2017-2022年中国纳米粉体材料行业市场运营态势及投资前景预测报告

第一章纳米粉体材料概述1

第一节 定义1

第二节 基本性质2

一、小尺寸效应2

二、表面与界面效应2

三、量子尺寸效应3

第三节 特性3

一、热学特性3

二、光学特性3

三、化学特性3

第四节 制备4

一、气相法4

二、液相法4

三、固相法4

第五节 应用领域4

一、纳米涂层4

（一）纳米表面涂料4

（二）纳米红外涂层5

（三）纳米紫外涂层5

（四）纳米隐身技术5

二、环保方面5

三、纳米粒子光催化6

第二章2016年中国纳米粉体材料行业发展环境分析7

第一节 2016年中国宏观经济环境分析7

一、中国GDP分析7

二、城乡居民家庭人均可支配收入与恩格尔系数9

三、工业发展形势分析11

第二节 2016年中国纳米粉体材料行业政策环境分析19

第三节 2016年中国纳米粉体材料行社会环境分析 23

第三章全球纳米粉体材料行业发展情况概述32

第一节 全球整体概况32

第二节 主要国家发展情况33

一、美国33

二、日本35

三、俄罗斯36

四、欧盟38

（一）监管38

（二）风险评估39

（三）实践规范40

（四）研究项目或战略40

（五）公共咨询42

五、加拿大42

六、韩国46

第三节 行业发展趋势48

第四节 行业政策49

一、美国49

二、日本50

三、英国51

四、法国52

五、德国59

六、欧盟67

七、俄罗斯71

八、其它国家72

第五节 科研成果73

第四章中国纳米粉体材料行业发展与现状分析79

第一节 中国纳米粉体材料产业发展情况79

自70年代纳米颗粒材料问世以来，80年代中期在实验室合成了纳米块体材料，至今已有多年的历史，但真正成为材料科学和凝聚态物理研究的前沿热点是在80年代中期以后。从研究的内涵和特点大致可划分为三个阶段。

第一阶段（1990年以前）主要是在实验室探索用各种手段制备各种材料的纳米颗粒粉体，合成块体（包括薄膜），研究评估表征的方法，探索纳米材料不同于常规材料的特殊性能。对纳米颗粒和纳米块体材料结构的研究在80年代末期一度形成热潮。研究的对象一般局限在单一材料和单相材料，国际上通常把这类纳米材料称纳米晶或纳米相材料。

第二阶段（1994年前）人们关注的热点是如何利用纳米材料已挖掘出来的奇特物理、化学和力学性能，设计纳米复合材料，通常采用纳米微粒与纳米微粒复合，纳米微粒与常规块体复合及发展复合材料的合成及物性的探索一度成为纳米材料研究的主导方向。

第三阶段（从1994年到现在）纳米组装体系、人工组装合成的纳米结构的材料体系越来越受到人们的关注，正在成为纳米材料研究的新的热点。国际上，把这类材料称为纳米组装材料体系或者称为纳米尺度的图案材料。它的基本内涵是以纳米颗粒以及它们组成的纳米丝和管为基本单元在一维、二维和三维空间组装排列成具有纳米结构的体系，基保包括纳米阵列体系、介孔组装体系、薄膜嵌镶体系。纳米颗粒、丝、管可以是有序或无序地排列。如果说第一阶段和第二阶段的研究在某种程度上带有一定的随机性，那么这一阶段研究的特点更强调人们的意愿设计、组装、创造新的体系，更有目的地使该体系具有人们所希望的特性。著名诺贝尔奖金获得者，美国物理学家费曼曾预言“如果有一天人们能按照自己的意愿排列原子和分子…，那将创造什么样的奇迹”。就像目前用STM操纵原子一样，人工地把纳米微粒整齐排列就是实现费曼预言，创造新奇迹的起点。美国加利福尼亚大学洛伦兹伯克力国家实验室的科学家在《自然》杂志上发表论文，指出纳米尺度的图案材料是现代材料化学和物理学的重要前沿课题。可见，纳米结构的组装体系很可能成为纳米材料研究的前沿主导方向。

据业内不完全统计，目前我国我国从事纳米技术研究、材料生产的企业数量在600家以上，当中从事纳米级碳酸钙生产的企业数量最多，行业产能增长明显，行业生态环境不断恶化，持续下降的产品价格就是行业竞争日趋激烈的最好印证。而相关从事航空航天、核工业、高端电子陶瓷等领域纳米材料研究与生产的企业凭借技术优势形成的天然壁垒，发展态势良好。

中国纳米企业已经形成以北京、上海、深圳为中心的三大纳米材料及纳米技术产业带，经济实力雄厚的华东、华北及华南地区的纳米材料企业，占全国纳米企业的80％左右。

调查表明，中国纳米企业主要是纳米材料企业，而从企业类型上来看，又主要分为应用型和生产型两类。生产型企业主要从事各种纳米粉体的生产，占所有纳米企业的15％，大都分布于上海、浙江、江苏、广东、山东等地；而纳米材料的应用型企业占据了整个纳米企业的84％，集中在北京、上海、浙江、江苏等地达300家。

据悉，全国纳米材料生产线已经建成30多条，产品大多集中于纳米氧化物、纳米金属粉末、纳米复合粉体等。单一粉体的应用已在全国展开。主要应用领域有纺织、塑料、陶瓷、涂料、橡胶等，主要用于产品的表面改性。

纳米技术是当今世界各国争先发展的科技热点，但纳米技术和材料的生产及其应用在中国尚处于起步阶段，可以产业化的只有为数不多的几个品种，纳米二氧化钦（TIO：）、纳米氧化锌（Zno）、纳米碳酸钙（CaCO3）便是其中较具代表性的几个品种。

1纳米Ti0：的生产现状

由于纳米Ti0：在涂料、塑料、造纸、印刷、化纤、橡胶等行业的广泛应用，日本、美国、英国、德国和意大利等国对纳米Ti0：的制备技术进行了深人的研究，并已实现工业化生产，目前全世界已经有十几家公司生产纳米Ti02，总生产能力估计在6-10kt/a，单线生产能力一般为400-500 t/a。国内纳米Ti0：的生产企业约十余家，总生产能力在1 kt以上，主要为：四川攀枝花钢铁（集团）公司钢铁研究院200 t/a生产装置，可生产锐钦型和金红石型两大系列4个从10^40 nm的品种；淮北芦岭煤矿和腾岭工贸有限公司共同组建的安徽科纳新材料有限公司100 t/a生产装置；江苏河海纳米科技股份有限公司500 t/a生产装置；青岛科技大学纳米材料重点实验室与海尔集团联合开发的100 t/a生产装置；济南裕兴化工总厂100 t/a生产装置，可提供锐铁型和金红石型的粉体和浆料共4个品种的产品；四川永禄科技有限公司、浙江舟山明日纳米有限公司、江苏常泰纳米材料有限公司、河北茂源化工有限公司的纳米Ti02装置也已建成。

纳米Ti0：的工业化生产

原料的选择Cz7

制备纳米Ti0：最常用的原料是钦醇盐Ti（0R）4 （R为一CZ HS，一C3 H}，一C4 H。等烷基），如钦酸乙醋、钦酸异丙醋和钦酸丁醋、四氯化钦 （TiC14）和硫酸法Ti0：生产的中间产物硫酸氧钦 （ TiOSO4）和偏钦酸（HZ Ti03 ）。与Ti （0R）4 ， TiCI4相比，以TiOSO、或HZ Ti03为原料制备纳米TiOz具有原料来源广泛、生产成本低等特点，但TiOS04溶液中含有的金属杂质铁在高温媛烧时生成Fez 03 ， Fez O、具有同金红石型纳米Ti0：相同的晶型结构，往往以同晶混合物混人金红石晶格，造成晶格变形，影响产品的白度和光泽。同时，TiOS04溶液中含有钻、铬、镁、锰、矶、妮、钠或钾等微量杂质，在反应时很容易形成沉淀物而混入产品中影响产品质量。

在硫酸法Ti0：生产中，偏钦酸（HZ Ti03）是TiOSO、经浓缩、水解、水洗和漂白后得到的，一般可使含铁量降低到。0. 003%以下，同时也能除去H2 Ti0、中吸附的铬、钒等有害杂质，使制得产品的白度、光泽和纯度有显著的提高。因此，以H2、 TiO，为原料与TiOSO4为原料生产纳米TiO2相比，由于原料中影响生产过程和产品质量的杂质含量减少，反应过程及反应条件更为宽松，得到的产品纯度高、质量好，更适合于高品质纳米TiOZ的生产。

工艺路线

以Ti（OR）4为原料制备纳米Ti02的主要方法是溶胶一凝胶法；以T1CL4为原料制备纳米TLO2的主要方法为气相法；以T10S04或HZ Ti0 3为原料制备纳米Ti02的主要方法有直接沉淀法和均匀沉淀法、凝胶法和水热法等。在所有的这些制备方法中，均匀沉淀法具有工艺简单、产品质量好、易于操作等特点，是最具工业化生产发展前景的一种生产方法叫。均匀沉淀法是利用某一化学反应使溶液中的构晶离子由溶液中缓慢、均匀地释放出来。

该方法中，加人溶液的沉淀剂不立刻与沉淀组分发生反应，而是通过化学反应使沉淀剂在整个溶液中缓慢生成，只要控制好生成沉淀剂的速度，就可避免浓度不均匀现象，使过饱和度控制在适当的范围内，从而控制粒子的生长速度，获得粒度均匀、致密、便于水洗、纯度高的纳米粒子。

水解反应

水解过程每一步的工艺过程和反应条件，都会影响纳米TiO2的质量和粒子的形貌，而这将直接影响反应物的水洗、最终产品的质量及纳米TiO2的收率。

水解反应选用间歇式搅拌水解反应釜，以蒸汽或导热油为热源、冷却水为冷却介质通过设备夹套和蛇形盘管对反应物进行间接加热或冷却，在50-1 000 t/a规模的工业生产中是合适的。而在1 000 t/a及以上规模的工业生产中，由于受反应温度及升温时间、反应时间、冷却温度及冷却时间的影响，加之设备材质的影响（904不锈钢，价格较高），水解反应釜难以实现其反应条件及大规模的工业生产，则需要直接蒸汽加热和石墨冷却器快速冷却的水解工艺。

反应产物过滤、水洗较为困难，工业生产中常用的水洗设备主要有摩尔过滤机、隔膜压滤机和多孔陶瓷膜等。偏钦酸开始水洗时，物料酸度高，杂质浓度梯度大，水洗效率高，开始水洗时，偏钦酸中的铁含量迅速降低，半小时内可除去80%以上，随着水洗过程继续进行，杂质在滤饼与滤液间的浓度梯度逐渐减少，酸度也逐渐下降，偏钦酸的胶体性质逐渐明显，水洗效果随之降低。针对水洗的特性和几种常用水洗设备的特点，工业生产一般采用两级水洗方式：水解产物偏钦酸经一次水洗后，加人去离子水，将滤饼重新打浆后再进行二次水洗，二次水洗后合格的偏钦酸去锻烧工序。

一般说来，对于500 t/a以下规模的工业生产，一般选用多孔陶瓷膜进行水洗（一级水洗可满足工艺要求）；而500 t/a以上规模则选用摩尔过滤机或隔膜压滤机一次水洗、多孔陶瓷膜二次水洗； 1000 t/a及以上规模则采用摩尔过滤机或隔膜压滤机一次水洗、摩尔过滤机二次水洗的方式。

纳米Ti02的燃烧

偏钦酸经水洗过滤后，不仅带有大量的水，还带有一定量的硫酸，其事实上化学组分为：TiO2xH20S03 a缎烧的目的就是在高温下使之脱水、脱硫，并形成具有一定晶型和粒度指标的纳米TiO2。纳米Ti02有三种晶型：锐钦型、金红石型和板钦型，板钦型是不稳定的晶型，在工业上无实用价值。锐钦型经过一定温度的热处理可发生结构相变，转变为金红石型，这就是通常所说的“锐钦型，金红石型”的相变。一般说来，在200℃以下热处理主要是一个脱水过程，200℃以上的热处理则是一个晶型转变及晶粒生长的过程，采用不同的水解工艺，相变温度有一定的差异，通常相变温度范围在550-v800℃。常用的的缎烧方式为厢式电热炉、喷雾干燥、回转炉和旋流动态缎烧炉一旋转闪蒸干燥组合等。各种锻烧方式的比较见表。

各种缎烧方式的比较

注：*A为锐钦型（anatase）， R为金红石型（ ruble）

2纳米ZnO

随着纳米材料科学技术的进一步发展，新的制备合成工艺被不断地提出并得到利用。国外对纳米Zn0的研究相对已比较成熟。德国拜尔公司（Ba-yer Co. ， Ltd.）首先向市场提供纳米ZnO产品，之后又出现比利时的产品，而目前市场上的产品主要是由日本和美国供应。

工艺路线

纳米Zn0的制备技术大体分为3类：1）固相法、液相法和气相法。固相化学反应法具有无需溶剂、转化率高、工艺简单、能耗低、反应条件易控制的特点，但反应过程往往进行不完全或过程中可能出现液化现象；2）气相法在中国目前处于小试阶段，欲达到工业化生产，还要解决一系列工程和设备材质问题，难以实现大规模工业化生产；3）液相法纳米Zn0生产中，最常用的制备方法为均匀沉淀法，通过采取适当的方法改善其工艺条件，对氧化锌颗粒的大小、尺寸、形貌等微观结构有目的地进行控制，使之定向生长，从而生产出各种尺寸、形貌的纳米Zn0，并使制备出的产品具有很好的重复性和可靠性，是最具工业化发展前景的一种生产方法。采用均匀沉淀法生产纳米Zn0与生产纳米Ti0：的工艺基本相似，同一套生产装置通过稍微改动工艺技术条件，就可以生产纳米Ti0：或纳米ZnO。

中国科学院过程工程研究所研究的“八五”成果NPP法新技术新工艺生产纳米Zn0技术，强化非平衡态焙解的新思路，不仅解决焙解过程工业放大困难问题，同时，采用双级细化的工艺，也有效地控制颗粒大小和均匀性，从而实现了纳米Zn0生产的工业化，产品性能指标达到国外同类产品先进水平，不仅可生产球型Zn0，还可生产针状纳米ZnO，价格低于国外同类产品。江西宜黄恒通化工有限公司的1. 5 kt/a和陕西中科纳米材料股份有限公司的3. 0 kt/a规模的纳米Zn0装置就是采用这种技术生产的。除此以外，超重力法也是较具工业生产发展前景的一种生产方法。

3纳米CaC03

纳米CaC03的生产现状

目前世界上能生产100 nm以下的CaC03主要厂家有：英国的IC工公司、法国的Solvay公司、美国的矿物技术公司（MTI） ， Pfizer公司、王子造纸公司、Resso Wces Casbec公司旧本的白石公司、日本丸尾钙公司等，产品主要用于橡胶、塑料、胶粘剂（含密封胶）、涂料油漆、涂布纸张、油墨、杀虫剂、蜡制品、搪瓷制品及化妆品等。

日本是国际上开发和生产纳米CaCO，最好和较早的国家，早在20世纪40， 50年代就生产出了微米级、纳米级CaC03，现已有纺锤形、立方形、链锁形等纳米CaC03产品及改性产品50余种；美国着重于纳米CaC03在造纸和涂料上的应用；英国则主要从事填料专用纳米CaCO3的研制，近20年来英国在汽车专用塑料用CaC03中占垄断地位。

纳米碳酸钙主要生产厂家和生产能力

4纳米Ni粉

中国在纳米镍（Ni）粉的研究方面起步较晚，但已取得了一定的成果，已研究出多种制备技术，如中国科学院兰州化物所承担的“镍钻碳基化精炼工艺与超细镍粉制备技术”，实验室小试研究已经完成，建立了Ni， Cu一次合金原料、拨化残渣和超细Ni粉理化性质的分析方法，从多种途径考察了原料活化方式对碳化效率的影响，并在加压条件下使拨化提Ni效率达到了98%以上，成功地研制出了十几到几十纳米的Ni粉，Ni粉总成本为每kg 2 000元左右；中国科学院过程工程研究所研究的水热法制备超细粉末一超细Ni粉和超细A1z 0：已通过八六三新材料领域专家委员会验收，所得Ni粉和AIZ 03粉的平均粒度均小于50 nm，可小批量生产；兰州大学间鹏勋教授从2001年8月开始，采用等离子体法，研究成功了“约束弧等离子体生产金属纳米粉体设备”技术，实现了用同一种技术制造多种金属纳米材料的设想，可生产包括纳米Ni粉在内的10多种金属的纳米粉体，以该技术为核心，通过校企合作形成的民营高科技企业不仅建立了第一条中试生产线，而且又投人1 200万元正在建设金昌纳米科技园。

中国的科学工作者对纳米粉体材料的制备技术进行了很多的研究工作，取得了显著的成就，但工业生产和产品应用与国外相比仍存在着较大的差距。

纳米粉体材料的工业生产必须解决一些关键技术问题，除生产工艺和设备选型外，主要是影响产品质量指标和实际使用的因素，主要有：尺寸、形貌和分布的控制；团聚体的控制与分散；表面的形态、缺陷、粗糙度、成分的控制，包括表面修饰和包裹；化学组分和微观结构的均匀性控制；纯度的控制；工艺稳定性、质量可重复性的控制；纳米材料的稳定性及保存、运输技术、环境保护等。因此，开发适合于中国国情的纳米粉体材料的工业生产工艺和对产品应用的研究，是今后一段时间内的重要工作，是推动纳米技术的发展和纳米产品在相关产业广泛应用的重要前提。

目前我国纳米碳酸钙、纳米氧化锌、纳米氧化硅等几个产品已形成一定的市场规模，当中纳米碳酸钙产量占整个纳米材料行业总产量的80%左右。

近年来，随着纳米生产工艺的日趋完善、下游应用市场的不断扩展，国内纳米材料工业产能产量呈快速增长的态势。我国纳米材料产量从2007年的43.1万吨上升至2014年的138.9万吨，行业年产量增速在18%左右。

2007-2014年中国纳米材料产量统计：万吨

中国纳米粉体材料产业约占纳米材料产量的80%左右，2014年我国纳米粉体材料产量约111.1万吨，近几年我国纳米粉体材料产业产量如下表所示：

2007-2014年中国纳米粉体材料产量情况（单位：万吨）

2008-2014年我国纳米粉体材料行业产值情况

第二节 中国重点省市纳米粉体材料产业发展情况88

一、江苏省88

二、浙江省89

三、广东省95

四、北京市96

五、天津市97

六、湖北省98

七、湖南省99

八、河南省100

九、江西省100

第三节 促进纳米粉体材料产业发展的政策和经验102

一、行业政策102

（一）江苏省102

（二）浙江省122

（三）广东省137

（四）天津市163

（五）湖北省173

二、发展经验192

（一）标志性骨干研发机构的建立192

（二）各级政府大力推进纳米技术发展192

第五章纳米粉体材料研究成果与产业化193

第一节 已取得的成果与产业化项目193

一、纳米级TIO2粉体的制备及其工业化研究193

二、纳米级CACO3粉体的制备与工艺研究200

三、纳米级SIO2粉体的制备及其工业化研究202

四、纳米级ZRO2粉体的制备与分散性研究205

五、纳米材料选择性吸附及其在降低卷烟中烟草特有亚硝胺的应用211

六、纳米氧化钛光催化特性与应用212

七、固载型催化剂的研制及其在亲水性甲基硅油合成中的应用213

八、纳米材料在胶体蓄电池中的应用213

第二节 新的科研成果214

一、长春应化所发明绿色环保型高导电率纳米粉体材料214

二、纳米粉体材料超重力法工业性制备新技术215

三、纳米超细粉体包装机研制成功215

第六章广西纳米粉体材料（包含钛基、锡基材料、纳米碳酸钙等）行业发展现状217

第一节 产业基础217

第二节 产业现状218

一、产业整体概况218

二、产业发展规划220

三、相关产业发展现状221

（一）纳米碳酸钙221

（二）钛基纳米粉体材料224

（三） 锡基纳米粉体材料225

第三节 产业技术水平226

第四节 主要企业分析228

第七章2017-2022年中国纳米粉体材料行业市场分析与预测 236

第一节 市场规模分析与预测236

第二节 市场供需分析与预测237

一、油墨行业237

二、塑料制品行业242

第三节 技术升级分析与预测246

第八章2017-2022年纳米粉体材料行业效益分析与预测252

第一节 行业经济效益分析252

第二节 行业社会效益分析252

第三节 行业环境效益分析253

第四节 行业效益总体预测253

第九章2017-2022年纳米粉体材料行业风险预警与建议254

第一节 纳米粉体材料行业投资机会分析254

第二节 纳米粉体材料行业投资风险分析254

第三节 纳米粉体材料行业投资建议分析254

图表目录

图表：国内生产总值同比增长速度

图表：全国粮食产量及其增速

图表：规模以上工业增加值增速（月度同比）（%）

图表：社会消费品零售总额增速（月度同比）（%）

图表：进出口总额（亿美元）

图表：广义货币（M2）增长速度（%）

图表：居民消费价格同比上涨情况

图表：工业生产者出厂价格同比上涨情况（%）

图表：城镇居民人均可支配收入实际增长速度（%）

图表：农村居民人均收入实际增长速度

图表：人口及其自然增长率变化情况

图表：2015年固定资产投资（不含农户）同比增速（%）

图表：2015年房地产开发投资同比增速（%）

图表：2017-2022年中国GDP增长预测

图表：国内外知名机构对2017-2022年中国GDP增速预测

图表：纳米粉体材料行业产业链

图表：2011-2015年我国纳米粉体材料行业企业数量增长趋势图

图表：2011-2015年我国纳米粉体材料行业亏损企业数量增长趋势图

图表：2011-2015年我国纳米粉体材料行业从业人数增长趋势图

图表：2011-2015年我国纳米粉体材料行业资产规模增长趋势图

图表：2011-2015年我国纳米粉体材料行业产成品增长趋势图

图表：2011-2015年我国纳米粉体材料行业工业销售产值增长趋势图

图表：2011-2015年我国纳米粉体材料行业销售成本增长趋势图

图表：2011-2015年我国纳米粉体材料行业费用使用统计图

图表：2011-2015年我国纳米粉体材料行业主要盈利指标统计图

图表：2011-2015年我国纳米粉体材料行业主要盈利指标增长趋势图

图表：企业1

图表：企业主要经济指标走势图

图表：企业经营收入走势图

图表：企业盈利指标走势图

图表：企业负债情况图

图表：企业负债指标走势图

图表：企业运营能力指标走势图

图表：企业成长能力指标走势图

图表：企业2

图表：企业主要经济指标走势图

图表：企业经营收入走势图

图表：企业盈利指标走势图

图表：企业负债情况图

图表：企业负债指标走势图

图表：企业运营能力指标走势图

图表：企业成长能力指标走势图

图表：企业3

图表：企业主要经济指标走势图

图表：企业经营收入走势图

图表：企业盈利指标走势图

图表：企业负债情况图

图表：企业负债指标走势图

图表：企业运营能力指标走势图

图表：企业成长能力指标走势图

图表：企业4

图表：企业主要经济指标走势图

图表：企业经营收入走势图

图表：企业盈利指标走势图

图表：企业负债情况图

图表：企业负债指标走势图

图表：企业运营能力指标走势图

图表：企业成长能力指标走势图

图表：企业5

图表：企业主要经济指标走势图

图表：企业经营收入走势图

图表：企业盈利指标走势图

图表：企业负债情况图

图表：企业负债指标走势图

图表：企业运营能力指标走势图

图表：企业成长能力指标走势图

图表：企业6

图表：企业主要经济指标走势图

图表：企业经营收入走势图

图表：企业盈利指标走势图

图表：企业负债情况图

图表：企业负债指标走势图

图表：企业运营能力指标走势图

图表：企业成长能力指标走势图

图表：其他企业……

图表：主要经济指标走势图

图表：2011-2015年纳米粉体材料行业市场供给

图表：2011-2015年纳米粉体材料行业市场需求

图表：2011-2015年纳米粉体材料行业市场规模

图表：纳米粉体材料所属行业生命周期判断

图表：纳米粉体材料所属行业区域市场分布情况

图表：2017-2022年中国纳米粉体材料行业市场规模预测

图表：2017-2022年中国纳米粉体材料行业供给预测

图表：2017-2022年中国纳米粉体材料行业需求预测

图表：2017-2022年中国纳米粉体材料行业价格指数预测

图表：……