【21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道】北理工王博教授團(tuán)隊(duì)研發(fā)MOF新材料年內(nèi)實(shí)現(xiàn)空氣凈化行業(yè)商用
發(fā)布日期：2017-03-09 供稿：21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道 編輯：楊晶 審核：王征 閱讀次數(shù)：
原文標(biāo)題：MOF新材料年內(nèi)實(shí)現(xiàn)商用 空氣凈化行業(yè)面臨洗牌
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行業(yè)技術(shù)壁壘被打破后,，空氣凈化行業(yè)有望重新洗牌,。
2月26日，21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者從北京理工大學(xué)獲悉，該?；瘜W(xué)與化工學(xué)院王博教授團(tuán)隊(duì)成功將金屬有機(jī)骨架化合物（MOFs）材料應(yīng)用于空氣過濾,。經(jīng)驗(yàn)證,，該材料在室溫下對(duì)PM2.5的濾出率高達(dá)99.5%,，且只在200℃的條件下凈化效率才會(huì)發(fā)生少量折損。據(jù)王博透露,，此項(xiàng)技術(shù)將應(yīng)用于民用過濾器材及汽車空調(diào)濾芯等產(chǎn)品中,，團(tuán)隊(duì)正在與空氣凈化行業(yè)內(nèi)相關(guān)企業(yè)洽談合作事宜，預(yù)計(jì)今年就會(huì)有產(chǎn)品問世,。
值得注意的是,，目前空氣凈化行業(yè)仍不成熟，品牌數(shù)量繁多,，但部分規(guī)模較小的企業(yè)已經(jīng)被淘汰出局,，而且進(jìn)入的品牌逐年減少，行業(yè)集中度逐年上升,?！案匾氖牵諆粜袠I(yè)技術(shù)創(chuàng)新不足,，產(chǎn)品更新?lián)Q代緩慢一直是行業(yè)共識(shí),。”福建一環(huán)保企業(yè)從業(yè)人員告訴記者,，新材料的問世及應(yīng)用將使行業(yè)現(xiàn)有的競爭格局發(fā)生變化,。
何為MOF,？
MOF全稱為Metal-Organic Framework，是指一類新型無機(jī)材料與有機(jī)高分子單體的原子級(jí)別復(fù)合物,。這類材料具有發(fā)達(dá)的納米級(jí)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(wǎng)絡(luò)框架結(jié)構(gòu)具有相對(duì)較大的比表面積,，能用于儲(chǔ)存大量氣體分子，通過調(diào)整孔道尺寸,、形狀及結(jié)構(gòu)可進(jìn)一步篩選不同類型的氣體分子,。
那么，該種新型材料如何實(shí)現(xiàn)PM2.5及有害氣體的捕獲及降解呢,？
以PM2.5為例,，它本質(zhì)上是一種含有液體、揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOC）以及固體的氣溶膠,。王博團(tuán)隊(duì)研發(fā)的這種新型材料,，會(huì)先用MOF的自身靜電荷捕捉PM2.5，堿性官能團(tuán)將捕獲液體分子及VOC進(jìn)入孔道,。如此一來,，通過MOF膜的過濾，氣溶膠只剩下固體成分殘留在膜表面,，只需用水即可清理,。
據(jù)介紹，王博團(tuán)隊(duì)在MOF材料上的研究已持續(xù)13年,，光將MOF材料成功研制成膜狀就進(jìn)行了6年,。“因材料處于50納米級(jí)以下時(shí),，使其聚合成膜狀將呈現(xiàn)出新的特質(zhì),，我們花費(fèi)了大量時(shí)間對(duì)各種特性進(jìn)行研究，目前能實(shí)現(xiàn)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面?！蓖醪┍硎?，相較于市面上常采用的無紡布、靜電布,、HEPA,、復(fù)合玻纖、活性炭等過濾網(wǎng)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(wǎng)的厚度及密度來提高過濾效率，但與此同時(shí)會(huì)大大降低空氣通透性,，材料空氣阻力變大會(huì)使得空氣凈化器產(chǎn)生巨大的噪音,，進(jìn)一步影響其使用壽命?！蓖醪┙忉尫Q,，“事實(shí)上這是一個(gè)平衡的過程，我們所實(shí)現(xiàn)的是在保證其高凈化率的同時(shí)能盡量提高空氣通透性,，以此降低能耗,、延長器材使用壽命，并且解決了一直為人們所詬病的噪音問題,?！睋?jù)了解，以MOF材料制作的過濾網(wǎng)將空氣阻力從200Pa降低到了30Pa,，如果該種材料成功運(yùn)用到空氣凈化器過濾網(wǎng)的制作,，將大大提高空氣凈化器的使用效率及壽命。
除此之外,，在有害氣體降解方面,，市場上常采取TiO2作為光觸媒，該種材料催化降解作用的發(fā)生需要12小時(shí)以上,，且需在紫外線條件下才能保證降解正常進(jìn)行,。“但紫外線成本相對(duì)高昂,，因此我們團(tuán)隊(duì)花了大量時(shí)間解決反應(yīng)發(fā)生條件的問題,，目前來說這種材料在日光下就能對(duì)有害有機(jī)物進(jìn)行催化降解，且反應(yīng)速率相對(duì)其它光觸媒而言更加快,?！?/p>
行業(yè)競爭格局未定
但不可否認(rèn)的是，MOF材料的制作成本相較于市場上的其它材料而言更為高昂,，加上空氣凈化行業(yè)仍舊是多元競爭的格局,，這無疑為MOF膜的商業(yè)化進(jìn)展增加了難度。
王博也坦言,，目前空氣凈化市場因霧霾問題再次變得火熱,，但一直以來，濾芯與空氣凈化器成品差價(jià)十分巨大,?！笆聦?shí)上，各大廠商為了推廣自己的產(chǎn)品都花費(fèi)了大量的資金在渠道推廣及產(chǎn)品營銷上，濾芯的成本也就在總成本的20%左右,?！币虼耍m然新材料制作成本相對(duì)較高,，但仍有十分可觀的利潤空間去開發(fā)市場,。
“夸大的廣告營銷策略使得公眾對(duì)空氣凈化產(chǎn)品的認(rèn)知與實(shí)際功效產(chǎn)生了偏差，這也為新材料進(jìn)入市場增加了不確定性,?！鄙鲜龈＝ōh(huán)保企業(yè)從業(yè)人員認(rèn)為，空凈行業(yè)雖然在過去兩年間淘汰了一批不合格品牌,，但是行業(yè)內(nèi)品牌數(shù)量依舊眾多，競爭格局仍不明朗,。
從奧維云網(wǎng)推總數(shù)據(jù)來看,，2015年理論合計(jì)有1006個(gè)品牌，實(shí)際在銷883個(gè)品牌,，淘汰123個(gè)品牌,；2016年理論合計(jì)有982個(gè)品牌，實(shí)際在銷714個(gè)品牌,，淘汰了268個(gè)品牌,。可以預(yù)見的是,，空氣凈化行業(yè)正加劇洗牌,。
事實(shí)上，技術(shù)創(chuàng)新不足的問題仍舊阻礙著空氣凈化行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展,。2016年凈化器上市機(jī)型零售額貢獻(xiàn)度中,，主要還是2014年及以前上市的機(jī)型，2016年上市的機(jī)型僅占四分之一左右,。
“行業(yè)的相關(guān)參數(shù)及標(biāo)準(zhǔn)還需要進(jìn)一步提高,，這樣才能促進(jìn)科技創(chuàng)新?！蓖醪┱J(rèn)為,，現(xiàn)階段隨著一批有技術(shù)含量的產(chǎn)品涌入市場，未來以MOF為過濾網(wǎng)制作材料的產(chǎn)品將憑借自身優(yōu)良的性能經(jīng)受住市場的檢驗(yàn),。
隨著2016年3月我國空氣凈化器新國標(biāo)正式實(shí)施,，空氣凈化器行業(yè)的門檻得到大幅度提高。以目前的發(fā)展形勢來看,，在新國標(biāo)體系下,，空氣凈化器市場正經(jīng)歷著洗牌。受制于企業(yè)規(guī)模、營銷模式和銷售渠道等方面因素的影響,，大多數(shù)中小型企業(yè)在未來的發(fā)展中將遭遇不同程度的阻力,，品牌間的并購和整合將會(huì)加速。
從這一點(diǎn)來說,，王博團(tuán)隊(duì)正趕上了好時(shí)候,。
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