氮气发生器如何制得氮气

2021-05-06 14:27

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资料摘要：

氮气是空气中体积分数Zda的一种惰性气体，化学分子式为N2，通常状态下无色无味，比空气密度小。氮气化学性质不活泼，常温下难与其他物质进行反应，因此通常被用作保护气体，液氮可用作深度冷冻剂，高纯氮气可用作色谱等仪器的载气，氮气的性质决定了它的用途的广泛。而实验室中氮气通常的来源主要由3种：1.管道气，2.氮气罐，3.氮气发生器。第1种比较适合大型工厂，建设费用高昂，第2种通常会因储存和运输的麻烦而有的局限性，一种操作灵活可控，越来越受到实验室使用。氮气发生器是如何产生氮气的呢，通常来说，有三种方法。 1.电化学制备氮气将高压空气从氢气电解池的阴极一侧通入，在催化剂的催化作用下，进行2H2+O2=2H2O的氧化还原反应，通过此方法可去除空气中的O2，产出高达99.995%N2，然而此方法有的局限性。一是此方法只是单纯的去除空气中的O2，对于空气中的其他杂质并未提及，二是单位成本过高，因此此方法通常用来制备少量的氮气。 2. 膜分离制备氮气利用N2分子和O2分子的扩散速度的不同，将高压空气通过中空纤维膜组件，在输出端就可以积累纯度高达99%的氮气，这种方法在不考虑其他限制的条件下，可以累加使用，因此常用在实验室对气体纯度不高的保护、吹扫等操作实验中，但是由于其氮气纯度不能达到高纯级，且膜组件成本较高、仪器价格也相应的过高。

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