A、空气中含有氧气、氮气、二氧化碳等物质，属于混合物，故A错；

B、海水中含有水、氯化钠、氯化镁等物质，属于混合物，故B错；

C、澄清石灰水中含有氢氧化钙、水属于混合物，故C错；

D、干冰是二氧化碳的固态，由一种物质组成，属于纯净物，故D正确；

故选D．