# MOF(金属有机框架)材料凭借独特的结构与性能,在市场规模、应用领域、学术研究等方面均展现出广阔前景

# 市场规模增长潜力大

  • 当前市场基础:2025 年全球 MOF 市场规模已达 47.78 亿元(人民币),中国市场规模为 13.66 亿元,亚太地区是主要消费市场之一。

  • 未来增长预测:预计到 2032 年,全球 MOF 市场规模将达到 234.79 亿元,预测期内年均复合增长率高达 25.54%,增长动力强劲。

  • 驱动因素:其在吸附分离、气体储存、催化等多个领域的应用需求不断增加,且随着技术进步,生产成本逐渐降低,推动市场规模持续扩大。

# 应用领域前景广阔

# 水资源相关领域

  • 空气取水:基于 MOF 的空气取水系统在相对湿度仅 30% 的干燥环境中,仍能吸收自身重量 80% 左右的水分,该技术对解决干旱地区饮用水问题意义重大,未来有望在沙漠地区、偏远缺水地区大规模推广应用。

  • 水污染治理:MOF 可有效从水中分离全氟和多氟烷基物质(PFAS),还能降解环境中的微量药物残留,随着水污染问题日益受到重视,MOF 在污水处理领域的需求将不断攀升。

# 气体储存与处理领域

  • 氢气储存:MOF 在 77K 温度下储氢量可达 7.5wt%,随着氢能产业的快速发展,对高效、安全的储氢材料需求迫切,MOF 有望成为氢能储存的关键材料之一,应用于氢能汽车、氢能储能等领域。

  • 有毒气体处理:已有公司推出用于储存砷化氢、磷化氢等毒性气体的 MOF 解决方案,可将危险气体存储在低于大气压的容器中,大幅提升安全性,未来在化工、电子等行业的有毒气体处理中应用前景广阔。

# 催化领域

MOF 在 CO₂光催化还原方面表现出色,如中国科大研究团队发现锆基卟啉 MOF 在光催化 CO₂还原中,甲酸根生成效率较传统催化剂提升 4.6 倍,转化率达 97.7%。此外,MOF 还可用于其他多种化学反应的催化,在绿色化学、能源转化等领域具有巨大应用潜力。

# 生物医药领域

MOF 作为药物载体可提升姜黄素生物利用度 3.2 倍,还能用于追踪药物在体内的运动路径,未来有望在药物递送、疾病诊断等生物医药领域发挥重要作用,推动精准医疗的发展。

# 学术研究持续升温

  • 研究方向多元化 早期 MOF 研究多集中在材料合成方面,如今逐渐转向与其他材料或功能模块结合的衍生领域,如将 MOF 与石墨烯结合,拓展了 MOF 的应用场景和研究范围。此外,将 MOF 作为工具,在不同应用场景中测试性能也成为研究热点。

  • 跨学科融合 MOF 研究涉及化学、材料、物理等多个学科,跨学科的融合将催生更多创新成果。例如,MOF 与电化学结合,将 MOF 作为材料载体应用于电池或电催化领域,为能源存储与转化提供新的思路和方法。

# 面临的挑战

  • 生产成本较高:目前 MOF 的制备过程较为复杂,部分原材料价格昂贵,导致 MOF 材料成本较高,限制了其大规模工业化应用。未来需要进一步优化制备工艺,开发低成本的原材料和制备方法。

  • 稳定性有待提升:虽然部分 MOF 材料稳定性较好,但在一些极端条件下(如高温、强酸强碱环境),其结构仍可能受到破坏,影响使用寿命和性能。提高 MOF 材料的稳定性是未来研究的重点方向之一。

  • 产业化技术不成熟:MOF 材料从实验室走向工业化生产还面临一些技术瓶颈,如大规模制备过程中的质量控制、产品分离提纯等问题,需要加强产学研合作,推动产业化技术的成熟与完善。