A、空气中有氮气、氧气、稀有气体、二氧化碳等物质，所以属于混合物，故A错；

B、石油中能分离出汽油、柴油、煤油、润滑油等所以为混合物，故B错；

C、牛奶属于乳浊液有奶有水属于混合物，故C错；

D、蒸馏水是指水一种物质属于纯净物，故D正确．

故选D．