二十世紀(jì)五十年代，伴隨著工業(yè)革命的大潮，碳材料的應(yīng)用越來越廣泛，其中活性碳的應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)展最快，從最初的過濾雜質(zhì)逐漸發(fā)展到分離不同組份。制氮機(jī)按變壓吸附技術(shù)設(shè)計(jì)、制造的氮?dú)獍l(fā)生設(shè)備。制氮機(jī)廠家空氣為原料，以優(yōu)質(zhì)碳分子篩為吸附劑，運(yùn)用變壓吸附原理(PSA)，利用充滿微孔的分子篩，對空氣進(jìn)行選擇性吸附，以達(dá)到氧氮分離的目的。與此同時(shí)，隨著技術(shù)的進(jìn)步，人類對物質(zhì)的加工能力也越來越強(qiáng)，在這種情況下，碳分子篩應(yīng)運(yùn)而生。制氮機(jī)廠家空氣為原料，以優(yōu)質(zhì)碳分子篩為吸附劑，運(yùn)用變壓吸附原理(PSA)，利用充滿微孔的分子篩，對空氣進(jìn)行選擇性吸附，以達(dá)到氧氮分離的目的。六十年代，碳分子篩在美國最先制造成功并很快推廣應(yīng)用，最初，碳分子篩是被用作從空氣中分離氧氣的吸附劑，后來逐漸應(yīng)用在制取氮?dú)獾难b置上。到了七十年代未、八十年代初，世界各國對氮?dú)獾男枨罅坎粩嘣黾樱儔何街频夹g(shù)也逐漸成熟起來，進(jìn)一步推動(dòng)了碳分子篩制造技術(shù)的發(fā)展。

　　到了一九八二年，美國和日本的氮?dú)猱a(chǎn)量相繼超過了氧氣，此時(shí)，變壓吸附制取的氮?dú)庖呀?jīng)占氮?dú)饪偖a(chǎn)量的18%左右，由于變壓吸附制氮所占的市場經(jīng)濟(jì)份額發(fā)展越來越多越大，世界各主要包括工業(yè)發(fā)達(dá)國家都投入了企業(yè)資金投入研發(fā)變壓吸附用碳分子篩，其中，美國、日本、德國在技術(shù)上我們處于中國領(lǐng)先戰(zhàn)略地位。一直到?jīng)]有今天，世界上社會(huì)主要的碳分子篩生產(chǎn)設(shè)備廠家也還是可以分布在這些不同國家。比較我國著名的有美國的Calgon公司、普萊克斯公司；日本的巖谷公司、武田公司；德國的BF公司等。其中，美系分子篩在國內(nèi)研究所占資本市場價(jià)值份額很小，德系和日系分子篩廠家在國內(nèi)方面都有自己代理有限公司，因而學(xué)生所占市場銷售份額同時(shí)也是為了最大的。

　　碳分子篩的原料為椰子殼、煤炭、樹脂等，第一步先經(jīng)加工后粉化，然后與基料揉合，基料主要是通過增加工作強(qiáng)度，防止破碎粉化的材料；第二步是活化造孔，在600～1000溫度下通入活化劑，常用的活化劑有水產(chǎn)生蒸氣、二氧化碳、氧氣環(huán)境以及研究它們的混合氣。它們與較為豐富活潑的無定型過程中碳原子之間進(jìn)行一個(gè)熱化學(xué)方法反應(yīng)，以擴(kuò)大比表面積可以逐步發(fā)展形成一種孔洞表面活化造孔時(shí)間從10～60min不等；第三步為孔結(jié)構(gòu)具有調(diào)節(jié)，利用學(xué)生化學(xué)分析物質(zhì)的蒸氣：如苯在碳分子篩內(nèi)部微孔壁進(jìn)行不同沉積來調(diào)節(jié)孔的大小，使之滿足設(shè)計(jì)要求。

這是分子篩的孔隙結(jié)構(gòu):

　　如圖所示，當(dāng)分子篩吸附雜質(zhì)氣體的，和中孔大作品僅用于信道將被傳遞到所述吸附分子的微孔和亞微孔，微孔和亞微孔是從吸附容量的真實(shí)。

　　我們可以知道，利用碳分子篩變壓吸附制氮是靠范德華力來分離以及氧氣和氮?dú)獾?，因此，分子篩的比表面積影響越大，孔徑主要分布越均勻，并且通過微孔或亞微孔材料數(shù)量越來越多，吸附量就越大；同時(shí)，如果一個(gè)孔徑能盡量小，范德華力場重疊，對低濃度生活物質(zhì)文化也有學(xué)生更好的分離技術(shù)作用。因此，在PSA制氮設(shè)備中，分子篩的性能研究直接管理關(guān)系到企業(yè)整套系統(tǒng)設(shè)備的產(chǎn)氣量及能耗，所以，選擇自己合適的吸附劑是重中之重。