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高純氣體是指純度高于99.99%的氣體，廣泛應用于半導體制造、醫療、科研等領域。其制備過程需通過精密技術去除雜質，確保氣體純度滿足嚴苛需求。以下是高純氣體的主要制備方法：

一、原料氣獲取

高純氣體的制備通常從工業級氣體或自然空氣開始。例如，氧氣可通過空氣分離法獲取，氫氣則可通過水電解、天然氣重整等方式獲得。原料氣需經過初步凈化，去除大部分雜質，為后續提純奠定基礎。

二、分離提純技術

1. 吸附法：利用分子篩、活性炭等吸附劑選擇性吸附雜質。如分子篩可高效分離氮氣與氧氣，活性炭能去除水蒸氣、有機物等。該方法操作簡便，成本低，適用于多種氣體。

2. 膜分離法：通過高分子膜的選擇性滲透特性，分離不同分子大小的氣體。例如，氫氣分子較小，可透過膜材料，而氮氣、氧氣等大分子被截留，實現高效提純。

3. 低溫精餾法：利用氣體沸點差異進行分離。如深冷空分技術通過壓縮、冷卻將空氣液化，再逐級精餾分離出高純氧氣、氮氣等。該方法適用于大規模工業制氣，純度可達99.5%以上。

4. 化學吸收法：通過化學反應轉化雜質。例如，用堿性溶液吸收二氧化碳，或催化劑轉化硫化物，適用于特定雜質的深度去除。

三、壓縮與儲存

提純后的氣體需壓縮至高壓鋼瓶或低溫液化容器儲存。高壓鋼瓶靈活便捷，但需注意密封性以防污染；低溫容器貯量大，但存在微量蒸發損耗。儲存環境需嚴格隔絕水分、顆粒等污染物，確保氣體純度穩定。

四、質量監控

高純氣體生產全程需實時監測純度、壓力等參數。常用技術包括氣相色譜分析、傳感器檢測及在線質譜儀，確保產品符合標準（如半導體行業要求純度達99.9999%以上）。

五、特殊應用定制

針對不同需求，制備方法需調整。例如，半導體行業采用變壓吸附（PSA）技術結合電化學膜制氫，醫療用氧則需額外去除微生物與微粒，通過多級過濾保障安全性。