【深度】Mxene市场前景良好 但目前产业化程度低

从行业发展前景来看,MXene材料作为一种结构类似于石墨烯的二维纳米材料,与石墨烯相比,MXene材料除了继承了传统二维纳米材料的优异性能外,表现出了类石墨烯和金属的高导电性表面(~8000S/cm),同时具有很高的能量密度(表面过渡态金属和电解液离子的氧化还原反应可以产生高的比电容)和良好的电磁屏蔽等性能,具有良好的发展前景。

MXene是一种新型过渡金属碳/氮化物二维纳米层状材料,它独特的理化性质使其近年来在能源存储与转换、传感器、多功能聚合物复合材料等多个领域具有良好的应用前景。

二维过渡金属碳/氮化物(MXene)是一种结构类似于石墨烯的二维纳米材料,一般是通过选择性蚀刻掉MAX相中的A原子来制备。MXene结构通式为Mn+1XnTx(n=1,2,3),其中,M是过渡金属(M=Ti,Sr,V,Cr,Ta,Nb,Zr,Mo等),X代表C或N,Tx代表表面终端基团(-O,-OH,-Cl或-F等)。截至目前,已有超过30种不同的MXene被合成出来,常见的如Ti3C2,Ti3AlC2等。

MAX相产品种类多,利用MAX相可侵蚀得到多种性能不同的MXene。根据产品性能、产品结构、产品形态等的不同,MXene可分为不同的产品。如刻蚀后与未刻蚀MXene、单层与多层MXene、粉末状与液体状MXene等。MXene是一种新型过渡金属碳/氮化物二维纳米层状材料,它独特的理化性质使其近年来在能源存储与转换、传感器、多功能聚合物复合材料等多个领域具有良好的应用前景。

全球MXene材料发展时间短,2011年美国德雷赛尔大学的Gogotsi和Barsoum教授课题组通过化学腐蚀法首次获得MXene材料,国内第一个MXene相关项目由河南理工大学于2012年获得基金委资助,距今发展也仅有10年左右时间,行业仍处于发展初期阶段,成熟度很低。

从产业化程度来看,由于国内MXene行业发展时间较短,多数企业及研究机构仍处于技术研发及优化阶段,加之MXene行业进入壁垒较高,目前虽然布局研发的企业较多,但实际生产企业很少,部分企业产品仍处于试验阶段,行业内产业化水平相对较低,暂无工业化生产装置。根据新思界产业研究中心发布的《2023-2027年中国MXene行业市场深度调研及发展前景预测报告》,2021年,中国MXene产量仅有8.01kg。

从技术角度来看,目前,中国MXene材料的研究已经取得较大的进展,但仍有许多基础理论和技术瓶颈问题尚未解决,如MXene中阳离子空位在提高其储能方面的作用尚不清楚等,仍需要相关企业及科研院所加大研发投入,解决行业中存在的技术问题。

从行业发展前景来看,MXene材料作为一种结构类似于石墨烯的二维纳米材料,与石墨烯相比,MXene材料除了继承了传统二维纳米材料的优异性能外,表现出了类石墨烯和金属的高导电性表面(~8000S/cm),同时具有很高的能量密度(表面过渡态金属和电解液离子的氧化还原反应可以产生高的比电容)和良好的电磁屏蔽等性能,具有良好的发展前景。

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