『壹』 氮氣的用途有哪些 氮氣的提取方法
一、氮氣的用途有哪些
氮氣主要用於合成氨，同時也是合成纖維、合成樹脂、合成橡膠的重要原料。
作為一種營養元素，氮氣還用來製作化肥。由於氮氣的化學惰性，它常用作保護氣體，例如填充瓜果、食品和燈泡，防止這些物品暴露於空氣中被氧化。氮氣填充糧倉，可防止糧食霉爛和發芽，從而實現長期保存。
高純度氮氣用於色譜儀等儀器的載氣，以及銅管的光亮退火保護氣體。它還與高純氦氣、高純二氧化碳一起用於激光切割機的激光氣體。
在化工行業中，氮氣主要用於保護氣體、置換氣體、洗滌氣體和安全保障氣體。例如，在鋁製品、鋁型材加工和鋁薄軋制過程中，氮氣用作保護氣體。在迴流焊和波峰焊過程中，氮氣用作配套的保護氣體，以提高焊接質量。在浮法玻璃生產過程中，氮氣用作保護氣體，防止錫槽氧化。
二、氮氣的提取方法
實驗室中常用亞硝酸銨分解法提取氮氣，具體反應為NH4Cl + NaNO2 → NaCl + N2↑ + 2H2O。
液態空氣分餾法是從大氣中分離氮氣或通過含氮化合物的分解製得氮氣。每年通過液化空氣生產超過3300萬噸氮氣，然後使用分餾方法在大氣中提取氮氣及其他氣體。
深冷分離法是利用空氣中氮氣與氧氣的沸點不同來分離氧氣和氮氣。氮氣沸點為-196℃，低於氧氣的-183℃。液氮在液態空氣蒸發過程中更容易變成氣態，而氧氣則更容易變成液態。氮氣與氧氣的沸點差異不大，需經過多次蒸發、冷凝、再蒸發過程，最終在精餾塔頂部獲得較高純度的氮氣。
膜分離法基於薄膜對氣體組分的選擇性滲透和擴散特性。氣體中各種組分透過膜的速度不同，每種組分的透過速度與氣體性質、膜特性和膜兩面分壓差有關。氣體分離膜可分為多孔材質和非多孔材質，由無機物（多孔玻璃、陶瓷、金屬、電子導電性固體和鈀合金）或有機高分子（微孔聚乙烯、多孔醋酸纖維、均質醋酸纖維、聚硅氧烷橡膠和聚碳酸脂）組成。
凈化後的壓縮空氣經過緩沖罐和聯合過濾器後，由膜組一端進入。混合氣體在膜高壓側表面以不同溶解度溶於膜內，然後在膜兩側壓力差的推動下，混合氣體的分子以不同速度向膜低壓側擴散。最終混合氣體被分離成各個組分。例如，空氣、氧氣的透過速度大於氮氣，經過膜分離後，高壓側留下的氣體富氮，而透過去的氣體富氧。
變壓吸附法（PSA法）是一種以壓縮空氣為原料，以分子篩為吸附劑的方法。在一定的壓力下，利用空氣中氧氣和氮氣分子在不同分子篩表面吸附量的差異，在一定時間內氧在吸附相富集，氮在氣體相富集，實現氧、氮分離。吸附劑除了分子篩之外，還可應用活性氧化鋁、硅膠等。
目前，常用變壓吸附制氮裝置以壓縮空氣為原料，碳分子篩為吸附劑。利用氧和氮在碳分子篩上的吸附容量、吸附速率、吸附力等方面的差異及分子篩對氧和氮隨壓力不同具有不同的吸附容量的特性，實現氧、氮分離。首先，空氣中的氧被碳分子篩優先吸附，從而在氣相中富集氮氣。為連續獲得氮氣，需兩個吸附塔交替工作。