2017年一张图看懂富勒烯行业.pdf

简版Copyright  xincailiao2017年 一张图看懂 富勒 烯 行业Fullerenes Research ReportCopyright  xincailiao1、富勒烯简介2 富勒烯（ Fullerene)是单质碳被发现的第三种同素异形体，它是由五元环和六元环构成的一系列封闭笼状结构的全碳分子 。 任何由碳一种元素组成，以 球状、椭圆状或管状 结构存在的物质，都可以被叫做富勒烯，富勒烯指的是一类物质。富勒 烯具有完美 的对称结构、在纳米尺度范围内特殊的稳定性，以及 奇异的 电子结构，使其 成为在许多高新技术领域应用潜力巨大、不可替代的材料，被业界称为“ 纳米王子 ” 。Copyright  xincailiao2、富勒烯发展史3来源：公开资料 新材料在线整理1971年 ， 大泽映二描述 C60分子的设想；1973 年 ， D.A.Bochvar等提出C60结构假设 。1984 年 ， 富勒烯的首个光谱证据由美国的罗芬等人发现的 ， 但他们不认为这是C60团簇产生1985年 ， 克罗托 、 斯麦利等人首次 制得 C60分子并因此获得 1996年诺贝尔化学奖1995年 ， 伍德（ Fred Wudl）制备出开孔富勒烯及富勒烯衍生物 PCBM1990年 ， 克利斯莫等第一次报道了大量合成 C60的方法 ，使得 C60的研究大量展开2013年 ， 中科大杨上峰 及合作者发现 了新 结构富勒烯 ， 改变了对内嵌富勒烯 结构20余年 的 共识Copyright  xincailiao3、富勒烯的形态4以 C60为代表 的球形富勒 烯 （ 也称足球烯 ， 此外还有 C70， C76、 C84、 C90、 C94 等 ） 是最常见的一种 形态 。 随着 研究 的不断深入 ， 近年来 又成功制备获得 内嵌富勒烯 、 碳 纳米 管 、 巨碳管 、 聚合物等多种形态的富勒烯 。种类 介绍巴基球团簇 C20(二十烷的不饱和衍生物 )和最常见的 C60碳纳米管 非常小的中空管，分单壁和多壁巨碳管 比纳米管大，管壁可制备成不同厚度聚合物 在高温高压下形成的链状、二维或三维聚合物纳米“洋葱” 多壁碳层包裹在巴基球外部形成球状颗粒，可用于润滑剂球棒相连二聚体 两个巴基球被碳链相连内嵌富勒烯 将一些原子嵌入富勒烯碳笼而形成的一类新型内嵌富勒烯富勒烯形态及主要特点Copyright  xincailiao3、富勒烯的形态5 C60由 60个碳原子通过 20个六元环和 12个五元环连接而成的具有 30个碳碳双键的足球状空心对称分子不同碳原子数构成的巴基球团簇示意图 内嵌富勒烯：这种材料的分子结构包括碳原子组成的坚固的富勒烯笼，以及内部包裹着的简单的原子或分子，如 N、 P等。CaC50 La2C80 YC82 Sc3NC80Copyright  xincailiao3、富勒烯的形态6 碳纳米管：又 名巴基管 ， 是一种主要由呈六边形排列的碳原子构成数层到数十层的同轴 圆管 ， 根据管壁厚度又可分为 单壁碳管 (Single-walled Carbon nanotubes, SWCNTs)和 多壁碳管 (Multi-walled Carbon nanotubes,MWCNTs)。单壁碳管 多 壁 碳管 碳纳米管的独特的分子结构导致它有奇特 的性质 ，如高抗拉强度、高导电性、高延展性、高导热性和化学 惰性等。碳纳米管在储能、显示、电学器件等领域表现出诱人的应用前景。Copyright  xincailiao4、富勒烯的制备方法7 自从克罗托发现 C60以来，人们发展了许多种富勒烯的合成方法 ，较为 成熟的富勒烯的合成方法主要有 电弧法 、激光蒸发法 、 燃烧法 和 化学气相沉积法 等。电弧法 反应过程 ： 在惰性气氛保护下：高纯石墨电极电弧放电 炭 棒 气化成等离子体 小 碳分子经多次碰撞、 合并 、 闭合 稳定 的富勒烯分子 影响因素 ：温度场分布 特点 ：宏观制备； 设备简单 ；耗电 、 成本高；激光蒸发法 是发现 C60的方法 反应过程 ：大功率激光束 石墨气化 聚集区气相碰撞 含 富勒烯的 混合物 特点 ：产物中富勒烯分数小燃烧法 反应过程 ： 高纯石墨棒 苯 、 氧 混合物 （ 氦气稀释 ） 中燃烧 ， C60、C70的混合物 。 影响因素： 碳氧比 、 炉压 、 温度场等 特点： 连续进料 、 无需电力 、 设备要求低 ， 比率 可控 ， 适于量产 。化学气相沉积法反应过程： 有机气体 +N2压入石英 管 催化碳源 催化剂 表面生长富勒烯 。影响因素 ： 反应温度 、 时间 、 气流量特点： 设备简单 ， 成本 低， 产率高 ， 反应过程易于控制 ， 可大规模 生产Copyright  xincailiao5、富勒烯的应用8 富勒烯具有硬度高、稳定性好、超导性等诸多特性，在 电子 、 生物医药 、 超导 、 能源 、 工业催化 等领域具有极大的应用潜力 。在 2015年召开的世界富勒烯大会上， 富勒烯作为 抗氧化剂 的 运用也得到普遍肯定 。富勒 烯应用电子生物 超导环境能源催化激光润滑润滑油添加剂半导体晶片太阳能电池全光学光开关 催化人造金刚石合成化妆品 磁悬浮列车有机污染物吸附来源：公开资料 新材料在线整理Copyright  xincailiao6、富勒烯市场规模9051015202530354045502006年 2011年 2016年市场规模（亿美元）全球富勒烯市场规模分析预测数据来源： BCC Research 2006年 全球富勒烯的市场价值是 9200万 美元，此后约以 70% 的年均速度实现滚雪球式增长 ;  预计 2016年 则超过 47亿 美元的规模。 富勒 烯家族结构多样 ， 合成难度各有差异 ， 所以价格变化幅度也非常大 。 总体来看随着 应用的扩展和制备技术的进步 ， 其成本也不断 降低 。 从世界范围内来看 ， 2003年 前后普通富勒 烯价格为 70美元 /克 ， 至 2010年 已降至 20-25美元 /克 ， 富勒烯国内市场价格也逐年走低 。产品 价格 (元 /克 )C60 150C70 1000C70(纯度 99%) 15002000C70(纯度 99%) 4000数据来源：阿里巴巴网站富勒烯国内市场价格 (2016年 )Copyright  xincailiao6、富勒烯市场规模10 富勒烯是目前市面上最强的抗氧化成分， 能像海绵般的快速将 体内 的自由基吸收。 与其他成分相比， 富勒烯成分可以在肌肤老化连锁反应源头 就吸附 、 扫除自由基， 降低人体的老化反应， 且是维他命的 125倍。020040060080010002008 2011 2014 2017 2020中国抗衰老产业市场规模 单位：亿元来源：赫柏 -2014中国富豪健康白皮书 新材料在线 中国抗衰老产业市场规模急速扩张，据 赫柏 -2014中国富豪健康白皮书 预计，截至 2020年 ，中国抗衰老产业市场规模将突破 800亿元 。Copyright  xincailiao7、富勒烯研发企业11 富勒烯作为极具前途的碳材料，吸引国内外众多高校及企业的研究机构的青睐。国外主要有美国密歇根州立大学、美国莱斯大学、日本三菱公司 等； 国内如中像集团炭黑研究设计院、中科院化学所、西南科技大学、厦门大学等也积累了一定的富勒烯相关技术。公司名称 主要产品厦门福纳新材料科技有限公司金属富勒烯 CdC82、空心富勒烯 C60、富勒烯衍生物C60(OH)xnH2O、 C60(OH)x(NH2)nH2O江苏爱尔达复合材料有限公司 俄罗斯进口富勒烯 C60、 C70中国科学院成都有机化学有限公司 富勒烯 C60、 C70、富勒醇 (羟基化富勒烯 )内蒙古京蒙纳米材料高科技有限责任公司 金属内嵌富勒烯、富勒烯衍生物、富勒烯 C60、 C70苏州大德碳纳米科技有限公司 富勒烯炭灰、富勒烯混合物、富勒烯 C60、 C70、富勒烯衍生物国内主要的富勒烯生产企业来源 ：公司官网 新材料在线整理Copyright  xincailiao8、富勒烯发展趋势12 富勒烯作为一种具有多项优异性能的新型纳米碳材料，人们对它的 未来无限 憧憬 。富勒烯 在 生命科学 、 医学 、 天体物理 等领域有重要前景 ， 依靠其优异的电子特性 有望 用在 光转换器 、 信号转换 和 数据存储等 光电子器件上 。 虽然 受高成本和制备技术所限，目前其应用仍处在起步阶段，但可以预期的巨大市场容量促使各国对富勒烯的制备和应用研发投入巨资，力图使自己处于领先地位，为今后占领市场做好准备 。 巨大的需求与稀缺的资源形成强烈的反差，人们急需找到一种大量合成的富勒烯的方法，从而降低应用的 成本。Copyright  xincailiao关于我们1. 新材料在线 （ xincailiao)是 新材料行业最有影响力的新媒体，目前已有 200万 +行业精准粉丝 ，为材料供应商、设备供应商提供最具效率的微营销平台。2. 本报告版权 归新材料在线 平台 所有， 欢迎转载、传播 、 分享。如需转载，请联系 13510323202，并注明“媒体合作”。未经允许私自转载或未按照要求格式转载，新材料在线将保留追究其法律责任的权利 。3. 合作请联系： 13652401660（同微信）业务范围营销服务媒体整合营销传播新媒体 广告宣传网络广告宣传会议品牌营销新闻报道传播产品策划事件营销信息服务企业需求信息发布企业供需信息发布人才信息发布产品信息发布市场研究服务行业市场研究专项市场 调研渠道研究品牌 /广告研究消费满意度研究传播研究咨询服务投 融资 咨询企业 并购咨询企业战略 咨询企业融资规划品牌 战略规划政府产业发展规划产业园建设 规划创业服务新材料行业专家对接投资人对接新材料项目融资服务新材料产业投资沙龙新材料项目并购咨询新材料资本技术峰会产业园入驻服务微信公众号： xincailiaozaixian新浪微博：新材料在线官微Email: servicexincailiao官方微博新材料在线 免责声明新材料在线 版权声明1. 本文仅代表作者本人观点，新材料在线 对文中陈述、观点判断保持中立，不对所包含内容的准确性、可靠性或 完整性提供任何明示或暗示的保证。本报告内容及观点也不构成任何投资建议，报告中所引用信息均来自公开资料，请读者仅作参考，并请自行承担全部责任。2. 本文部分数据、图表或其他内容来源于网络或其他公开资料，版权归属原作者、原出处所有。任何涉及商业盈利目的均不得使用，否则产生的一切后果将由您自己承担。3. 新材料在线 尊重知识产权，本文作者引用部分数据仅为交流学习之用，所引用数据都标注了原文出处，个人或单位如认为本文存在侵权之内容，应及时与我们取得联系，收到信息后即及时给予处理。4. 新材料在线 力求数据严谨准确，但因时间和人力有限，文中数据难免有所纰漏，我们对文中数据、观点不做任何保证。如有重大失误失实，敬请读者不吝赐教批评指正。我们热忱欢迎新材料各界人士免费加入 新材料在线 平台，发表您的观点或见解。对 【 版权声明 】 和 【 免责声明 】 的解释权、修改权及更新权均属于 新材料在线 所有 。1. 凡注明 “ 新材料在线 ” 的所有文字、图片、音视频资料、研究报告等信息版权均属新材料在线 平台所有，转载或引用本网版权所有之内容须注明“转自（或引自）新材料在线”字样，并标明本网网址 xincailiao 。2. 本站信息仅供用于学习交流使用，对于不当转载或引用本网内容而引起的民事纷争、行政处理或其他损失，本网不承担责任。官方微信附则14