1.贵金属催化剂主要分为多相催化剂和均相催化剂两大类
按催化反应类别,贵金属催化剂可分为多相催化剂和均相催化剂两大类。其中多相催化剂分为24个规格,由于制备工艺不同,不同规格细分累计161种;均相催化剂细分为57种,共计218种。多相催化剂一般为不溶性固体物,其主要形态为多孔无机载体负载活性金属或氧化物;均相催化剂通常为可溶性化合物,如氯化钯、氯化铑、醋酸钯、羰基铑、三苯膦羰基铑、碘化铑等。多相催化剂是目前工业中使用比例最高的催化剂,一般由活性组分、助剂和载体组成。在全部催化反应过程中,多相催化反应占80%左右。
2.催化剂对化学工业及社会的发展具有举足轻重的作用
催化技术是当今重要的高新技术和绿色环保技术之一,能产生巨大的经济效益和社会效益,对化学工业及社会的发展起到举足轻重的作用,被誉为有机工业的“心脏”。发达国家国民经济总产值的20%-30%直接来自催化剂及其催化合成技术,85%以上化工产品生产都是在催化剂作用下进行的。据不完全统计,全球至少有4.2万种原料和化学中间体是通过催化剂直接和间接合成的。
催化剂在工业上的应用历史可以追溯到19世纪末,从工业生产硫酸到氯碱工业,从合成氨到石油炼制工业、催化聚合物合成工业、精细化工工业等,催化剂都发挥着重要作用,每一次的催化剂的更新换代都会引发化学工业的巨大变革,推动石油化工、医药、农药、颜料、染料、化工新材料、电子、能源等行业的高速发展。
二,行业前景
1.贵金属催化剂行业受益于国家支持
作为新材料产业的重要组成部分,贵金属催化剂受益于国家及地方政府对新材料行业研发升级和产业化的直接支持,发展前景良好。2017年,“十三五”规划中提出要催化领域中获得重大原始创新和重要应用成果;2018年,贵金属催化材料被列入《战略性新兴产业分类(2018)》重点产品和服务目录。
2.下游应用领域前景良好,推动行业需求增长
1)医药
我国原料药市场内需刚性增加:1)大人口基数+人口老龄化加剧提升医疗卫生需求;2)国内“4+7”带量采购、药品关联审评和一致性评价政策的实施,使得更多疗效确切品种实现迅速放量,从而拉动原料药放量。
综合出口和内需情况,预计未来我国原料药及医药中间体的生产和出口规模将继续扩容和增长,良好的发展前景还将直接传到上游原料行业,刺激贵金属催化剂市场的需求。
2)OLED化工新材料
OLED器件的上游材料为液晶单体,近年来发展迅猛,生产过程中用到大量贵金属催化剂。2019年中国OLED产值规模达到216.2亿美元,2020年将达266.3亿美元,2021年将突破300亿美元,达到312.4亿美元。在该领域,国外催化剂产品市场占有率较高,但是随着精细化工业发展和本土贵金属催化剂成本优势实现对进口贵金属催化剂的替代,国内供应商西安凯立、陕西瑞科、格林凯默等生产的催化剂应用必将逐年提升。
3)农药
研发新药大量使用贵金属催化剂:在农药原料和中间体生产中也需要广泛使用贵金属催化剂,尤其是近几年研发的新药大量使用贵金属催化剂,而且种类多样。如康宽、茚虫威、麦草畏、呋虫胺、氟胺草酯、唑啉草酯、啶酰菌胺、联苯菊酯等。目前,农药催化剂年用量大约50吨左右,未来5年,随着新农药的不断应用,农药领域贵金属催化剂年用量预计将达到100吨以上。
4)新能源
燃料电池是铂金属催化剂重要的潜在消费市场,燃料电池堆是整个燃料电池产业链的核心,主要由双极板、催化剂、膜电极、质子交换膜等构成,其中催化剂和双极板的成本占比最高,分别约为36%和23%。国家近年来重点支持氢燃料电池汽车,推动产业化发展,根据中国汽车工程学会的数据,到2030年,中国燃料电池汽车的规模将达到百万辆,预计将会带来大量的铂金属催化剂需求。
三,发展趋势
贵金属催化剂向专用化、低含量、高性能、连续化、绿色化、新型化发展。
1.专用化
催化剂与反应工艺和工程条件匹配度越高,生产效率就越高。精细化工行业催化反应复杂,不同厂家工艺及操作差异较大,对催化剂的匹配性要求更高,将迫使催化剂企业提供专一性更高的催化剂产品。定制化和专用化是未来贵金属催化剂发展的大趋势。
2.低含量
基础化工和环保用贵金属催化剂虽然含量普遍较低(千分之几),但催化剂用量巨大,降低贵金属含量的意义重大;精细化工用贵金属催化剂贵金属含量普遍较高(百分之几),降低的空间较大。随着催化剂制备技术以及工程应用技术的发展,低含量贵金属催化剂必将成为未来发展趋势。
3.高性能
高活性、高选择性、高稳定性是催化剂及催化技术发展的永恒目标。随着现代科学和新的表征技术、计算化学、人工智能、高通量筛选等技术的发展,人们对催化剂的理论认识会更加深入,催化剂制备技术将向设计合成科学发展,催化剂性能将大幅提高。
4.连续化
随着人们对安全、环保、效率的重视,近几年精细化工向连续化发展趋势明显,多个产品的连续化生产已经成功实施。配套使用的贵金属催化剂连续化技术将是未来的发展趋势。
5.绿色化
贵金属催化剂制备过程将向低能耗、绿色环保化发展,主要体现在避免或减少有毒有害原材料、助剂、溶剂等的使用,使用的原辅料在废旧贵金属催化剂回收过程中易于分解和处理等。
6.新型化
由于贵金属资源稀缺,价格昂贵,新型催化材料的开发如石墨烯、新型分子筛、固体酸、绿色氧化催化剂、离子液体、高效光催化剂、复合催化材料等;以及贵金属-非贵金属混合催化技术、纳米稀土材料催化技术等都是目前的研究热点方向。
1.投资策略:
作为有机工业的“心脏”,贵金属催化剂可应用的场景非常丰富。加之近年来,随着我国贵金属催化剂企业生产技术的进步以及下游需求的增加,我国贵金属催化剂行业获得快速发展,不断实现贵金属催化剂产品的进口替代。