在大自然中，有純凈的碳。比如說(shuō)，金剛石便是非常純凈的碳——在純凈的氧氣中，金剛石居然會(huì)燃燒，變成二氧化碳！金剛石是堅(jiān)硬的東西，人們用它來(lái)裁玻璃，或者裝在鉆探機(jī)的鉆頭上，成為向地層深處進(jìn)軍的開(kāi)路。不過(guò)，天然的金剛石終究不多，不能滿(mǎn)足工業(yè)上的需要。我國(guó)已試制成功人造金剛石——在高溫高壓下，用石墨制造金剛石。

空分裝置就是用來(lái)把空氣中的各組份氣體分離，分別生產(chǎn)空氣組分的氧氣、氮?dú)?，氬氣等等氣體的一套工業(yè)設(shè)備裝置。

常用的空氣分離方法是低溫精餾法分離。低溫分離方法通過(guò)壓縮循環(huán)深度冷凍的方法把空氣變成液態(tài)，經(jīng)過(guò)低溫精餾根據(jù)不同沸點(diǎn)而從液態(tài)空氣中逐步分離生產(chǎn)出氧氣、氮?dú)饧皻鍤獾榷栊詺怏w的設(shè)備，廣泛應(yīng)用于傳統(tǒng)的冶金、新型煤化工、大型氮肥、氣體供應(yīng)等領(lǐng)域。

其它空氣分離方法，如膜分離法、變壓吸附法（PSA）和真空變壓吸附法（VPSA）等，主要是應(yīng)用于從空氣中分離單一組分。而用于半導(dǎo)體器件制造的高純氧、氮和氬需要低溫精餾法。同樣，稀有氣體氖、氪和氙的可行來(lái)源是也使用低溫精餾法。
因此低溫精餾法是重要的空氣分離方法。
一種人工合成的具有篩選分子作用的水合硅鋁酸鹽(泡沸石)或天然沸石。其化學(xué)通式為(M′2M)O·Al2O3·xSiO2·yH2O，M′、M分別為一價(jià)、二價(jià)陽(yáng)離子如K+、Na+和Ca2+、Ba2+等。它在結(jié)構(gòu)上有許多孔徑均勻的孔道和排列整齊的孔穴，不同孔徑的分子篩把不同大小和形狀分子分開(kāi)。根據(jù)SiO2和Al2O3的分子比不同，得到不同孔徑的分子篩。其型號(hào)有：3A(鉀A型)、4A(鈉A型)、5A(鈣A型)、10Z(鈣Z型)、13Z(鈉Z型)、Y(鈉Y型)、鈉絲光沸石型等。它的吸附能力高、選擇性強(qiáng)、耐高溫。廣泛用于有機(jī)化工和石油化工，也是煤氣脫水的優(yōu)良吸附劑。在廢氣凈化上也日益受到重視。
自然界中存在一種天然硅鋁酸鹽，它們具有篩分分子、吸附、離子交換和催化作用。這種天然物質(zhì)稱(chēng)為沸石，人工合成的沸石也稱(chēng)為分子篩。分子篩的化學(xué)組成通式為：(M)2/nO· Al2O3·xSiO2·pH2O，M代表金屬離子(人工合成時(shí)通常為Na)，n代表金屬離子價(jià)數(shù)， x代表SiO2的摩爾數(shù)，也稱(chēng)為硅鋁比，p代表水的摩爾數(shù)。分子篩骨架的基本結(jié)構(gòu)是 SiO4和AlO4四面體，通過(guò)共有的氧原子結(jié)合而形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的結(jié)晶。這種結(jié)合形式，構(gòu)成了具有分子級(jí)、孔徑均勻的空洞及孔道。由于結(jié)構(gòu)不同，形式不同，“籠”形的空間孔洞分為α、β、γ、六方柱、八面沸石等 “籠”的結(jié)構(gòu)。A型、X型和Y型分子篩的晶體結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1，圖2。