（1）貴金屬催化劑簡介
催化劑是指在化學(xué)反應(yīng)中能夠改變化學(xué)反應(yīng)速率，而其本身質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后不發(fā)生改變的物質(zhì)。催化劑的使用，能夠大幅改變化學(xué)反應(yīng)速率，極大促進(jìn)了化學(xué)工業(yè)化生產(chǎn)的開展，目前，全球約有 90%以上的化學(xué)工業(yè)過程涉及催化反應(yīng)。
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全球至少有 4.2萬種原料和化學(xué)中間體是通過催化劑直接和間接合成的，催化劑在化學(xué)工業(yè)的廣泛應(yīng)用有著重要的社會(huì)經(jīng)濟(jì)影響，在眾多國民經(jīng)濟(jì)的重要和新興領(lǐng)域發(fā)展中起到舉足輕重的作用。因此催化劑又被稱為化學(xué)工業(yè)的“芯片”。
貴金屬催化劑的催化活性組分以鉑（Pt）、鈀（Pd）、銠（Rh）、釕（Ru）、銥（Ir）等鉑族貴金屬為主。鉑族貴金屬的 d 電子軌道均未填滿，表面易吸附反應(yīng)物，且強(qiáng)度適中，利于形成中間活性化合物，具有較高的催化活性，同時(shí)還具有耐高溫、抗氧化、耐腐蝕等綜合優(yōu)良特性，因而成為重要的催化活性組分材料。鑒于貴金屬催化劑具有活性高、選擇性好、性能穩(wěn)定且可循環(huán)利用等優(yōu)點(diǎn)，在化學(xué)工業(yè)多個(gè)領(lǐng)域均有著重要的應(yīng)用。
（2）貴金屬催化劑的分類
按照貴金屬催化劑與反應(yīng)物的相態(tài)異同分類，貴金屬催化劑可分為均相催化劑和非均相催化劑兩類。在催化反應(yīng)中，催化劑和反應(yīng)物處于同一相（例如均是液相）的反應(yīng)稱作均相催化反應(yīng)，催化劑和反應(yīng)物處于不同相的反應(yīng)稱作非均相催化反應(yīng)。
均相貴金屬催化劑主要形態(tài)為可溶性化合物（鹽或配合物），如醋酸鈀、雙（三苯基膦）二氯化鈀、四（三苯基膦）鈀、（1，5-環(huán)辛二烯）乙酰丙酮銠、十二羰基三釕等；非均相催化劑則多為不溶性固體物，主要形態(tài)為載體負(fù)載型和金屬絲網(wǎng)型，其中大多數(shù)非均相催化劑為多孔無機(jī)載體負(fù)載型，炭是常用的載體。
貴金屬催化劑的化學(xué)活性和催化性能與貴金屬粒子的表面特性、體積以及量子尺寸等因素密切相關(guān)。各類炭、有機(jī)化合物等作為載體、配體，發(fā)揮“支架”的作用，結(jié)合具有催化活性的貴金屬元素，組成具有各類催化效用的貴金屬催化劑。
IMARC Group 提供的數(shù)據(jù)顯示，2021 年全球工業(yè)催化劑市場(chǎng)中，均相催化劑市場(chǎng)規(guī)模與非均相市場(chǎng)規(guī)模之比約為 7:9。非均相催化劑使用比例較高，同時(shí)因其與反應(yīng)物處于不同相，回收再生相對(duì)容易，應(yīng)用較為廣泛。近年來，均相貴金屬催化劑快速發(fā)展，與非均相貴金屬催化劑相比，均相催化劑品類更多，針對(duì)特定化學(xué)反應(yīng)的均相催化劑往往具備更優(yōu)秀的催化活性、選擇性，因而受到部分前沿藥物研發(fā)的青睞。
按照貴金屬催化劑采用的主要活性金屬分類，可分為鈀系列催化劑、鉑系列催化劑、銠系列催化劑、釕系列催化劑、銥系列催化劑等。其中，鈀系列催化劑是國內(nèi)精細(xì)化工領(lǐng)域最常用的貴金屬催化劑。
（3）貴金屬催化劑行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
①全球貴金屬催化劑行業(yè)發(fā)展情況
貴金屬催化劑應(yīng)用歷史悠久，貴金屬催化劑的工業(yè)應(yīng)用最早可以追溯到 19世紀(jì) 70年代，英國以鉑為催化劑制造生產(chǎn)硫酸。20世紀(jì)以來，貴金屬催化劑逐步拓展到硝酸生產(chǎn)、環(huán)氧乙烷生產(chǎn)、乙醛生產(chǎn)、醋酸生產(chǎn)、汽車尾氣凈化、醫(yī)藥中間體生產(chǎn)等領(lǐng)域，市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，新的品種、新的制備方法、新的應(yīng)用領(lǐng)域不斷出現(xiàn)，催化劑的革新成為化學(xué)工業(yè)進(jìn)步與發(fā)展的推動(dòng)力，推動(dòng)醫(yī)藥、液晶材料、農(nóng)藥、石油化工等領(lǐng)域的迅速發(fā)展。
根據(jù) MARKET WATCH發(fā)表的《Precious Metal Catalysts Market Application,Product, Sales and Forecast 2023-2028》報(bào)告顯示，2022年全球貴金屬催化劑市場(chǎng)規(guī)模為 164.4億美元，預(yù)計(jì)到 2028年規(guī)模將達(dá)到 212.1億美元，復(fù)合年增長率約為 4.34%。
2020-2022 年受制于全球經(jīng)濟(jì)周期波動(dòng)、地緣動(dòng)蕩等因素影響，石油化工、汽車制造等行業(yè)均受到一定程度的沖擊，對(duì)貴金屬催化劑需求有所下滑；制藥行業(yè)則具有一定的剛性需求特征，促進(jìn)了全球貴金屬催化劑市場(chǎng)的恢復(fù)和發(fā)展。
全球范圍內(nèi)，貴金屬催化劑市場(chǎng)主要集中在亞太、北美、歐洲等地區(qū)，其中亞太地區(qū)是目前全球最大的貴金屬催化劑市場(chǎng)。Research and Markets 調(diào)研顯示，2021 年亞太地區(qū)貴金屬催化劑約占全球市場(chǎng) 44.46%的份額。
其中中國作為世界第二大經(jīng)濟(jì)體，近年來貴金屬催化劑市場(chǎng)發(fā)展速度較快，成為推動(dòng)亞太地區(qū)貴金屬催化劑市場(chǎng)增長的主要驅(qū)動(dòng)力。國外貴金屬催化劑生產(chǎn)企業(yè)發(fā)展歷史悠久，莊信萬豐、巴斯夫、優(yōu)美科、賀利氏等國外化工巨頭具有較強(qiáng)的技術(shù)實(shí)力和產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力，在全球貴金屬催化劑市場(chǎng)中占據(jù)重要地位。
②我國貴金屬催化劑行業(yè)發(fā)展情況
根據(jù)中國金屬網(wǎng)《中國貴金屬催化劑市場(chǎng)淺析》數(shù)據(jù)，2022 年，我國貴金屬催化劑市場(chǎng)交易規(guī)模約為 450 億元左右，到 2028 年，中國貴金屬催化劑行業(yè)的需求規(guī)模有望擴(kuò)大到 660 億元，復(fù)合年增長率約為 6.6%。預(yù)計(jì)伴隨國內(nèi)經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇和發(fā)展，我國貴金屬催化劑市場(chǎng)增速將高于全球平均水平。
根據(jù)莊信萬豐數(shù)據(jù)顯示，2022 年，中國貴金屬催化領(lǐng)域鉑族金屬需求量約為 107.7 噸，其中汽車尾氣催化劑需求量最大，占比 71%，化工需求量占比 23%，石油煉化占比 5%（化工與石化合計(jì)占比 28%）。
根據(jù)中信證券研究數(shù)據(jù)，預(yù)計(jì)到 2025 年，化工領(lǐng)域貴金屬催化劑的市場(chǎng)空間復(fù)合增長率達(dá)到約 25%-30%，該領(lǐng)域?yàn)樵鏊僮畲蟮膽?yīng)用領(lǐng)域，遠(yuǎn)高于汽車尾氣催化領(lǐng)域增長率。在化工領(lǐng)域中，精細(xì)化工與基礎(chǔ)化工貴金屬催化劑市場(chǎng)空間占比約為 3:1。以前述報(bào)告推算，2022 年中國化工領(lǐng)域貴金屬催化劑市場(chǎng)空間約為 130 億元，其中精細(xì)化工領(lǐng)域貴金屬催化劑市場(chǎng)空間約為 100 億元，且未來增速可觀。
與國外化工巨頭相比，國內(nèi)貴金屬催化劑生產(chǎn)企業(yè)起步較晚，目前仍處于發(fā)展階段，技術(shù)實(shí)力與生產(chǎn)規(guī)模等均存在一定的差距。在部分高端生物醫(yī)藥、新材料等中高端應(yīng)用領(lǐng)域，國外廠商的催化劑產(chǎn)品仍占據(jù)主導(dǎo)地位；此外，在丁二醇制備、連續(xù)法氯乙酸生產(chǎn)等基礎(chǔ)化工領(lǐng)域，國外化工巨頭提供完整工藝包（包括生產(chǎn)設(shè)備選配及生產(chǎn)工藝），其配套催化劑與生產(chǎn)設(shè)備匹配相對(duì)成熟可靠。
在國際政治不確定性提升、貿(mào)易保護(hù)主義抬頭的大背景下，貴金屬催化劑國產(chǎn)技術(shù)儲(chǔ)備關(guān)系到廣大人民群眾用藥安全、食品飼料供給、液晶材料生產(chǎn)乃至國防軍工特種材料安全等方方面面。未來隨著以凱立新材、陜西瑞科等為代表的國內(nèi)催化劑廠商持續(xù)技術(shù)積累及擴(kuò)張，貴金屬催化劑國產(chǎn)替代比例預(yù)計(jì)進(jìn)一步提升。
（4）我國貴金屬催化劑行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)
我國貴金屬催化劑生產(chǎn)企業(yè)相較于國際知名的貴金屬催化劑制造商起步較晚，但近年來我國貴金屬催化劑行業(yè)快速成長，產(chǎn)品產(chǎn)能及產(chǎn)量顯著提升，企業(yè)整體實(shí)力不斷增強(qiáng)，行業(yè)向著高效綠色、規(guī)模生產(chǎn)與集中度提升、高性能、產(chǎn)品專用化的方向發(fā)展。
①高效綠色
貴金屬在全球?qū)儆谙∪辟Y源，據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局?jǐn)?shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至 2023 年 1月，全球鉑族貴金屬（鈀、鉑、銠、釕、銥）儲(chǔ)量約 7.0萬噸。我國鈀、鉑、銠、釕、銥等鉑族貴金屬資源更是嚴(yán)重匱乏，根據(jù)中華人民共和國自然資源部發(fā)布的《中國礦產(chǎn)資源報(bào)告 2022》，2021年我國鉑族貴金屬儲(chǔ)量 87.69噸，國內(nèi)市場(chǎng)需求主要依賴于進(jìn)口。如何在降低貴金屬使用量的同時(shí)，保證催化劑使用效率和高性能，一直都是國內(nèi)外的研究熱點(diǎn)。隨著催化劑制備技術(shù)以及工程應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，低含量、高效率的貴金屬催化劑將成為未來發(fā)展之趨勢(shì)。
另一方面，由于貴金屬的稀缺性，貴金屬二次資源回收尤為重要。根據(jù)莊信萬豐數(shù)據(jù)，2022 年，全球貴金屬需求供給中約有 21%的鉑、33%的鈀和 33%的銠都來源于貴金屬資源二次回收。我國作為貴金屬催化劑消費(fèi)大國，每年產(chǎn)生大量失活貴金屬催化劑，將失活催化劑進(jìn)行回收再生和金屬提煉以實(shí)現(xiàn)催化劑產(chǎn)品再加工，一是能夠促進(jìn)貴金屬催化劑產(chǎn)業(yè)的綠色化發(fā)展，二是能夠較大程度降低客戶催化劑使用成本。
目前，部分生產(chǎn)企業(yè)在貴金屬催化劑回收再生領(lǐng)域已具備一定的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)實(shí)力，非均相炭載貴金屬催化劑的回收再生工藝相對(duì)成熟。未來，隨著業(yè)內(nèi)龍頭生產(chǎn)企業(yè)回收技術(shù)的不斷積累，以及循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念的不斷提升，貴金屬催化劑加工力度將會(huì)進(jìn)一步加大。
②規(guī)模生產(chǎn)與集中度提升
目前，國內(nèi)精細(xì)化工領(lǐng)域貴金屬催化劑主要生產(chǎn)廠商包括凱立新材、陜西瑞科、杭州康納等，雖然凱立新材、陜西瑞科占據(jù)了主要的市場(chǎng)份額，但行業(yè)仍存在較多技術(shù)水平相對(duì)落后、生產(chǎn)工藝相對(duì)簡單的小型生產(chǎn)企業(yè)，大部分企業(yè)采用釜式間歇生產(chǎn)且單釜規(guī)模較小。
隨著安全、環(huán)保要求的提升，間歇化生產(chǎn)、小釜生產(chǎn)工藝將被封閉管道連續(xù)生產(chǎn)、大釜批量化生產(chǎn)工藝所取代。規(guī)模化、連續(xù)化生產(chǎn)將提升行業(yè)生產(chǎn)效率及生產(chǎn)安全性，促使行業(yè)份額向具備資金、技術(shù)實(shí)力的龍頭企業(yè)聚集。
③高性能
國內(nèi)貴金屬催化劑在活性、選擇性、穩(wěn)定性、產(chǎn)品種類方面與國際領(lǐng)先產(chǎn)品相比仍有一定差距。隨著下游精細(xì)化工領(lǐng)域?qū)I(yè)化程度、精細(xì)化水平的不斷提升，對(duì)貴金屬催化劑的產(chǎn)品性能亦提出了更高的要求，推動(dòng)貴金屬催化劑行業(yè)持續(xù)加大技術(shù)研發(fā)投入、提高自主創(chuàng)新能力，不斷研制出符合市場(chǎng)需求的優(yōu)質(zhì)貴金屬催化劑產(chǎn)品。在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和精密儀器的助力下，未來人們對(duì)于貴金屬催化劑的理論認(rèn)識(shí)也將會(huì)更加深入，催化劑制備技術(shù)和產(chǎn)品性能將持續(xù)迭代、升級(jí)。
④產(chǎn)品專用化
精細(xì)化工產(chǎn)品具有品種多、產(chǎn)量小、生產(chǎn)工藝升級(jí)快的特征，而催化劑有特異性，催化劑與反應(yīng)工藝和工程條件匹配度越高，生產(chǎn)效率就越高。專用化的催化劑產(chǎn)品能夠極大的提高催化性能，實(shí)現(xiàn)降本增效，提高精細(xì)化學(xué)品質(zhì)量。隨著醫(yī)藥等領(lǐng)域的迅速發(fā)展，前沿醫(yī)藥研發(fā)所需求的催化劑也在不斷進(jìn)行迭代，迫使催化劑生產(chǎn)企業(yè)不斷豐富產(chǎn)品品類、提升催化劑選型能力，以向客戶提供匹配程度更高的催化劑產(chǎn)品。
（5）行業(yè)技術(shù)水平及特點(diǎn)
催化科學(xué)是化學(xué)工業(yè)中最重要的科學(xué)技術(shù)之一，約有 90%化學(xué)工業(yè)過程涉及催化反應(yīng)過程。貴金屬催化劑作為催化反應(yīng)過程的核心物質(zhì)基礎(chǔ)，與催化反應(yīng)生產(chǎn)條件匹配度越高，催化效果就越好。
貴金屬催化劑的研發(fā)制備要求行業(yè)內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)對(duì)下游行業(yè)催化反應(yīng)過程具有一定程度的積累，了解不同工藝條件下貴金屬催化劑產(chǎn)品研發(fā)及調(diào)整方向，適配下游應(yīng)用場(chǎng)景，滿足各類終端客戶個(gè)性化需求。這要求生產(chǎn)企業(yè)深入了解下游產(chǎn)業(yè)，并在研發(fā)過程中不斷積累經(jīng)驗(yàn)，持續(xù)優(yōu)化工藝參數(shù)的控制，保證產(chǎn)品性能。
目前，國產(chǎn)貴金屬催化劑已在較多應(yīng)用領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)部分進(jìn)口替代，但部分高端制藥、基礎(chǔ)化工等領(lǐng)域的貴金屬催化劑依賴于進(jìn)口。鑒于行業(yè)充分競(jìng)爭(zhēng)之情況，業(yè)內(nèi)仍有不少企業(yè)生產(chǎn)工藝水平落后，使用作坊式、非封閉式間歇化釜式生產(chǎn)，小企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量可靠性、穩(wěn)定性有待進(jìn)一步提升。
總體來看，我國貴金屬催化劑行業(yè)的整體技術(shù)工藝水準(zhǔn)與國際化工巨頭相比仍有一定差距，而包括陜西瑞科在內(nèi)的一些生產(chǎn)企業(yè)經(jīng)過多年的經(jīng)驗(yàn)積累及技術(shù)研發(fā)，不斷擴(kuò)充產(chǎn)品品類、提升工藝水平、提高產(chǎn)品質(zhì)量，參與與莊信萬豐、贏創(chuàng)等國際化工巨頭的競(jìng)爭(zhēng)。
