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吸附分离技术是工业领域的一项基础技术,主要是在多组分液相环境选择性地分离特定组分。作为一种可以实现高效提取、浓缩和精制的重要分离手段,其在下游生产过程中起到分离、纯化的作用,在生物医药、金属提取、食品加工、环保、化工、水处理等领域获得广泛应用。
吸附分离材料是功能高分子材料的一种,可通过其自身具有的精确选择性,以交换、吸附等功能来实现浓缩、分离、精制、提纯、净化、脱色等物质分离及纯化的目的。吸附分离材料既有吸附能力,又有精确选择性,在与混合物接触时能够吸附其中的目标物而不吸附另一些物质,或者对不同的物质具有不同的吸附力,从而在下游用户的生产工艺流程中发挥特殊的选择性吸附、分离和纯化等功能。吸附分离材料按主要应用领域划分如下:
(1)湿法冶金:湿法冶金是指金属矿物原料在酸性介质或碱性介质的水溶液中进行化学处理、有机溶剂萃取、分离杂质、提取金属及其化合物的过程。树脂吸附法是湿法冶金技术中的重要工艺之一,与其他工艺相比,提取效率和经济性更高。吸附分离材料能从稀溶液中吸附、富集金属离子,并对混合的金属离子具有不同的选择性,因而特别适用于从低品位矿物、尾矿的浸液或矿浆中提取分离金属,同时在分离性能相近的金属方面起着至关重要的作用。随着矿石品位的不断降低和对环境保护的要求日趋严格,吸附法湿法冶金工艺在有色金属、稀有金属及贵金属的冶炼过程中的地位越来越重要,在复杂、低品位矿石资源的开发利用、有价金属的综合回收以及加强冶炼过程的环境保护等方面,具有突出的优越性。
(2)生物医药:在生物医药领域,公司提供西药专用吸附材料、固定化酶载体、中药及植物有效成分提取专用吸附材料、固相合成载体、层析介质等。西药专用吸附材料用于西药原料药和中间体的提纯分离,其中头孢系列树脂打破国外垄断,提供稳定、性能优良的医药级专用吸附材料产品;固定化酶载体突破 7-ACA 酶法工艺产业化,实现里程碑式技术革新,解决了化学法生产带来的环境污染问题,降低了企业的生产成本,促进了产业升级。中药及植物提取树脂提取分离中草药和植物中的生物碱类、多酚类、黄酮类、皂甙类等有效成分,实现精制纯化,表现出吸附量大、分离纯度高、强度好的特点,并可对色素和杂质进行脱除,可根据客户具体产品定向开发专用纯化分离树脂,实现连续生产;固相合成载体用于多肽药物合成,拥有丰富的产品品系;层析介质用于疫苗、血液制品、重组蛋白质、抗体等生物蛋白、核酸、病毒等的分离纯化。
(3)食品加工:在食品加工应用领域,国内优势企业主要从事氨基酸、有机酸主要用于浓缩果汁质量控制及深加工。推动了国内浓缩果汁深加工的产业升级。
(4)环保:在环保应用领域,环保系列吸附分离材料特别适用于重度污染的有机废水、重金属污染废水的资源化治理,在解决环保问题的同时,为下游用户发掘新的利润增长点。环保系列吸附分离材料广泛应用于化工、染料、农药、医药等行业,协助用户取得良好的经济效益和社会效益。公司开发的 LXQ 系列废气VOCs(挥发性有机物)吸附分离材料用于中低浓度 VOCs 的分离回收,包括烷烃、卤代烃、芳烃及低碳醇、酮类、酯类等有机物。二氧化碳专用吸附材料用于二氧化碳捕捉,对于“碳中和”尤其具有意义。
(5)化工催化:在化工应用领域,主要提供离子膜烧碱专用树脂、双氧水、多晶硅、MTBE 等。
(6)水处理:工业水处理是吸附分离技术的传统应用领域,相关技术已经较为成熟。伴另外,近年来在人均收入提升、消费升级的趋势之下,中国饮用水净水机市场出现爆发式增长,对吸附分离材料产品需求空间增大。
中金企信国际咨询公布《2021-2027年中国吸附分离材料行业市场研究及深度专项调查投资预测报告》
产业政策及市场空间:吸附分离材料行业获得国家产业政策支持,各国竞相发展。吸附分离材料作为一种新材料,在国民经济中起着重要作用,是《中国制造2025》、《战略性新兴产业分类(2018)》、《新材料产业发展规划指南》等国家战略重点支持发展的功能性高分子材料,对下游客户提质增效、成本控制、节能减排、资源化回收利用起着重要手段。作为应用广泛的朝阳行业,吸附分离技术成为新一轮高新技术发展的重要方向,各国竞相大力支持、重点发展。《麻省理工科技评论》每年发布“十大突破性技术”,如2021年的mRNA疫苗、锂金属电池,2020年的抗衰老药物、个性化药物,2019年的捕捉二氧化碳、核能新浪潮等,吸附分离技术在这些生物技术、新能源、环保产业均为其核心关键环节,也是公司提前布局的业务方向。吸附分离材料行业市场空间广阔。随着经济不断发展、人们生活水平进一步提高以及国家对食品医药安全标准、环境保护标准的日趋严格化,吸附分离材料的传统应用市场随之稳步扩大。中国是制造业大国,下游应用领域的巨大需求量,形成了吸附分离材料广阔的市场空间。
吸附分离技术的下游成熟领域市场稳定增长。伴随经济结构调整和产业升级,传统行业工艺技术和水平的不断提高,下游客户和消费者对产品精度和纯度的要求越来越高,吸附分离技术在食品、化工等传统领域市场需求继续保持高速增长,尤其是来自新兴国家和地区产业升级带来的市场需求增速较好。吸附分离技术的新兴领域需求旺盛。新兴产业技术进步带来了多个细分领域的新需求,随着吸附分离技术研究的不断深入,其应用范围、应用领域和应用数量都呈现快速递增的趋势。例如:在新能源汽车行业,快速发展的动力汽车推动了锂、镍、钴的需求,带来该类资源开发和回收产业的新技术创新;在半导体、电子元器件行业,第三代半导体对金属镓需求旺盛,同时,产业升级要求产品品质提升,对纯化技术提出更高要求;在生命科学领域,对药品、疫苗、血液制品、重组蛋白质、抗体等的纯度提出更高的要求。这些新兴领域对分离、纯化技术更高、更细分的要求将引导行业逐步向定制化、系统装置和集成服务模式发展。新技术快速爆发式进步,带来更大、更尖端需求,拥有技术创新和快速响应机制的企业将迎来巨大的机遇。
日益紧迫的环保压力促进了吸附分离材料产业的发展。随着国民经济建设和社会生活的快速发展,日益严重的环境污染问题尤其是大气污染和水环境污染问题越来越受到全社会的广泛关注,具有环境净化功能的吸附分离树脂对于大气污染控制、工业废水等水污染控制和改善环境具有重大意义。该类材料有效应用于烟气脱硫、工业废水中有机污染物的处理、重金属污染治理以及资源化处理等方面。“十四五”将 VOCs 作为空气质量监测指标,对废气处理吸附材料和装置的需求快速增加,“碳达峰”、“碳中和”加速了对二氧化碳捕捉技术和产品的需求。面对日益紧迫的环保压力和成本降低需求,以资源化回收优势兼具废水废气处理的吸附材料及技术成为最优方案,因而得以快速发展。