電光源用稀有氣體的制備
電光源用的稀有氣體主要存在于空氣中。氦也存在于天然氣中。但各地區(qū)的天然氣中含氦量很不一致,高的可達(dá)1~2%,個別地區(qū)甚至高達(dá)8%,低的僅含萬分之幾。
目前稀有氣體中的氦主要取自天然氣,或從以天然氣為原料的工業(yè)中回收,天然氣的成分主要是碳?xì)浠衔?可以采用液化的方法使它們與氦分離。其他稀有氣體(除氡外),都取自空氣。以空氣為原料制取各種稀有氣體,首先要把空氣液化。制得液態(tài)空氣后,根據(jù)其各組分的沸點(diǎn)不同,可采用分級蒸餾的方法來分離出各種稀有氣體。
液態(tài)空氣中含量最大的是液態(tài)氮,其次是氧。氮的沸點(diǎn)是77.2K(-196℃),氧的沸點(diǎn)是90K(-183℃)。從表 8-2可以看出,稀有氣體 Ho與 Ne的沸點(diǎn)比氮低得多。氬的沸點(diǎn)87.3K(-185.7℃),與氧的沸點(diǎn)非常接近。其他稀有氣體的沸點(diǎn)都比氧高。如果控制溫度可使氮先揮發(fā)出來,并收集之,那么氖將混在氮中,而氬、氪、氙等則留在液氧中。從氮中分離出氖,可以先在低溫下使氮液化,再用活性炭吸附殘余的N2氣,因?yàn)槲絼┛偸莾?yōu)先吸附沸點(diǎn)較高的氣體。這樣就可以分離出氖。從液氧中分離其他稀有氣體,可以進(jìn)一步控制溫度進(jìn)行分餾,這樣可以先制得含氧達(dá)20%的粗制氬。氪與氙仍留在液氧中。把粗制氬與過量的氫混合,在一定條件下,使其中的氧轉(zhuǎn)化為水,然后把殘余氣體通過灼熱的氧化銅除去過剩的氫,便得到氬?;煸谝貉踔械碾磁c氙,可再用分餾的方法使之與氧分離,然后在低溫用選擇性吸附方法使氪與氙彼此分離。