氘氣是美國科學家哈羅德.克萊頓.尤里在一九三一年，在大量液體氫蒸發后利用光譜檢測方法發現的。氘氣的發現轟動了整個科學界，尤里也因此獲得了諾貝爾化學獎。氘氣最初主要應用于軍事研究，如核能工業、核武器等，隨著時代發展，氘氣應用逐步擴展到民用工業中，如光纖材料，特殊燈源等，研究氘氣制備技術也具有重要意義。

氘氣的性質

氘是氫的同位素，原子量比普通氫重兩倍，三相點-254.4℃；比熱容：（101.325kPa，21.2℃）：5.987m3/kg；氣液容積比：（15℃，100kPa）：974L/L；臨界溫度：-234.8℃；氣化熱：ΔHv（-249.5℃）：305kJ/kg[1]。氘氣的化學性質與氫氣相同，可以發生普通氫所有的化學反應，并能夠生成相應化合物。同時氘氣的高質量和低零點特征，使其在相同反應中有著不同反應速度，反應平衡點位置也有明顯不同。氘氣無毒無味，對生物沒有任何危害，僅具有窒息性，但氘氣易燃易爆，使用及生產中稍有不慎，極有可能誘發安全事故，所以對氘氣安全問題必須提高重視。

氘氣制備技術

隨著科技的發展，越來越多的氘氣制備技術被提出，不同技術應用效果有所不同，只有科學選擇制備技術才能達到理想效果。當前主要氘氣制備技術有：液氫精餾技術、電解重水技術、金屬氫化物技術、激光技術、氣相色譜技術等等。下面通過幾點來詳細分析氘氣制備技術：

1、液氫精餾技術

氘是氫的同位素，天然氫中氘含量是0.013到0.015。氘沸點為23.5K，氫的沸點為20.38K，HD沸點為22.13K。所以理論上采用精餾液氫制備氘氣是完全可以實現的。通常情況下低溫精餾時，首先濃縮的是HD，但HD必須經催化劑轉化為D2、HD、H2平衡混合物后才能繼續精餾濃縮，才能進一步制備。當前液氫精餾技術中低溫精餾分離技術多采用JET低溫精餾系統來實現氘氣制備[3]。但精餾技術回流需要消耗大量能量，能耗問題突出，所以經濟性并不理想，在能耗方面有待改進。

2、重水電解技術

重水電解技術采用電解水裝置，以堿金屬的氘氧化物為電解質或固體聚合物電解重水。雖然通過該技術制備氘氣純度較高，但仍需要對已制備的氘氣進一步純化。純化重點是去除雜質，降低氘氣所含的氫同位素雜質氕，但氕去除難度較大，處理工藝十分復雜。并且電解過程中能耗問題也十分突出，應用中降低工作電壓，提高能量效率的主要策略有：減小電極間距離、提高工作壓力、提高工作溫度、改變電極材料、使用添加劑等。

3、氣相色譜法

氣相色譜法發明于一九五二年，其應用領域十分廣泛。一九五七年，氣相色譜法被成功用于于氘氣制備。目前氫同位素主流氣相色譜分離技術有H2-頂替色譜法、迎頭色譜法、沖洗色譜法、自我頂替色譜法。H2-頂替色譜法制備量大，回收率和濃縮率最高，但工藝相對復雜。迎頭色譜法工藝相對簡單，適合從天然氫中制備氘氣。沖洗色譜法制備氘氣純度較低，不能滿足需求，因此較少采用。自我頂替色譜法具有著無載氣、濃縮率高、回收率適中等優點[4]，是最為理想的色譜制氘技術。