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MOF新材料年內實現商用 空氣淨化行業麵臨洗牌

發表時間:2019-4-29 17:39

       行業技術壁壘被打破後,空氣淨化行業有望重新洗牌。
  2月26日,21世紀經濟報道記者從北京理工大學獲悉,該校化學與化工學院王博教授團隊成功將金屬有機骨架化合物(MOFs)材料應用於空氣過濾。經驗證,該材料在室溫下對PM2.5的濾出率高達99.5%,且隻在200℃的條件下淨化效率才會發生少量折損。據王博透露,此項技術將應用於民用過濾器材及汽車空調濾芯等產品中,團隊正在與空氣淨化行業內相關企業洽談合作事宜,預計今年就會有產品問世。
  值得注意的是,目前空氣淨化行業仍不成熟,品牌數量繁多,但部分規模較小的企業已經被淘汰出局,而且進入的品牌逐年減少,行業集中度逐年上升。“更重要的是,AG亚游亚游会行業技術創新不足,產品更新換代緩慢一直是行業共識。”福建一環保企業從業人員告訴記者,新材料的問世及應用將使行業現有的競爭格局發生變化。
  何為MOF?
  MOF全稱為Metal-Organic Framework,是指一類新型無機材料與有機高分子單體的原子級別複合物。這類材料具有發達的納米級孔道,單位MOF材料其孔道為1.12納米。而通過大量單位MOF聚合形成的三維網絡框架結構具有相對較大的比表麵積,能用於儲存大量氣體分子,通過調整孔道尺寸、形狀及結構可進一步篩選不同類型的氣體分子。
  那麽,該種新型材料如何實現PM2.5及有害氣體的捕獲及降解呢?
  以PM2.5為例,它本質上是一種含有液體、揮發性有機化合物(VOC)以及固體的氣溶膠。王博團隊研發的這種新型材料,會先用MOF的自身靜電荷捕捉PM2.5,堿性官能團將捕獲液體分子及VOC進入孔道。如此一來,通過MOF膜的過濾,氣溶膠隻剩下固體成分殘留在膜表麵,隻需用水即可清理。
  據介紹,王博團隊在MOF材料上的研究已持續13年,光將MOF材料成功研製成膜狀就進行了6年。“因材料處於50納米級以下時,使其聚合成膜狀將呈現出新的特質,我們花費了大量時間對各種特性進行研究,目前能實現將MOF膜以生長的方式附著在紡織物、泡沫材料、塑料材料等不同的基材表麵。”王博表示,相較於市麵上常采用的無紡布、靜電布、HEPA、複合玻纖、活性炭等過濾網選材來說,MOF膜的空氣通透性及使用壽命都更好。
  “一般而言,市場上普遍通過增加過濾網的厚度及密度來提高過濾效率,但與此同時會大大降低空氣通透性,材料空氣阻力變大會使得空氣淨化器產生巨大的噪音,進一步影響其使用壽命。”王博解釋稱,“事實上這是一個平衡的過程,我們所實現的是在保證其高淨化率的同時能盡量提高空氣通透性,以此降低能耗、延長器材使用壽命,並且解決了一直為人們所詬病的噪音問題。”據了解,以MOF材料製作的過濾網將空氣阻力從200Pa降低到了30Pa,如果該種材料成功運用到空氣淨化器過濾網的製作,將大大提高空氣淨化器的使用效率及壽命。
  除此之外,在有害氣體降解方麵,市場上常采取TiO2作為光觸媒,該種材料催化降解作用的發生需要12小時以上,且需在紫外線條件下才能保證降解正常進行。“但紫外線成本相對高昂,因此我們團隊花了大量時間解決反應發生條件的問題,目前來說這種材料在日光下就能對有害有機物進行催化降解,且反應速率相對其它光觸媒而言更加快。”
  行業競爭格局未定
  但不可否認的是,MOF材料的製作成本相較於市場上的其它材料而言更為高昂,加上空氣淨化行業仍舊是多元競爭的格局,這無疑為MOF膜的商業化進展增加了難度。
  王博也坦言,目前空氣淨化市場因霧霾問題再次變得火熱,但一直以來,濾芯與空氣淨化器成品差價十分巨大。“事實上,各大廠商為了推廣自己的產品都花費了大量的資金在渠道推廣及產品營銷上,濾芯的成本也就在總成本的20%左右。”因此,雖然新材料製作成本相對較高,但仍有十分可觀的利潤空間去開發市場。
  “誇大的廣告營銷策略使得公眾對空氣淨化產品的認知與實際功效產生了偏差,這也為新材料進入市場增加了不確定性。”上述福建環保企業從業人員認為,AG亚游亚游会行業雖然在過去兩年間淘汰了一批不合格品牌,但是行業內品牌數量依舊眾多,競爭格局仍不明朗。
  從奧維雲網推總數據來看,2015年理論合計有1006個品牌,實際在銷883個品牌,淘汰123個品牌;2016年理論合計有982個品牌,實際在銷714個品牌,淘汰了268個品牌。可以預見的是,空氣淨化行業正加劇洗牌。
  事實上,技術創新不足的問題仍舊阻礙著空氣淨化行業的進一步發展。2016年淨化器上市機型零售額貢獻度中,主要還是2014年及以前上市的機型,2016年上市的機型僅占四分之一左右。
  “行業的相關參數及標準還需要進一步提高,這樣才能促進科技創新。”王博認為,現階段隨著一批有技術含量的產品湧入市場,未來以MOF為過濾網製作材料的產品將憑借自身優良的性能經受住市場的檢驗。
  隨著2016年3月我國空氣淨化器新國標正式實施,空氣淨化器行業的門檻得到大幅度提高。以目前的發展形勢來看,在新國標體係下,空氣淨化器市場正經曆著洗牌。受製於企業規模、營銷模式和銷售渠道等方麵因素的影響,大多數中小型企業在未來的發展中將遭遇不同程度的阻力,品牌間的並購和整合將會加速。
  從這一點來說,王博團隊正趕上了好時候。