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文档简介

1、泓域咨询/年产xx碳纳米管项目策划方案年产xx碳纳米管项目策划方案泓域咨询 MACRO摘要CNT是一种新型碳结构材料,微观外形是同轴圆管,管壁为数层呈正六边形结构的碳原子,碳纳米管是由单层或多层的石墨烯层围绕中心轴按一定的螺旋角卷曲而成的无缝纳米级管状石墨晶体,最早于1991年由日本电子公司(NEC)的饭岛博士发现。基本单元为六边形碳环结构,一般径向尺寸(沿管)为微米量级,轴向尺寸(横截面)为纳米级,因此被称为碳纳米管。CNT具有优异的电学、力学、化学等性能,在多项领域中显示出巨大的应用潜能。该碳纳米管项目计划总投资13996.88万元,其中:固定资产投资10416.51万元,占项目总投资的7

2、4.42%;流动资金3580.37万元,占项目总投资的25.58%。达产年营业收入33476.00万元,总成本费用25756.93万元,税金及附加291.23万元,利润总额7719.07万元,利税总额9075.00万元,税后净利润5789.30万元,达产年纳税总额3285.70万元;达产年投资利润率55.15%,投资利税率64.84%,投资回报率41.36%,全部投资回收期3.92年,提供就业职位580个。项目报告所承载的文本、数据、资料及相关图片等,均出自于为潜在投资者或审批部门披露可信的项目建设信息之目的,报告客观公正地展现建设项目的现状市场及发展趋势,不含任何明示性或暗示性的条件,也不构

3、成决策时的主导和倾向性意见。经项目承办单位法定代表人审查并提供给报告编制人员的项目基本情况、初步设计规划及基础数据等技术资料和财务资料,不存在任何虚假记载、误导性陈述,公司法定代表人已经郑重承诺:对其内容的真实性、准确性、完整性和合法性负责,并愿意承担由此引致的全部法律责任。碳纳米管因其优异的性质,广泛应用于力学、能源、纳米器件、电子器件、传感器、催化等领域,其中在超级电容器领域已经实现产业化。报告主要内容:项目总论、项目建设必要性分析、产业研究分析、项目规划方案、选址方案、土建工程方案、工艺技术方案、环境影响分析、职业安全、项目风险说明、节能方案分析、实施安排方案、项目投资方案、经济收益分析

4、、总结说明等。年产xx碳纳米管项目策划方案目录第一章 项目总论第二章 项目建设必要性分析第三章 产业研究分析第四章 项目规划方案第五章 选址方案第六章 土建工程方案第七章 工艺技术方案第八章 环境影响分析第九章 职业安全第十章 项目风险说明第十一章 节能方案分析第十二章 实施安排方案第十三章 项目投资方案第十四章 经济收益分析第十五章 项目招投标方案第十六章 总结说明第一章 项目总论一、项目承办单位基本情况(一)公司名称xxx有限公司(二)公司简介公司坚持“以人为本,无为而治”的企业管理理念,以“走正道,负责任,心中有别人”的企业文化核心思想为指针,实现新的跨越,创造新的辉煌。热忱欢迎社会各界

5、人士咨询与合作。公司始终坚持 “服务为先、品质为本、创新为魄、共赢为道”的经营理念,遵循“以客户需求为中心,坚持高端精品战略,提高最高的服务价值”的服务理念,奉行“唯才是用,唯德重用”的人才理念,致力于为客户量身定制出完美解决方案,满足高端市场高品质的需求。公司秉承以市场的为导向,坚持自主创新、合作共赢。同时,以产业经营为主体,以技术研究和资本经营为两翼,形成“产业+技术+资本”相生互动、良性循环的业务生态效应。经过多年的发展与积累,公司建立了较为完善的治理结构,形成了完整的内控制度。公司高度重视技术人才的培养和优秀人才的引进,已形成一支多领域、高水平、稳定性强、实战经验丰富的研发管理团队。公

6、司团队始终立足自主技术创新,整合公司市场采购部门、营销部门的资源,将供应市场的知识和经验结合到研发过程,及时响应市场和客户的需求,打造公司研发队伍的核心竞争优势。强有力的人才队伍对公司持续稳健发展具有重大的支持作用。(三)公司经济效益分析上一年度,xxx(集团)有限公司实现营业收入31138.91万元,同比增长16.59%(4430.03万元)。其中,主营业业务碳纳米管生产及销售收入为28966.01万元,占营业总收入的93.02%。上年度主要经济指标序号项目第一季度第二季度第三季度第四季度合计1营业收入6539.178718.898096.127784.7331138.912主营业务收入60

7、82.868110.487531.167241.5028966.012.1碳纳米管(A)2007.342676.462485.282389.709558.782.2碳纳米管(B)1399.061865.411732.171665.556662.182.3碳纳米管(C)1034.091378.781280.301231.064924.222.4碳纳米管(D)729.94973.26903.74868.983475.922.5碳纳米管(E)486.63648.84602.49579.322317.282.6碳纳米管(F)304.14405.52376.56362.081448.302.7碳纳米管(

8、.)121.66162.21150.62144.83579.323其他业务收入456.31608.41564.95543.232172.90根据初步统计测算,公司实现利润总额7123.77万元,较去年同期相比增长1675.01万元,增长率30.74%;实现净利润5342.83万元,较去年同期相比增长654.02万元,增长率13.95%。上年度主要经济指标项目单位指标完成营业收入万元31138.91完成主营业务收入万元28966.01主营业务收入占比93.02%营业收入增长率(同比)16.59%营业收入增长量(同比)万元4430.03利润总额万元7123.77利润总额增长率30.74%利润总额增

9、长量万元1675.01净利润万元5342.83净利润增长率13.95%净利润增长量万元654.02投资利润率60.66%投资回报率45.50%财务内部收益率29.69%企业总资产万元25031.18流动资产总额占比万元39.06%流动资产总额万元9776.39资产负债率28.92%二、项目建设符合性(一)产业发展政策符合性由xxx有限公司承办的“年产xx碳纳米管项目”主要从事碳纳米管项目投资经营,其不属于国家发展改革委产业结构调整指导目录(2011年本)(2013年修正)有关条款限制类及淘汰类项目。(二)项目选址与用地规划相容性年产xx碳纳米管项目选址于某新区,项目所占用地为规划工业用地,符合

10、用地规划要求,此外,项目建设前后,未改变项目建设区域环境功能区划;在落实该项目提出的各项污染防治措施后,可确保污染物达标排放,满足某新区环境保护规划要求。因此,建设项目符合项目建设区域用地规划、产业规划、环境保护规划等规划要求。(三)“三线一单”符合性1、生态保护红线:年产xx碳纳米管项目用地性质为建设用地,不在主导生态功能区范围内,且不在当地饮用水水源区、风景区、自然保护区等生态保护区内,符合生态保护红线要求。2、环境质量底线:该项目建设区域环境质量不低于项目所在地环境功能区划要求,有一定的环境容量,符合环境质量底线要求。3、资源利用上线:项目营运过程消耗一定的电能、水,资源消耗量相对于区域

11、资源利用总量较少,符合资源利用上线要求。4、环境准入负面清单:该项目所在地无环境准入负面清单,项目采取环境保护措施后,废气、废水、噪声均可达标排放,固体废物能够得到合理处置,不会产生二次污染。三、项目概况(一)项目名称年产xx碳纳米管项目碳纳米管具有独特的导电性、很高的热稳定性和本征迁移率,比表大,微孔集中在一定范围内,满足理想的超级电容器电极材料的要求。碳纳米管的电磁效应同样存在着两端正负极场和单极粒子的特质性质,前者是以复合量子态的存在,是在下面第5行成复合材料人们的生活应用,而后着的单极碳粒子的性质是可以组成粒子点阵跃迁跳跃的纳米线,它的能效要有更高的辐射能量存在。迄今为止发现的碳材料里

12、,石墨烯倍受关注,然而想要大规模制备以及产业化,短时间内又很难实现。相比之下,碳纳米管成为目前使用最为充分的新型纳米材料。(二)项目选址某新区(三)项目用地规模项目总用地面积40867.09平方米(折合约61.27亩)。(四)项目用地控制指标该工程规划建筑系数57.27%,建筑容积率1.59,建设区域绿化覆盖率7.48%,固定资产投资强度170.01万元/亩。(五)土建工程指标项目净用地面积40867.09平方米,建筑物基底占地面积23404.58平方米,总建筑面积64978.67平方米,其中:规划建设主体工程41169.13平方米,项目规划绿化面积4859.46平方米。(六)设备选型方案项目

13、计划购置设备共计120台(套),设备购置费3671.58万元。(七)节能分析1、项目年用电量929281.09千瓦时,折合114.21吨标准煤。2、项目年总用水量19081.39立方米,折合1.63吨标准煤。3、“年产xx碳纳米管项目投资建设项目”,年用电量929281.09千瓦时,年总用水量19081.39立方米,项目年综合总耗能量(当量值)115.84吨标准煤/年。达产年综合节能量30.79吨标准煤/年,项目总节能率26.96%,能源利用效果良好。(八)环境保护项目符合某新区发展规划,符合某新区产业结构调整规划和国家的产业发展政策;对产生的各类污染物都采取了切实可行的治理措施,严格控制在国

14、家规定的排放标准内,项目建设不会对区域生态环境产生明显的影响。(九)项目总投资及资金构成项目预计总投资13996.88万元,其中:固定资产投资10416.51万元,占项目总投资的74.42%;流动资金3580.37万元,占项目总投资的25.58%。(十)资金筹措该项目现阶段投资均由企业自筹。(十一)项目预期经济效益规划目标预期达产年营业收入33476.00万元,总成本费用25756.93万元,税金及附加291.23万元,利润总额7719.07万元,利税总额9075.00万元,税后净利润5789.30万元,达产年纳税总额3285.70万元;达产年投资利润率55.15%,投资利税率64.84%,投

15、资回报率41.36%,全部投资回收期3.92年,提供就业职位580个。(十二)进度规划本期工程项目建设期限规划12个月。认真做好施工技术准备工作,预测分析施工过程中可能出现的技术难点,提前进行技术准备,确保施工顺利进行。选派组织能力强、技术素质高、施工经验丰富、最优秀的工程技术人员和施工队伍投入本项目施工。四、项目评价1、本期工程项目符合国家产业发展政策和规划要求,符合某新区及某新区碳纳米管行业布局和结构调整政策;项目的建设对促进某新区碳纳米管产业结构、技术结构、组织结构、产品结构的调整优化有着积极的推动意义。2、xxx(集团)有限公司为适应国内外市场需求,拟建“年产xx碳纳米管项目”,本期工

16、程项目的建设能够有力促进某新区经济发展,为社会提供就业职位580个,达产年纳税总额3285.70万元,可以促进某新区区域经济的繁荣发展和社会稳定,为地方财政收入做出积极的贡献。3、项目达产年投资利润率55.15%,投资利税率64.84%,全部投资回报率41.36%,全部投资回收期3.92年,固定资产投资回收期3.92年(含建设期),项目具有较强的盈利能力和抗风险能力。4、改革开放40年来,民间投资和民营经济由小到大、由弱变强,已日渐成为推动我国经济发展、优化产业结构、繁荣城乡市场、扩大社会就业的重要力量。从投资总量占比看,2012年以来,民间投资占全国固定资产投资比重已连续5年超过60%,最高

17、时候达到65.4%;尤其是在制造业领域,目前民间投资的比重已经超过八成,民间投资已经成为投资的主力军。从促进产业发展看,民营企业机制灵活、贴近市场,在优化产业结构、推进技术创新、促进转型升级等方面力度很大,成效很好。据统计,我国65%的专利、75%以上的技术创新、80%以上的新产品开发,是由民营企业完成的。从吸纳就业看,民营经济作为国民经济的生力军是就业的主要承载主体。全国工商联统计,城镇就业中,民营经济的占比超过了80%,而新增就业贡献率超过了90%。从经济的贡献看,截至2017年底,我国民营企业的数量超过2700万家,个体工商户超过了6500万户,注册资本超过165万亿元,民营经济占GDP

18、的比重超过了60%,撑起了我国经济的“半壁江山”。同时,民营经济也是参与国际竞争的重要力量。综上所述,项目的建设和实施无论是经济效益、社会效益还是环境保护、清洁生产都是积极可行的。五、主要经济指标主要经济指标一览表序号项目单位指标备注1占地面积平方米40867.0961.27亩1.1容积率1.591.2建筑系数57.27%1.3投资强度万元/亩170.011.4基底面积平方米23404.581.5总建筑面积平方米64978.671.6绿化面积平方米4859.46绿化率7.48%2总投资万元13996.882.1固定资产投资万元10416.512.1.1土建工程投资万元5353.882.1.1.

19、1土建工程投资占比万元38.25%2.1.2设备投资万元3671.582.1.2.1设备投资占比26.23%2.1.3其它投资万元1391.052.1.3.1其它投资占比9.94%2.1.4固定资产投资占比74.42%2.2流动资金万元3580.372.2.1流动资金占比25.58%3收入万元33476.004总成本万元25756.935利润总额万元7719.076净利润万元5789.307所得税万元1.598增值税万元1064.709税金及附加万元291.2310纳税总额万元3285.7011利税总额万元9075.0012投资利润率55.15%13投资利税率64.84%14投资回报率41.3

20、6%15回收期年3.9216设备数量台(套)12017年用电量千瓦时929281.0918年用水量立方米19081.3919总能耗吨标准煤115.8420节能率26.96%21节能量吨标准煤30.7922员工数量人580第二章 项目建设必要性分析一、碳纳米管项目背景分析CNT是一种新型碳结构材料,微观外形是同轴圆管,管壁为数层呈正六边形结构的碳原子,碳纳米管是由单层或多层的石墨烯层围绕中心轴按一定的螺旋角卷曲而成的无缝纳米级管状石墨晶体,最早于1991年由日本电子公司(NEC)的饭岛博士发现。基本单元为六边形碳环结构,一般径向尺寸(沿管)为微米量级,轴向尺寸(横截面)为纳米级,因此被称为碳纳米

21、管。CNT具有优异的电学、力学、化学等性能,在多项领域中显示出巨大的应用潜能。传统导电剂价格低但大量依赖进口,新型导电剂国内技术开发处于第一梯队,锂电池目前常用的导电剂主要包括传统导电剂(如炭黑、导电石墨、碳纤维等)和新型导电剂(如碳纳米管、石墨烯及其混合导电浆料等),炭黑是目前最为广泛使用的导电剂,价格低廉但较大依赖进口。CNT在导电剂领域主要增长源自于两点,一是新能源汽车需求增长,二是正极导电剂中渗透率提升+硅碳负极导电剂应用。从我国新能源汽车产销量来看,据统计,截至2020年7月,我国新能源汽车累计产量49.6万辆,同比下降31.7%,累计销量为48.6万辆,同比下降32.8%。动力电池

22、方面,据统计,2019年我国动力电池装机量为62.4Gwh,同比增长9.47%,出货量为71Gwh,同比增长9.23%。随着碳纳米管导电浆料在动力锂电池领域的不断渗透,将逐渐替代炭黑成为动力锂电池的主流导电剂。预计到2023年,碳纳米管导电浆料在动力锂电池领域的渗透率将达82.20%,同比2018年提高50.40%。随着高端智能手机、可穿戴设备、无人机等对数码电池导电性能要求的提升,碳纳米管导电浆料在数码电池领域的渗透率未来有望呈现稳定增长趋势。2018年碳纳米管导电浆料在数码电池中渗透率达18.0%,预计到2023年将达31.9%。在碳纳米管等新型导电剂出现前,传统导电剂在锂电池中应用相当成

23、熟,市场份额主要在Cabot、TIMCAL、LION、日本电气化学、日本昭和电工等国外企业手中,中国市场导电剂长期依赖进口。而国产碳纳米管导电剂的问世改变了锂电池导电剂依赖进口的局面,根据高工锂电统计,2018年我国锂电池导电剂行业国产化率为31%,同比提升3个百分点,未来替代空间依然巨大。一般而言,导电剂添加量为正极或负极重量的1%-3%。炭黑在正极材料中的添加量一般为3%左右,而碳纳米管、石墨烯等新型导电剂的添加量可降低至0.5%1%左右,达到同样的导电效果,碳纳米管的用量仅为炭黑的1/61/2。2018年传统炭黑导电剂(SP)为5.0-6.5万元/吨,而碳纳米管导电剂价格为45-55万元

24、/吨,单价为炭黑单价的10倍。但由于掺杂量较小,落实到单位成本,碳纳米管仅是炭黑单位成本的1.7-5倍。从国内CNT浆料市场需求来看,据统计,2018年我国CNT浆料市场需求量为4.59万吨,同比增长38.25%,预计到2023年我国CNT浆料需求量将增长至17.72万吨。据统计,2018年我国CNT浆料市场空间为16亿元,同比2018年增长37.93%。预计到2023年我国CNT浆料市场空间将增长至62亿元。2018年按出货量统计,出货量第一的公司为天奈科技,市占率达到30%。前五大公司为天奈科技、三顺纳米、集越纳米、青岛昊鑫和德方纳米,TOP5所占市占率达到88%。按市值统计与按出货量统计

25、的结果无太大区别,天奈科技面向高端市场,按产值的市场空间进一步增大至34%。2019年,由于下游新能源汽车需求不及预期,CNT行业集中度进一步提升,CNT导电浆料TOP5企业出货量占比进一步提升至92.8%。推陈出新代际价差形成差异竞争,抢占行业技术红利。从价格带上可以看出,2016年天奈科技二代产品开始批量供货,推出之后则伴随着一代产品降价到低于行业竞争对手水平,2017年二代产品开始放量,产能及规模的提升使得二代产品也开始进入降价周期,一代产品进一步低于行业竞争对手价格,2018年天奈科技三代产品开始批量供货,推出之后则伴随前几代产品的进一步降价,形成差异化价格矩阵。依靠着“生产一代,储备

26、一代,研发一代”的产品策略,不断与竞争对手拉开产品代际差距,在市场竞争中抢占CNT行业技术红利。天奈科技在技术研发上持续比行业领先至少一个身位,产品矩阵上不断推陈出新实现差异化竞争,无论是成本导向为主的老产品,还是性能技术导向为主的新产品,从价格及技术上均占据优势。碳纳米管的制备核心在于催化剂的制备。一般碳纳米管粉体的制备可以按步骤分为:催化剂制备,碳纳米管粗粉制备,粗粉纯化和粉碎,化学气相沉积法制造碳纳米管的关键是催化剂,即催化剂是碳纳米管的“基因”。因此催化剂的制备为碳纳米管生产的核心步骤,催化剂的质量、性能将直接影响后续产出的碳纳米管的质量。碳纳米管导电浆料的制备流程是先将丙烯、氮气通过

27、催化剂催化制得碳纳米管粉体,再将粉体与NMP溶剂混合,分散得到导电浆料。碳纳米管导电浆料的核心还是在于碳纳米管粉体制备,而成本占比高达60%的NMP与代际变化无关,因此代际实际成本的变化反应至整体较小。碳纳米管的核心用途为碳纳米管凭借其优越的导电性能,作为一种新型导电剂被锂电池生产企业所广泛使用,用来提升锂电池的能量密度及改善循环寿命。与导电性能、力学性能、导热性能对应的,碳纳米管被作为导电剂、增强材料、导热剂在产业界具有广阔的运用场景,形成了较为广阔的市场。但这些用途目前仍只在较小范围内使用,主要受到航空航天、国防等高精尖产业关注,预计短期内不会达到大面积工业商用的地步。二、碳纳米管项目建设

28、必要性分析碳纳米管因其优异的性质,广泛应用于力学、能源、纳米器件、电子器件、传感器、催化等领域,其中在超级电容器领域已经实现产业化。近几年,随着国内对碳纳米管研究的不断深入,天奈科技、三顺纳米、德方纳米、集越纳米、青岛昊鑫等主流碳纳米管企业已经可较好解决碳纳米管分散问题。价格方面,相比前两年,碳纳米管虽然没有比较优势,但价格下滑幅度超过50%,目前根据各家生产工艺、原材料不同,粗管碳纳米管导电浆料每吨市场单价不超过5万元,这也推动了其替代传统炭黑在动力市场的应用。在实际应用中,多组分混合型导电剂显现出较单一组分导电剂更多的优势,目前CNT+SP、CNT+KB等多组分导电剂成为CNT大批量导入实

29、际生产的主要形式,显现出更优异的性能表现。实际使用中,点状结构的SP比较廉价,与线状的CNTs或面状的石墨烯组合使用,可发挥点、线、面的协同作用,使电池性能更好,实际应用中包括SP+KB、CNT+SP以及CNT+GN等多种多组分导电剂成为重要的实际应用方案。截止目前碳纳米管的制备方法主要包括电弧放电法、激光烧灼法和化学气相沉积法(ChemicalVaporDeposition,CVD)等。在CVD机制中,碳源在催化剂表面发生吸附、反应;反应形成的碳原子溶解到催化剂中,当其达到饱和后,碳原子不断析出形成碳纳米管;并且CVD工艺可在低温、常压下低成本的制备,并可在生长过程中对碳纳米管壁数、直径、长

30、度、以及取向进行控制,成为目前为止最具潜力的工业化量产工艺。核心工艺为催化剂条件下的化学气相沉积(CVD,ChemicalVaporDeposition)碳纳米管粉体的主要生产工艺流程如下:(1)催化剂制备:该步骤为碳纳米管生产的核心步骤,催化剂生产的质量、性能将直接影响后续产出的碳纳米管质量。Fe/Co和Ni等纳米过渡金属催化剂在CNT生长过程中具有较高的催化活性及缓和的生长条件,是常用的CNT催化剂材料;另一方面,除材料配方外,碳纳米管的直径很大程度依赖于纳米催化剂颗粒的大小。因此包括催化剂的材料配方、粒径大小、一致性控制等,均是碳纳米管生产的核心工艺难点。第三章 产业研究分析一、碳纳米管

31、行业分析迄今为止发现的碳材料里,石墨烯倍受关注,然而想要大规模制备以及产业化,短时间内又很难实现。相比之下,碳纳米管成为目前使用最为充分的新型纳米材料。碳纳米管(CNT),又名巴基管,是一种具有特殊结构(径向尺寸为纳米量级,轴向尺寸为微米量级,管子两端基本上都封口)的一维量子材料。碳纳米管作为一维纳米材料,重量轻,六边形结构连接完美,具有许多异常的力学、电学、热学和抗辐射的性能特征。碳纳米管在未被正式认识之前,就已经在一些研究中发现并制造出来,只是当时人们还没有认识到它是一种新的重要的碳的形态。直到1991年在富勒烯研究推动下,碳纳米管才被日本电子公司(NEC)的饭岛博士发现并命名。石墨烯是以

32、蜂窝结构排列的单原子厚碳层,而碳纳米管则是以管状结构排列的石墨烯片,即碳纳米管可以看做是石墨烯片层卷曲而成的。科学家们把按照石墨烯片的层含缺陷碳纳米管数分为单壁碳纳米管和多壁碳纳米管。此外,碳纳米管还可依其结构特征分为扶手椅形纳米管、锯齿形纳米管和手性纳米管;根据导电性质分为金属型碳纳米管和半导体型碳纳米管;按照是否含有管壁缺陷分为完善碳纳米管和含缺陷碳纳米管;按照外形的均匀性和整体形态分为直管型、碳纳米管束、Y型、蛇型等。碳纳米管产品成本构成,原材料占60%-70%,人工占约5%,制造费用占约25%-30%。其中原材料成本中NMP溶剂又占原材料成本的50%-70%。目前碳纳米管产业链主要包括

33、上游原材料、中游碳纳米管、下游各细分领域应用。制造碳纳米管的原料有很多种,其包括但不限于甲烷、一氧化碳、合成气(H2,CO)、乙炔、丙烯、苯、甲苯、正己烷、炭黑、石墨、石蜡、二甲硫醚、乙醇、无烟煤等等,其中采用不同的原料所制得碳纳米管的量、形貌和性能是各不相同的。碳纳米管制备过程必须辅以催化剂催化,否则所得产物只是无定型碳。只有加入催化剂后生成物中才含有大量的单、多壁碳纳米管。因此催化剂是碳纳米管制备必不可少的。目前常用的催化剂主要包括金属单质和化合物,如Fe、Co、Ni、Mo、三氧化二铁、钙钛矿氧化物、草酸铁等等。常用的碳纳米管制备方法有石墨电弧法、化学气相沉积法、催化裂解法和激光烧蚀法,其

34、中工业化生产常用的方法是石墨电弧法和化学气相沉积法。石墨电弧法:在真空室中充入一定量的惰性气体,用填充有铁或钴作为催化剂的较细的石墨棒作为阳极,而较粗的石墨棒作为阴极。通过石墨电弧法进行反应,在容器内壁上得到富含单壁碳纳米管的碳灰,经提纯,可以得到单壁碳纳米管。化学气相沉积法:在1100-1200的温度范围内,以二茂铁为催化剂,通过其引入量来控制催化剂颗粒的大小和碳氢比,以苯为碳源,添加适量的噻吩可以制得碳纳米管。激光烧蚀法:在1200的电阻炉中,通过激光蒸发过渡金属与石墨的复合材料棒,用流动的氩气使产物沉积到水冷铜柱上,得到多壁碳纳米管。催化裂解法:在600-1000的温度及催化剂作用下,使

35、含碳化合物裂解为碳原子,然后在过渡金属-催化剂作用下,附着在催化剂微粒表面上形成为碳纳米管。除上述几种碳纳米管主要制备方法外,还有火焰法、太阳能法、电解碱金属卤化物法以及其他比较少用的制备方法。由于碳纳米管在溶剂中分散性差、加工操作困难,这极大地限制了它的应用,因而需要通过表面改性来提高它的溶解性和分散性。因此,对碳纳米管的功能化改性是非常重要的一个研究。碳纳米管的功能化改性包括化学改性和物理改性。其中碳纳米管的化学改性主要利用化学方法引入具有活性的羧基、羟基、氨基等功能团,功能团的引入使得碳纳米管表面的化学性质发生了显著的转变,从而为后续的反应提供了改性的活性点。目前碳纳米管的化学改性方法包

36、括酸处理法、偶联剂法、化学镀法、高能射线辐照法、原子转移自由基聚合法、联合法。碳纳米管的物理改性主要利用物理的方法使碳纳米管晶格发生位移,内能增大,内能增大后的碳纳米管易与介质发生反应,在机械力或磁力作用下活性炭纳米管的体表面与介质发生反应、吸附,达到表面改性的目的。目前碳纳米管的物理改性方法使用高能机械研磨、高能球磨以及超声波振荡。通过上述改性方法可以改善碳纳米管的分散性能,提高它与基体材料之间的相容性,并增强它们之间的相互作用,实现碳纳米管的分子组装,获得各种性能优异的纳米材料,使其在分子电子学、纳米电子学以及纳米生物分子学等方面具有广阔的应用前景。碳纳米管下游应用广泛,具体涉及到工程材料

37、领域的金属、陶瓷和有机材料以及军用装备的超强纤维;纳米材料领域可以作为超耐高电流密度的纳米导线;电子器件领域主要用于新型电子探针、场致发射材料、功能传感器;储能领域包括锂电池导电剂、储氢材料、超级容电器的应用;催化领域的石化和化工产业变革;机械领域的汽车或火车减震装置等等。然而,碳纳米管由于其巨大的表面积和表面疏水性,对共存污染物具有很强的吸附性,因此容易影响自身周围的环境行为,而若广泛在工程的大量应用,其带来的环境风险一直被关注着。相对于碳黑和活性物质之间的“点-点”接触,碳纳米管具有更高的导电效率,能够在更少使用量下就达到整个电极的导电阈值,使活性材料表现出更好的电化学性能,并提高电池的能

38、量密度。因此碳纳米管产品凭借优异的导电性,正作为新型导电剂逐步应用于锂电池领域,用以提升锂电池导电性能、循环寿命和能量密度。未来四年,全球碳纳米管导电浆料需求量有望保持40.8%的年复合增长率,至2023年其需求量将达到19.06万吨;对应产值为55.4亿元,其中动力贡献为47.9亿元,占比为86.5%。未来全球碳纳米管导电浆料增长主要来自以下几个方面:第一,中国三元动力电池市场对碳纳米管导电浆料需求保持高速增长;第二,三星SDI、松下等日韩企业加速在动力锂电池领域导入碳纳米管导电浆料;第三,硅基负极市场逐渐放量,对碳纳米管导电浆料需求提升。当前我国碳纳米管市场规模较小,2018年产值仅约为1

39、1亿元。但未来随着进口替及新能源车增长拉动行业有望快速增长,预计2023年中国碳纳米管市场规模有望达到约40亿元。根据GGII数据统计,自2014年以来碳纳米管逐年保持增长,2018年碳纳米管在动力锂电池中的渗透率为31.8%,。预计至2023年,渗透率有望进一步快速提升至82.2%。目前我国新型导电剂发展迅速,锂电池导电剂市场国产化率呈现逐年稳步提高的趋势,2014年国产锂电池导电剂占比12.9%,2018年已提升至31.2%。随着国内碳纳米管导电浆料技术不断成熟,以及国内锂电池产业不断发展,未来锂电池导电剂国产化率会加速提升。对于碳纳米管行业,新进入者主要面临技术壁垒、客户和市场开发壁垒、

40、资金壁垒的问题。目前碳纳米管虽然在理论上和实验室中已经证实有广泛的应用空间,但由于专利保护、与下游应用对接难度大等因素,碳纳米管规模化量产短期内还无法实现。碳纳米管生产企业如果没有制备、提取、分散等相应的核心技术或生产工艺,将难以生产具备竞争力的产品。其次,导电剂作为锂电池电池的关键辅材之一,其质量与锂电池的性能、安全性息息相关,下游锂电池企业对导电剂供应商有严格的考察程序,考察周期长。再者,碳纳米管行业作为新兴行业,初创企业在技术研发、生产设备购置等方面的资金需求大。行业壁垒限制新进入者,龙头企业不断扩产规模化发展,品牌效应建立增强客户之间的信任度,未来行业集中度有望提高。从近两年碳纳米管导

41、电浆料销售额和出货量来看,目前国内能够量产碳纳米管的企业主要是天奈科技、三顺纳米、青岛昊鑫、集越纳米。2018年中国碳纳米管导电浆料销售额约9.54亿元,同比增长15.4%。2018年天奈科技、三顺纳米、青岛昊鑫、集越纳米四家企业碳纳米管导电浆料销售额7.89亿元,占比82.7%,其中天奈科技销售额3.25亿元,占比34.1%居首位。2018年中国碳纳米管导电浆料出货量约2.61万吨,四家企业碳纳米管导电浆料出货量约2.13万吨,占比81.5%,其中天奈科技出货量7891.31吨,占比30.2%居首位。二、碳纳米管市场分析预测碳纳米管具有独特的导电性、很高的热稳定性和本征迁移率,比表大,微孔集

42、中在一定范围内,满足理想的超级电容器电极材料的要求。碳纳米管的电磁效应同样存在着两端正负极场和单极粒子的特质性质,前者是以复合量子态的存在,是在下面第5行成复合材料人们的生活应用,而后着的单极碳粒子的性质是可以组成粒子点阵跃迁跳跃的纳米线,它的能效要有更高的辐射能量存在。碳纳米管具有较大的比表,特殊的管道结果以及多壁碳纳米管之间的类石墨层隙,使其成为最有潜力的储氢材料,在燃料电池方面有着重要的作用。碳纳米管已被用于分散和稳定纳米级的金属小颗粒。由碳纳米管制得的催化剂可以改善多相催化的选择。我们国内已经生产出长管,短管,羟基化碳管,羧基化碳管,高导电碳管,镀镍碳管,可溶性碳纳米管。碳纳米管可以做

43、一些表面处理,经过表面处理后,可以溶在乙醇和丙酮中。镀镍碳纳米管广泛应用在防屏蔽上。碳纳米管可以看做是石墨烯片层卷曲而成,因此按照石墨烯片的层数可分为:单壁碳纳米管(或称单层碳纳米管,Single-walledCarbonnanotubes,SWCNTs)和多壁碳纳米管(或多层碳纳米管,Multi-walledCarbonnanotubes,MWCNTs),多壁管在开始形成的时候,层与层之间很容易成为陷阱中心而捕获各种缺陷,因而碳纳米管的管壁上通常布满小洞样的缺陷。与多壁管相比,单壁管直径大小的分布范围小,缺陷少,具有更高的均匀一致性。单壁管典型直径在0.6-2nm,多壁管最内层可达0.4nm

44、,最粗可达数百纳米,但典型管径为2-100nm。碳纳米管依其结构特征可以分为三种类型:扶手椅形纳米管(armchairform),锯齿形纳米管(zigzagform)和手性纳米管(chiralform)。碳纳米管的手性指数(n,m)与其螺旋度和电学性能等有直接关系,习惯上n=m。当n=m时,碳纳米管称为扶手椅形纳米管,手性角(螺旋角)为30o;当nm=0时,碳纳米管称为锯齿形纳米管,手性角(螺旋角)为0o;当nm0时,将其称为手性碳纳米管。我国科学家不仅在世界上合成出最长的碳纳米管,而且加紧了碳纳米管的应用研究,研制出具备良好储氢性能的碳纳米管和具备初步显示功能的碳纳米管显示器,并在利用其电子

45、发射性能研制发光器件。从纳米碳管的发现,到今天,已经整整20年了,可惜还依然没有看到当初科学家为纳米碳管所描绘的应用前景。根据笔者多年在该领域的研究,可以归纳为以下一个原因:1.获得高纯的纳米碳管非常困难:众所周知,纳米碳管不是单一的分子形态,传统的分离纯化方法对它不起任何作用;同时碳管有单壁、多壁,长短,粗细,金属非金属之分,这些都为纳米碳管的分离纯化设置了难以逾越的障碍。2.宏观与微观的差异:纳米碳管在微观领域有非常优异的力学、电子、热力学等特性;但是,现实生活中碳纳米管的应用是在宏观领域,如果把纳米碳管组装成宏观的器件或工具,它的那些在微观领域所具有的优良性能还有保存吗?我想答案大多数情

46、况下是否定的。但是由于现状科技的发展速度。以及科学家们的热爱程度,在2006年间国外市场慢慢的出现了用纳米碳管做散热材料,由于纳米碳碳管发展的迅速,在2012年间流入中国散热市场,在这过程中有很多中国人尝试去研究纳米碳散热材料的涂层,在2013年6月13日,中国以纳米碳管作为散热的材料厂家成功走入市场。第四章 项目规划方案一、产品规划项目主要产品为碳纳米管,根据市场情况,预计年产值33476.00万元。采取灵活的定价办法,项目承办单位应当依据原辅材料的价格、加工内容、需求对象和市场动态原则,以盈利为目标,经过科学测算,确定项目产品销售价格,为了迅速进入市场并保持竞争能力,项目产品一上市,可以采

47、取灵活的价格策略,迅速提升项目承办单位的知名度和项目产品的美誉度。二、建设规模(一)用地规模该项目总征地面积40867.09平方米(折合约61.27亩),其中:净用地面积40867.09平方米(红线范围折合约61.27亩)。项目规划总建筑面积64978.67平方米,其中:规划建设主体工程41169.13平方米,计容建筑面积64978.67平方米;预计建筑工程投资5353.88万元。(二)设备购置项目计划购置设备共计120台(套),设备购置费3671.58万元。(三)产能规模项目计划总投资13996.88万元;预计年实现营业收入33476.00万元。第五章 选址方案一、项目选址原则投资项目对其生

48、产工艺流程、设施布置等都有较为严格的标准化要求,为了更好地发挥其经济效益并综合考虑环境等多方面的因素,根据项目选址的一般原则和项目建设地的实际情况,该项目选址应遵循以下基本原则的要求。投资项目对其生产工艺流程、设施布置等都有较为严格的标准化要求,为了更好地发挥其经济效益并综合考虑环境等多方面的因素,根据项目选址的一般原则和项目建设地的实际情况,该项目选址应遵循以下基本原则的要求。二、项目选址该项目选址位于某新区。园区不断提升产业园区承载能力。加快产城融合发展,统筹规划布局与产业园区相配套的文化、教育、卫生和公共交通等公共基础设施,不断提升产业园区基础设施配套水平和承载能力。加快产业园区内文化教

49、育、医疗卫生、社会治安、消防安全、餐饮商贸、娱乐休闲等配套设施建设,完善综合服务功能,促进产业园区由封闭型的区块向城市综合功能区转型,为招商引资项目落地奠定良好基础。三、建设条件分析项目建设所选区域交通运输条件十分便利,拥有集公路、铁路、航空于一体的现代化交通运输网络,物流运输方便快捷,为投资项目原料进货、产品销售和对外交流等提供了多条便捷通道,对于项目实现既定目标十分有利。项目建设得到了当地人民政府和主管部门的高度重视,土地管理部门、规划管理部门、建设管理部门等提出了具体的实施方案与保障措施,并给予充分的肯定;其二,项目建设区域水、电、气等资源供给充足,可满足项目实施后正常生产之要求;其三,

50、投资项目可依托项目建设地成熟的公用工程、辅助工程、储运设施等富余资源及丰富的劳动力资源、完善的社会化服务体系,从而加快项目建设进度,降低建设成本,节约项目投资,提高项目承办单位综合经济效益。随着世界经济一体化的发展,项目产品及相关行业在国际市场竞争中已具有龙头地位,同时,xx省又是相关行业在国内的生产基地,这就使本行业在国际市场有不可估量的发展空间;项目承办单位通过参加国外会展和网络销售,可以使公司项目产品在国际市场中占有更大的市场份额。四、用地控制指标建设项目平面布置符合行业厂房建设和单位面积产能设计规定标准,达到工业项目建设用地控制指标(国土资发【2008】24号)文件规定的具体要求。该项

51、目均按照项目建设地建设用地规划许可证及建设用地规划设计要求进行设计,同时,严格按照项目建设地建设规划部门与国土资源管理部门提供的界址点坐标及用地方案图布置场区总平面图。五、用地总体要求本期工程项目建设规划建筑系数57.27%,建筑容积率1.59,建设区域绿化覆盖率7.48%,固定资产投资强度170.01万元/亩。土建工程投资一览表序号项目占地面积()基底面积()建筑面积()计容面积()投资(万元)1主体生产工程16547.0416547.0441169.1341169.133731.321.1主要生产车间9928.229928.2224701.4824701.482313.421.2辅助生产车

52、间5295.055295.0513174.1213174.121194.021.3其他生产车间1323.761323.762387.812387.81223.882仓储工程3510.693510.6915476.2015476.201020.122.1成品贮存877.67877.673869.053869.05255.032.2原料仓储1825.561825.568047.628047.62530.462.3辅助材料仓库807.46807.463559.533559.53234.633供配电工程187.24187.24187.24187.2413.883.1供配电室187.24187.2418

53、7.24187.2413.884给排水工程215.32215.32215.32215.3212.424.1给排水215.32215.32215.32215.3212.425服务性工程2223.442223.442223.442223.44146.565.1办公用房1022.331022.331022.331022.3359.545.2生活服务1201.111201.111201.111201.1182.076消防及环保工程627.24627.24627.24627.2446.516.1消防环保工程627.24627.24627.24627.2446.517项目总图工程93.6293.6293.

54、6293.62304.777.1场地及道路硬化6231.13952.63952.637.2场区围墙952.636231.136231.137.3安全保卫室93.6293.6293.6293.628绿化工程2237.2078.30合计23404.5864978.6764978.675353.88六、节约用地措施采用大跨度连跨厂房,方便生产设备的布置,提高厂房面积的利用率,有利于节约土地资源;原料及辅助材料仓库采用简易货架,提高了库房的面积和空间利用率,从而有效地节约土地资源。投资项目建设认真贯彻执行专业化生产的原则,除了主要生产过程和关键工序由项目承办单位实施外,其他附属商品采取外协(外购)的方

55、式,从而减少重复建设,节约了资金、能源和土地资源。undefined七、总图布置方案(一)平面布置总体设计原则达到工艺流程(经营程序)顺畅、原材料与各种物料的输送线路最短、货物人流分道、生产调度方便的标准要求。(二)主要工程布置设计要求道路设计注重道路之间的贯通,同时,场区道路应尽可能与主要建筑物平行布置。应与场外道路衔接顺畅,便于企业运输车辆直接进入国道、高速公路等国家级道路网络,场区道路应与总平面布置、管线、绿化等协调一致。项目承办单位项目建设场区主干道宽度6.00米,次干道宽度3.00米,人行道宽度采用1.20米。道路路缘石转弯半径,一般需通行消防车的为12.00米,通行其它车辆的为9.00米、6.00米。道路均采用砼路面,道

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