碳硼烷,指由碳、硼和氢原子组成的笼状簇合物。碳硼烷具备化学稳定性好、热稳定性佳、能量密度高、毒性低、电学性能好等特点,在生物医学、航空航天、核工业、半导体制造、新能源、光催化剂等众多领域拥有巨大应用潜力。
碳硼烷类型丰富。按照笼型结构大小不同,碳硼烷可分为二十面体碳硼烷、中型碳硼烷、小而开放式碳硼烷、小闭式碳硼烷等;按照碳原子数量不同,可分为二碳碳硼烷以及单碳碳硼烷等。中型碳硼烷包括C2B9H11、C2B8H10、C2B6H8以及C2B7H四种异构体,具备极佳热稳定性以及电子效应,在有机化学领域应用较多。
碳硼烷制备方法主要包括溶剂热合成法、金属催化法、乙炔与硼烷反应法三种。目前,溶剂热合成法仅在实验室开发过程中有所应用,未实现工业化生产;金属催化法指以硼烷与烃类化合物为原材料,加入铂、钯等金属催化剂,经充分反应、提纯等流程制得成品;乙炔与硼烷反应法为碳硼烷传统制备方法,具备技术成熟度高、运行成本低等优势,但其副产物较多。目前,受技术壁垒高、生产成本高等因素限制,我国高纯度碳硼烷产能较低,这是行业发展面临的主要挑战。
根据新思界产业研究中心发布的《
2025-2030年中国碳硼烷行业市场深度调研及发展前景预测报告》显示,碳硼烷在众多领域拥有巨大应用潜力,主要包括生物医学、航空航天、核工业、半导体制造、新能源、光催化剂等。在生物医学领域,碳硼烷可用于硼中子捕获疗法(BNCT)中;在航空航天领域,其具备轻量化、耐高温等优势,可用于制造航天器隔热层以及火箭发动机喷管;在核工业领域,其可用于制造核反应堆中子吸收材料;在半导体制造领域,其可用于制备氢燃料电池。
全球碳硼烷市场主要集中于欧美以及日本等国,代表企业包括美国Olin公司、捷克Katchem公司、日本碳素株式会社(Nippon Carbon)等。在本土方面,我国碳硼烷行业尚处于起步阶段,具备其规模化生产实力的企业数量较少。
新思界
行业分析人士表示,碳硼烷作为一种笼状簇合物,应用潜力巨大,行业发展前景较好。未来伴随技术进步以及应用需求日益旺盛,我国碳硼烷产量及质量将得到进一步提升。目前,我国碳硼烷行业尚处于起步阶段,以实验室研发为主。未来伴随本土企业持续发力,我国碳硼烷行业发展速度将进一步加快。