关键领域重点产品和服务创新合作联盟指南》，其主要内容是以联盟为基础，汇聚国内外经验，共享相关资源，推进气凝胶优秀新技术、新产品在市场上的应用，促进气凝胶产业可持续发展。

另外，国家发改委、工信部和科技部也发布了一些关于气凝胶的产业政策文件和指导意见，以推动气凝胶产业健康发展。

六、经济环境目前，全球市场上气凝胶的市场规模不断扩大，据市场研究公司预测，到2025年，全球气凝胶市场规模有望达到12亿美元以上。

气凝胶产业也成为一些国家和地区发展战略中的重要支柱产业之一，如美国、德国、日本、新加坡等，这些国家和地区的气凝胶产业发展较为成熟，市场规模较大。

二氧化硅气凝胶的研究现状及应用探微作者：李亚茹来源：《科学导报·学术》2020年第12期摘; 要：二氧化硅气凝胶因为其特殊的结构赋予了该物质隔热性能强、整体密度小、传声速率低、物质表面积大等独特的性能，所以在我国的工业生产领域二氧化硅气凝胶有着广泛的应用前景。

本文中主要研究了二氧化硅气凝胶的研究现状及应用微探，文中首先分析了二氧化硅气凝胶的定义及结构特性，然后对现阶段二氧化硅气凝胶的研究现状进行分析。

最后结合实际情况，对二氧化硅气凝胶在市场上的应用前景进行阐述，来为我国二氧化硅气凝胶的应用提供一些参考意见。

关键词：二氧化碳气凝胶，结构特性，研究现状，应用探微引言目前随着我国社会经济的不断发展，我国工业化生产的规模和资源开发的力度也在随之增强，而这就给我国带来能源紧缺和资源利用率下降等问题，这就严重的影响我国当前社会可持续发展目标的进程。

因此在现阶段的工业生产中节能减排降耗是生产中的重要目标之一，也是为保持社会可持续发展的重要基础。

一、二氧化硅气凝胶的定义及结构特性（1）气凝胶的基本定义气凝胶主要是指工业生产中一种多孔网状结构的固体凝胶材料，该材料与传统的材料不同，材料在使用过程中由于内部充满着空气，所以其密度较低，并具有较好的隔热和隔声功能。

1931 年，Kistler 以水玻璃制得了二氧化硅湿凝胶，后经溶剂替换和乙醇超临界干燥的方法，从而获得了二氧化硅气凝胶[1]。

这种呈半透明蓝色状态的气凝胶，由于质量超轻所以也被相关科研人员称之为“固态的烟”。

（2）二氧化硅气凝胶的结构特点及性质气凝胶是一种具有超高孔隙率的三维纳米多孔材料。

该物质的分子模式主要是由一群直径在3～8 nm左右的初级粒子通过互相团簇构成基本骨架。

而由初级粒子所构成的基本骨架具有极少的热量传导路径，同时由于二氧化硅凝胶的分子结构是由三维网状结构组成因此在相对程度上便延长了热量的传播路径，从而使分子的热阻值增大。

在有关研究中我们发现，二氧化硅气凝胶的表面密度大约在0.03～0.35g/cm³，二氧化硅气凝胶的比表面积在600～1000m²/g，二氧化硅气凝胶的平均孔径在20 nm左右，二氧化硅气凝胶的平均孔隙率在98%，二氧化硅气凝胶的导热系数在0.013-0.021W/m.k，由于二氧化硅气凝胶其独特的物理参数和三维结构，从而赋予了气凝胶具有许多固态物质所不具有的物理性能，例如低折射率、低热导率、低介电常数、低声阻抗等[2-3]。