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人類有效利用氮氣的主要途徑是合成氨，但要求很高。近年來，人們試圖找出植物固氮的機制，試圖用化學方法模擬生物固氮，在溫和的條件下開發利用空氣中的氮資源。
氮主要用于合成氨，反應類型為N+3H=2NH(條件為高壓、高溫和催化劑。反應為可逆反應)或合成纖維(尼龍、腈綸)、合成樹脂、合成橡膠等重要原料。氮是一種營養物質，也可以用來制作化肥。如碳酸氫銨NH4HCO3、氯化銨NH4Cl、硝酸銨NH4NO3等。
由于氮的化學惰性，常用于保護氣體，如水果、食物和燈泡。為了防止某些物體在暴露在空氣中時被氧化，用氮填充糧倉可以防止糧食發霉、發芽和長期保存。液氮也可用作深度冷凍劑。
作為冷凍劑，經常用于醫院的除斑、包、豆等手術，即斑、包、豆凍，但容易出現疤痕，不建議使用。高純氮用作色譜儀等儀器的載氣。用作銅管的光亮退火保護氣體。與高純氦和高純二氧化碳一起用作激光切割機的激光氣體。
高純氮也被用作食品保鮮和保護氣體。在化工行業，氮主要用于保護氣體、更換氣體、清洗氣體和安全氣體。用于鋁制品、鋁型材加工、鋁薄軋制等保護氣體。用支撐回流焊和峰值焊的保護氣體，提高焊接質量。用作浮法玻璃生產過程中的保護氣體，防止錫槽氧化。
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