共价有机框架材料(COFs)

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【基础化工】COFs:高性能结晶性多孔高分子材料,新能源等领域应用前景可期——COFs行业动态报告(赵乃迪/蔡嘉豪)
光大证券研究· 2025-07-17 14:31
COFs材料技术特性 - COFs是由有机分子通过共价键连接形成的结晶性多孔高分子材料 具有规则有序的纳米孔道 高比表面积和优异的热化学稳定性 [2] - COFs可分为二维和三维两类 结构可通过有机单体精准调控 兼具轻质 高孔隙率和功能可设计性等优势 [2] - COFs通过溶剂热法 离子热法等合成 能耐受500-600℃高温并保持稳定性 代表了多孔材料从无机到有机 从无序到有序的演进趋势 [2] COFs应用领域 - 在新能源领域 COFs作为高效电极材料显著提升了电池的能量转换效率 [3] - 环境治理方面 COFs的超高吸附选择性和容量为水处理和空气净化提供了全新解决方案 [3] - 生物医药应用中 COFs的大载药量和可控释放特性开创了靶向治疗新途径 [3] - 气体分离与存储领域 COFs的规则孔道结构实现了对特定气体的高效捕获与富集 [3] COFs产业化进展 - 固态电池用COFs市场规模将从2024年的0.05亿美元增至2031年的0.61亿美元 年复合增长率35% [4] - 宝丽迪当前产能10吨/年 计划扩产至200吨/年 采用南开大学张振杰团队的熔融绿色合成技术实现无溶剂吨级量产 [4] - 宝丽迪通过多项专利和先发量产优势占据市场主导地位 产品应用于核废料处理 VOCs治理等领域 [4] - 宁德时代也在积极布局COFs材料产业化 已申请多项COFs在电池隔膜领域的应用专利 [4]
COFs:高性能结晶性多孔高分子材料,新能源等领域应用前景可期
光大证券· 2025-07-17 02:38
报告行业投资评级 - 基础化工行业投资评级为增持(维持) [5] 报告的核心观点 - COFs是具有精确可调孔道和表面功能的新型多孔晶体材料 凭借独特分子设计性和优异性能 在能源存储、环境治理、生物医药等领域有广阔应用前景 持续看好其未来发展前景 [4][44] 根据相关目录分别进行总结 COFs结构设计持续精进,合成方法革新推动产业化突破 - COFs是由有机分子以共价键连接的结晶性多孔高分子材料 属于功能材料 其发展代表多孔材料从无机到有机、从无序到有序的演进 [1][13] - POFs通常分为超交联聚合物、自具微孔聚合物、共轭微孔聚合物和共价有机框架四大类 COFs以有机分子为基本单元 通过动态共价键有序连接而成 [14] - COFs通过动态共价化学形成 可逆性有助于纠正堆叠错误和修复结构缺陷 具有高度有序结构和优异特性 可通过拓扑设计预先规划和预测结构 有明显优势 [16] - COFs主要分为二维和三维两类 可通过合理搭配平面连接子和立体连接子合成 [19] - COFs主要制备方法有溶剂热合成法、离子热合成法、微波法合成、表面生长法和机械合成法 各有优劣 [25][26] COFs跨领域应用加速落地,新能源与生命科学领域释放增长潜能 - COFs以独特可设计晶体结构和卓越理化性能 在多个领域引发技术革命 可实现孔径、表面化学性质和电子结构自由调控 有传统多孔材料难以企及的性能优势 [2] - 在新能源领域 COFs作为高效电极材料可提升电池能量转换效率 如在固态电池中可作固态电解质等 还能解决锂枝晶刺穿和快充瓶颈问题 且在氢能存储方面有高储氢密度潜力 [2][34] - 在环境治理方面 COFs可选择性吸附放射性离子 用于核污染处理 在海水淡化中表现出色 能耗相比传统反渗透技术降低30% [36] - 在生物医药领域 COFs孔道结构适合作为药物载体 能负载抗癌药物并靶向释放 还能检测重金属离子 灵敏度可达ppb级 [38] - 在气体存储与分离领域 COFs对气体的吸附原理同活性炭类似 能实现能源存储和气体分离 [41] COFs材料产业化破局,无溶剂合成技术打通200吨产能路径 - 未来COFs材料需求将稳步增长 QYResearch预测固态电池用COFs市场规模将从2024年的0.05亿美元增至2031年的0.61亿美元(CAGR 35%) [3][42] - 宝丽迪与南开大学张振杰教授合作设立耀科新材料 基于熔融绿色合成技术实现COFs材料无溶剂吨级量产 产品应用于多个领域 [42][43] - 耀科公司已成功研发多个系列COFs超级吸附剂产品 正在规划建设年产能200吨的产线 宁德时代等企业加速布局COFs电池应用领域 多场景商业化验证推动行业发展 [43] 投资建议 - 建议关注宝丽迪 其是国内纤维母粒龙头 与南开大学张振杰教授合作推进COFs材料量产与商业化进程 合资公司耀科新材料已实现吨级量产 正在规划建设200吨产能产线 [4][44]