中國碳納米管行業發展前景及市場規模分析

• 2022年2月14日 WuYaNan來源：互聯網 306 12
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碳納米管市場的醫療領域細分為透皮給藥、癌癥治療、蛋白質組學等(心臟自主調節、血小板活化、組織再生等)，將碳納米管與生物系統一起使用可以帶來醫學進步，尤其是診斷、生物傳感、藥物輸送和疾病治療。

中國碳納米管行業發展前景及市場規模分析

碳作為一種半導體材料，市場發展潛力巨大。碳納米管可用于電子與半導體、儲能、化學材料和聚合物、醫療、結構復合材料及其他領域。半導體性碳納米管具有大長徑比、無懸鍵表面、高載流子遷移率、室溫彈道輸運等獨特結構特征和優異電學性質，因而被認為是十納米以下高性能、低功耗晶體管溝道材料的有力候選。碳納米管的導電屬性取決于其螺旋(手性)結構，通常制備出的碳納米管為金屬性和半導體性碳納米管的混合物。

近年來碳納米管的結構控制生長與手性分離研究取得了較大進展，但單根碳納米管的手性及導電屬性調控仍是本領域研究的關鍵和難點。

碳納米材料形成了廣泛的化合物類別，包括石墨烯、富勒烯、碳納米管、碳納米纖維等。碳納米管薄膜與金屬薄膜不同，這些高導電薄膜重量輕且柔韌，因此可用于各種電子設備，例如電磁屏蔽、調制器、天線、輻射熱計等。2020年，全球碳納米管的市場規模已超過50億元，未來隨著碳納米管在醫療、航空航天與國防、涂料和其他應用領域的需求和使用不斷增加，預計2026年全球碳納米管的市場規模將超過100億元。

我國碳納米管生產流程

碳納米管的制備方法大體上分為兩個階段：包括碳納米管初生長和進一步純化;核心工藝為催化劑條件下的化學氣相沉積(CVD，Chemical Vapor Deposition)碳納米管粉體的主要生產工藝流程如下：

(1)催化劑制備：該步驟為碳納米管生產的核心步驟，催化劑生產的質量、性能將直接影響后續產出的碳納米管質量。Fe/Co和Ni等納米過渡金屬催化劑在CNT生長過程中具有較高的催化活性及緩和的生長條件，是常用的CNT催化劑材料;另一方面，除材料配方外，碳納米管的直徑很大程度依賴于納米催化劑顆粒的大小。因此包括催化劑的材料配方、粒徑大小、一致性控制等，均是碳納米管生產的核心工藝難點。

(2)CVD碳納米管生長：將催化劑放入碳納米管反應器，再將甲烷或丙烯(碳氫化合物)、氫氣(抑制徑向生長)、氮氣等按一定比例、氣流速度導入，在高溫條件下生長得到碳納米管粗粉。其中CVD碳納米管連續生產工藝以及相關設備均是核心技術難點，各廠家均建立了相對應設備專利體系。

(3)CNT純化工序(去除無定型碳以及金屬雜質)：不同型號產品需要經過不同的純化工序，其中高溫氧化主要除去碳納米管粗粉中無定形碳雜質;酸洗提純、石墨化主要除去碳納米管粗粉中的催化劑金屬雜質。碳納米管粗粉經過純化工序后得到碳納米管純粉。

(4)粉碎：最后，將碳納米管純粉放入粉碎機進行粉碎，制備得到分散性較好的碳納米管粉體。

(5)碳納米管導電漿料生產：由于碳納米管粉分散性差、容易發生團聚，導致在應用過程中導電、導熱性等大幅不及預期，目前的主流工藝是在將CNT粉體與NMP、分散劑等進行混合，以漿料形式向下游客戶銷售。①按照一定比例將分散劑和溶劑(NMP或去離子水)進行攪拌，使得分散劑與溶劑充分融合，隨后加入一定比例的碳納米管粉體，充分攪拌均勻至碳納米管粉體在溶劑中預分散。②將預分散好的漿料投入砂磨機進行分散，制備得到分散均勻的碳納米管導電漿料。

碳納米管在醫療領域未來增速最快

醫療領域碳納米管應用數量未來幾年將是各應用領域中增速最快的。碳納米管市場的醫療領域細分為透皮給藥、癌癥治療、蛋白質組學等(心臟自主調節、血小板活化、組織再生等)，將碳納米管與生物系統一起使用可以帶來醫學進步，尤其是診斷、生物傳感、藥物輸送和疾病治療。

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