气体吸附分析仪器的发展情况与竞争格局
思瀚产业研究院 国仪量子    2025-12-11

1、气体吸附分析仪器的原理与应用

气体吸附分析仪器是一种用于测量材料比表面积、孔径结构及其吸附特性的设备。由于气体分子具有在固体材料的表面和孔隙中物理吸附的特性，材料表面积越大，吸附的气体量越多。因此，通过让气体在不同压力和温度下与样品接触，测量气体的吸附量和脱附量，气体吸附分析仪器能够分析材料的表面特性如比表面积和孔径等，从而有效评价催化剂、吸附剂及其他多孔物质的性能，如炭黑的表面特性直接影响橡胶的强度和耐磨性，孔径分布直接影响催化剂的化学活性等等。

近年来，随着材料科学、化学工程、制药和环境科学等领域快速发展，其研发和生产过程对材料的表面积和孔径分布检测的要求不断提高，对高精度和高效能气体吸附分析仪器的需求亦不断扩容。气体吸附仪器的主要应用场景如下表所示：

电池材料：石墨、磷酸铁锂、锰酸锂、钴酸锂、三元材料等正负极材料等。应用示例：在锂离子电池中，活性材料的比表面积是一个关键参数。高比表面积可以提供更多的反应位点，从而提高电池的容量和性能。气体吸附仪器通过测定材料的比表面积，帮助优化正极材料（如钴酸锂、磷酸铁锂）和负极材料（如石墨、硅基材料）的结构。

石化材料：炭黑、白炭黑、钛白粉、氧化铝、分子筛催化剂、树脂、碳纤维等。应用示例：气体吸附仪器用于测定炭黑的比表面积，以评估其作为橡胶增强剂的性能。高比表面积的炭黑能够提高橡胶的强度、耐磨性和导电性。

医疗药品：蒙脱石散，硬脂酸镁、微粉硅胶和滑石粉等润滑剂，淀粉类、糖类等稀释剂，氢氧化铝等药用辅料。应用示例：蒙脱石散被用作药物载体，控制药物释放速率和提高药物稳定性。气体吸附仪器用于测定其表面积和孔径结构，帮助优化药物分子的吸附和释放特性，确保药物的有效传递和释放。

环保材料：松木、活性炭、竹炭化学炭各种碳材料，沸石分子筛等。应用示例：活性炭广泛用于水处理工艺中，用于去除有机污染物、氯、重金属和异味。气体吸附仪器用于测定活性炭的比表面积和孔径分布，以评估其吸附能力。高比表面积和适宜的孔径分布有助于提高其吸附效果和处理效率。

纳米材料：MOF 材料、碳纳米管、石墨烯等。应用示例：MOF 材料因其高比表面积和可调控孔径，被广泛研究用于气体储存（如氢气、甲烷和二氧化碳）。气体吸附仪器用于测定 MOF 材料的吸附等温线，评估其气体储存容量和热力学性质。

其他粉末、颗粒材料：氧化镁、氧化锆、氧化钙、金属粉末、陶瓷、矿粉等。应用示例：氧化镁因其高表面积和独特的表面性质，被广泛用作催化剂载体。气体吸附仪器用于测定氧化镁的比表面积和孔径分布，评估其在不同催化反应中的性能。例如，在甲烷部分氧化反应中，优化氧化镁的表面积和孔径结构可以提高催化剂的活性和选择性。

2、气体吸附分析仪器的市场规模与竞争格局

根据 Valuates 和瑞林咨询的市场调研结果显示，2024 年，全球气体吸附分析仪器市场规模约为 22.01 亿元人民币，预计到 2031 年将达到 26.06 亿元人民币，预测期内复合年均增长率为 2.43%。鉴于国内和全球新能源汽车及动力电池行业仍保持较高增速，在电池材料检测领域有着广泛应用前景的气体吸附仪器市场规模有望快速增长。

气体吸附分析仪器涉及高精度传感器、精密控制技术等，国内相关仪器研制起步较晚，当前国内市场仍由麦克默瑞提克、安东帕等国际仪器巨头占据主要份额，国产替代空间广阔。