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深冷分离法又称为低温精馏法,利用空气中氮气与氧气的沸点不一致来分离氧气和氮气。由于氮气的沸点(-196℃) 低于氧气(-183℃),在液态空气的蒸发过程中,液氮比液氧更容易变成气态,而在空气液化过程中,氧气比氮气更容易变成液态。由于氮气与氧气的沸点相差不大,液态空气与气态空气需经过反复多次的蒸发、冷凝、再蒸发过程(该过程称为低温精馏过程),终在精留塔顶部气相馏分中就可以过得较高高纯度的氮气,氮气的纯度取决于精馏塔的塔板级数和精馏效率。
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实验室常用的是亚的分解,实际上是将亚硝酸钠饱和溶液慢慢加到热的饱和溶液中 。
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膜分离技术是基于薄膜对气体组分具有选择性渗透和扩散的特性,以达到气体分离和纯化的目的。气体中各种组分透过膜的速度不同,每种组分透过膜的速度与该气体的性质、膜的特性和膜两面的分压差有关。透过膜的气体组分不可能达到 的纯度。气体分离膜通常可分为多孔材质和非多孔材质,它们无机物(多孔玻璃、陶瓷、金属、电子导电性固体和钯合金等)或有机高分子(微孔聚乙烯、多孔醋酸纤维、均质醋酸纤维、聚硅氧烷橡胶和聚碳酸脂)组成。 [4] 
净化后的压缩空气经过缓冲罐,联合过滤器后由膜组一端进入,气体分子在压力作用下首先在膜的高压侧接触。混合气体在膜的高压侧表面以不同的溶解度溶于膜内,然后在膜两侧压力差的推动下,混合气体的分子以不同的速度向膜的低压侧扩散。经过溶解和扩散两个过程的选择,终混合气体被分离成各个组分。例如:空气、氧气的透过速度大于氮气,经过膜分离之后,高压侧留下的气体富氮,而透过去的气体富氧。
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氮气,化学式为N₂,为无色无味气体。氮气化学性质很不活泼,在高温高压压及催化剂条件下才能和氢气反应生成氨气;在放电的情况下才能和氧气化合生成一氧化氮;即使Ca、Mg、Sr和Ba等活泼金属也只有在加热的情形下才能与其反应。氮气的这种高度化学稳定性与其分子结构有关。2个N原子以叁键结合成为氮气分子,包含1个σ键和2个π键,因为在化学反应中首先受到攻击的是π键,而在N₂分子中π键的能级比σ键低,打开π键困难,因而使N₂难以参与化学反应。
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