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碳分子筛分离空气的能力，取决于空气中各种气体在碳分子筛微孔中的不同扩散速度，氧分子通过碳分子筛微孔系统的狭窄空隙的扩散速度要比氮分子快得多，碳分子筛空分制氮就是基于这一性能，通过PSA使氮气从空气中分离出来。
30多年来，人们用酚醛树脂和椰子壳为原料，控制碳分子筛微孔直径制造碳分子筛用于分离各种气体，用于制氮机和其它变压吸附气体发生器。制备氮气用碳分子筛（CMS）和甲烷碳分子筛（CH4），其制备方法包括四个步骤：
1）碳质材料的破碎、预处理、成型和干燥；
2）成型产品在惰性气氛中碳化；
3）活化；
4）微孔直径调节。
当碳分子筛的微孔直径分布均匀，且微孔直径介于两种气体之间且与待分离组分的分子直径相近时，混合气体在孔隙中的扩散速率或吸附速率不同，从而实现气体分离。
分子筛是一种包含有和单一的微小孔洞的材料，可用于吸附气体或液体。足够小的分子可以通过孔道被吸附，而更大的分子则不能。与一个普通筛子不同的是它在分子水平上进行操作。例如，一个水分子小到可以通过但比它大一点的分子就不行。因此，分子筛常用用来作干燥剂。一个分子筛能吸附高达其自身重量22%的水分。分子筛常被应用到石油工业，特别是用来纯化气体。例如可用硅胶吸附天然气中的汞对铝制管道和其他液化设备的腐蚀。
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