制取氧气最便宜的方法（制取氧气的几种方法）

氧气是一种与生命活动密不可分的气体。我们都知道空气中的氧气是由绿色植物和藻类光合作用产生的，空气中氧气的比例约为21%。那么如果在一些特定的情况下需要高浓度的氧气该怎么办呢？下面介绍几种制备氧气的一般方法:

2. 工业氧气生产

1.空气冷冻分离法

空气中的主要成分是氧气和氮气。利用氧和氮的不同沸点从空气中制备氧称为空气分离。先将空气预冷、净化(除去空气中的少量水分、二氧化碳、乙炔、碳氢化合物等气体和灰尘等杂质)，然后压缩、冷却，成为液态空气。然后利用氧和氮的沸点差异，液态空气在精馏塔中蒸发冷凝数次，分离出氧和氮，得到纯氧(纯度99.6%)和纯氮(纯度99.9%)。如果增加一些附加设备，稀有惰性气体，如氩、氖、氦、氪、氙等。空气中含量很少的，也可以提取。空分装置产生的氧气由压缩机压缩，最后压缩后的氧气装入高压钢瓶储存，或直接通过管道输送到工厂和车间使用。用这种方法制氧，需要大型成套设备和严格的安全操作技术，但产量高，每小时可制氧数千立方米。而且消耗的原材料只是不需要购买、运输、储存在仓库里的空气。因此，自1903年研制出第一台低温空气分离制氧机以来，这种制氧方法得到了广泛的应用。

2、分子筛氧气法(吸附法)

利用氮分子比氧分子大的特点，用特殊的分子筛分离空气中的氧。首先，压缩机迫使干燥空气通过分子筛进入真空吸附器，使空气中的氮气分子被分子筛吸附，氧气进入吸附器。当吸附器中的氧气达到一定量(压力达到一定水平)时，可以打开氧气出口阀释放氧气。一段时间后，分子筛吸附的氮气逐渐增多，吸附能力减弱，产生的氧气纯度降低。需要用真空泵将吸附在分子筛上的氮气抽出，然后重复上述过程。这种制造氧气的方法也叫吸附法。采用吸附法的小型制氧机已经开发出来并广泛应用于家用制氧机中。

3.电解制氧方法

将水放入电解槽中，加入氢氧化钠或氢氧化钾提高水的电解程度，然后施加直流电，使水分解成氧气和氢气。每生产一立方米氧气，同时获得两立方米氢气。电解生产一立方米氧气需要12-15千瓦时，与上述两种方法的电耗(0.55-0.60千瓦时)相比是不经济的。因此，电解法不适合大量生产氧气。同时，产生的氢气如果收集不当，会聚集在空气中，如果与氧气混合，很容易发生剧烈爆炸。所以电解不适合家庭制氧。

二、化学制氧

而工业和医用氧气都是从自制的制氧厂购买的。工厂制氧的原料是空气，所以价格很便宜。但是氧气的储存、运输和使用(高压氧气瓶和液氧专用罐)都不方便。因此，在远离制氧厂的偏远山区运输困难。此外，一些特殊环境，如病人家中、高空飞行、水下潜艇、潜水作业、矿山救援等。非常不方便搬运巨大笨重的钢瓶。小钢瓶储氧量小，使用时间短，于是出现了化学制氧法。在这些化合物中，无机过氧化物的氧含量最高，容易释放。目前过氧化氢多用于化学制氧。

对无机过氧化合物的科学研究始于18世纪。798年，德国自然科学家亚历山大·洪堡在高温下氧化氧化钡，制成过氧化钡。1810年，法国化学家约瑟夫-路易·盖·吕萨克和路易-雅克·德纳合作制备过氧化钠和过氧化钾。1818年，纳德用酸处理过氧化钡，然后通过蒸馏发现了过氧化氢。在过去的200年里，化学家们不断研究发现了大量的无机过氧化合物。这些过氧化物在受热、遇水或其他化学试剂时，很容易析出氧气。常用的过氧化物如下:

1.液态过氧化物(液氧发生器)-过氧化氢

过氧化氢，化学名称为过氧化氢(H2O2)，是一种无色透明的液体，有淡淡的特殊臭氧气味。它是一种非常不稳定的物质，在热、碱、杂质等很多情况下会加速其分解。温度每升高5℃，它的分解率就会增加1.5倍。即使是浓度为35%的稀释过氧化氢，在pH值升高的情况下(例如储存在含碱玻璃瓶中)超过6小时也会迅速分解。双氧水中混有少量杂质(如铁、铜、黄铜、青铜、铅、银、铬、锰等金属粉末或其盐)。即使在室温下，也会引起剧烈分解，产生氧气。

过氧化氢是过氧化物中最基本的物质，也是世界各国科学家已知的最早的化学制氧机。过氧化氢具有制氧率高(30%稀释液中有效氧含量为14.1%)和成本低的优点。但双氧水是一种强腐蚀剂，稍有不慎就会造成人身伤害，很多情况下还会引起爆炸或燃烧。在使用、储存和运输中，它是一种危险产品。比如在常压下，过氧化氢的蒸气浓度达到40%以上时，温度过高，即有爆炸的危险。过氧化氢与有机物混合后，能生成灵敏、强烈的高效炸药。当与有机物质如过氧化氢、酒精、甘油等混合时。，它会形成非常危险的爆炸性混合物。

过氧化氢是一种强氧化剂，对有机物，尤其是纺织品和纸张有腐蚀性，与大多数可燃物接触会自行燃烧。

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