制氮机碳分子筛是利用碳分子筛的筛分特性来达到分离氧气、氮气的目的。碳分子筛内部包含有大量的微孔，这些微孔允许动力学尺寸小的分子快速扩散到孔内，同时限制大直径分子的进入。由于不同尺寸的气体分子相对扩散速率存在差异，气体混合物的组分可以被的分离。微孔孔径大小是碳分子筛分离氧气、氮气的基础，如果孔径过大，氧气、氮气分子筛都很容易进入微孔中，也起不到分离的作用；而孔径过小，氧气、氮气都不能进入微孔中，也起不到分离的作用。根据分子尺寸的大小，碳分子筛内部微孔分布应在0.28～0.38nm，在该微孔尺寸范围内，氧气可以快速通过微孔孔口扩散到孔内，而氮气却很难通过微孔孔口，从而达到氧气、氮气分离。
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